冷作工具材料、冷作工具及其制造方法技术

本发明专利技术提供能够减轻在淬火回火时发生的在材料长度方向的热处理尺寸变化的冷作工具材料。一种冷作工具材料，该冷作工具材料具有经热加工而延伸且包含碳化物的退火组织，进行淬火回火而可使用，其中，该冷作工具材料的与由上述热加工产生的延伸方向平行的截面的退火组织当中，在与延伸直角方向垂直的截面的退火组织中观察到的圆当量直径为5.0μm以上的碳化物的、通过下述(1)式求出的碳化物取向度Oc的标准偏差为6.0以上。Oc＝D×θ…(1)其中，D表示碳化物的圆当量直径(μm)，θ表示碳化物的近似椭圆的长轴与上述延伸方向所成的角度(rad)。而且，提供一种使用上述冷作工具材料的冷作工具和其制造方法。

Cold work tool material, cold work tool and manufacturing method thereof

The present invention provides a cold working tool material that can reduce the change in heat treatment dimensions occurring in the material length direction during quenching and tempering. A cold work tool material, the cold work tool material with annealing microstructure by hot processing and extension and contains carbide, and can be used for quenching and tempering, wherein the cold annealing section organization tool material and machining from the heat generated in the direction of the parallel, equivalent circle diameter and observed in the the extension section of right angle perpendicular to the direction of the annealing microstructure in more than 5 mu m carbide, by the standard deviation (1) calculate the carbide orientation degree of Oc is more than 6. Oc = D * theta... (1) in which the D represents the circular equivalent diameter (m) of the carbide, and the theta represents the long axis of the approximate ellipse of the carbide and the angle (RAD) of the extended direction. Further, a cold work tool using the above cold working tool material and a method of making the same are provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冷作工具材料、冷作工具及其制造方法
本专利技术涉及对压制模具、锻造模具、滚轧模具、金属刀具等多种冷作工具最合适的冷作工具材料、使用其的冷作工具及其制造方法。
技术介绍
冷作工具由于一边与硬质的被加工材料接触一边使用，因此需要具备能够耐受该接触的硬度、耐磨耗性。而且，以往对于冷作工具材料，使用例如为JIS钢种的SKD10、SKD11系的合金工具钢。对于冷作工具材料，通常将由钢锭或者对钢锭进行开坯加工得到的钢坯而成的原材料作为起始原料，对其进行各种热加工、热处理而制成规定的钢材，对该钢材进行退火处理，进行精加工。而且，冷作工具材料通常以硬度低的退火状态供给至冷作工具的制造商。该供给至制造商的冷作工具材料通过切削、穿孔等而被机械加工成冷作工具的形状后，通过淬火回火而被调节至规定的使用硬度。另外，通常在被调整至该使用硬度之后，进行精加工的机械加工。淬火是如下的操作：将机械加工为冷作工具的形状后的冷作工具材料加热至奥氏体温度区域为止，对其进行骤冷，由此使组织发生马氏体相变。因此，冷作工具材料的成分组成能够通过淬火而被调整为马氏体组织。然而，对于冷作工具材料，在上述淬火回火的前后，会发生其体积(尺寸)变化的“热处理尺寸变化”。而且，该热处理尺寸变化当中，尤其是在热加工时的延伸方向(即，材料的长度方向)发生的热处理尺寸变化为在淬火时表现的膨胀尺寸变化，并且为该膨胀量最大的尺寸变化。若该材料的长度方向的膨胀量大，则基于回火的尺寸的调整变得困难。通常，在回火工序中，通过低温回火，冷作工具材料整体收缩、且通过高温回火而再次膨胀，因此重视热处理尺寸变化的冷作工具的情况下，在尺寸与退火材料相比变化为零左右的温度下进行回火。但是，对于在淬火时表现的长度方向的大的膨胀(即，相对于宽度方向、厚度方向的各向异性)，难以通过回火工序消除。因此，在淬火回火前的机械加工中，对该最终的冷作工具的形状，精加工加工时的“切削余量(余量)”的调整变得复杂。而且，若该长度方向的膨胀量过大，则上述“切削余量”的调整自身变困难。因此，上述热处理尺寸变化的原因为存在于组织中的大的碳化物，而提出了降低该大的碳化物的存在量的冷作工具材料。例如提出了将面积20μm2以上的碳化物在淬火回火后的截面组织中所占的面积率调整为3％以下的冷作工具材料(专利文献1)。而且，为了抑制长度方向的膨胀尺寸变化，提出了将淬火回火前的与其热加工时的延伸方向平行的截面中的、圆当量直径为2μm以上的碳化物的面积率调整为0.5％以下的冷作工具材料(专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001-294974号公报专利文献2：日本特开2009-132990号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献1、2的冷作工具材料在淬火回火时表现的热处理尺寸变化的抑制方面优异。但是，对于专利文献1、2的冷作工具材料，从将成为热处理尺寸变化的原因的上述大的碳化物的存在量自身减少的方面出发，其成分组成被调整为“低C低Cr”，其结果，碳化物的体积率小、牺牲了耐磨耗性。因此，为了维持优异的耐磨耗性，仍需要将冷作工具材料的成分组成调整为上述SKD10、SKD11水平的“高C高Cr”。但是，这种情况下，存在热处理尺寸变化增长、尤其是在其长度方向发生的膨胀尺寸变化增长的问题。本专利技术的目的在于，提供一种具有上述“高C高Cr”的成分组成的冷作工具材料，其中，能够减轻在其淬火回火时发生的热加工时的延伸方向(材料的长度方向)的热处理尺寸变化。而且，提供使用该冷作工具材料的冷作工具及其制造方法。用于解决问题的方案本专利技术为一种冷作工具材料，该冷作工具材料具有经热加工而延伸且包含碳化物的退火组织，进行淬火回火而可使用，其特征在于，该冷作工具材料具有以质量％计包含C：0.80～2.40％、Cr：9.0～15.0％、Mo及W以单独或复合计(Mo+1/2W)：0.50～3.00％、V：0.10～1.50％，通过上述淬火而能够调整为马氏体组织的成分组成，该冷作工具材料的与由上述热加工产生的延伸方向平行的截面的退火组织当中，在与延伸直角方向垂直的截面的退火组织中观察到的圆当量直径为5.0μm以上的碳化物的、通过下述(1)式求出的碳化物取向度Oc的标准偏差为6.0以上，Oc＝D×θ···(1)其中，D表示碳化物的圆当量直径(μm)，θ表示碳化物的近似椭圆的长轴与上述延伸方向所成的角度(rad)。而且是如下的冷作工具材料，与由上述热加工产生的延伸方向平行的截面的退火组织当中，进而在与延伸法线方向垂直的截面的退火组织中观察到的圆当量直径为5.0μm以上的碳化物的、通过上述(1)式求出的碳化物取向度Oc的标准偏差为10.0以上。另外，本专利技术为一种冷作工具，该冷作工具具有马氏体组织，所述马氏体组织是经热加工而延伸的退火组织进行淬火回火而得到的且包含碳化物，其特征在于，该冷作工具具有以质量％计包含C：0.80～2.40％、Cr：9.0～15.0％、Mo及W以单独或复合计(Mo+1/2W)：0.50～3.00％、V：0.10～1.50％，通过上述淬火而能够调整为马氏体组织的成分组成，该冷作工具的与由上述热加工产生的延伸方向平行的截面的马氏体组织当中，在与延伸直角方向垂直的截面的马氏体组织中观察到的圆当量直径为5.0μm以上的碳化物的、通过下述(1)式求出的碳化物取向度Oc的标准偏差为6.0以上。Oc＝D×θ···(1)其中，D表示碳化物的圆当量直径(μm)，θ表示碳化物的近似椭圆的长轴与上述延伸方向所成的角度(rad)。而且是如下的冷作工具，与由上述热加工产生的延伸方向平行的截面的马氏体组织当中，进而在与延伸法线方向垂直的截面的马氏体组织中观察到的圆当量直径为5.0μm以上的碳化物的、通过上述(1)式求出的碳化物取向度Oc的标准偏差为10.0以上。而且，本专利技术为一种冷作工具的制造方法，其特征在于，对上述冷作工具材料进行淬火回火。专利技术的效果根据本专利技术，能够减轻在具有上述“高C高Cr”的成分组成的冷作工具材料中、在其淬火回火时发生的热加工时的延伸方向(材料的长度方向)的热处理尺寸变化。附图说明图1为对示出本专利技术例的冷作工具材料的截面组织的光学显微镜照片进行二值化处理而成的图像，为示出在上述截面组织中分布的碳化物的一个例子的图。图2为对示出本专利技术例的冷作工具材料的截面组织的光学显微镜照片进行二值化处理而成的图像，为示出在上述截面组织中分布的碳化物的一个例子的图。图3为对示出本专利技术例的冷作工具材料的截面组织的光学显微镜照片进行二值化处理而成的图像，为示出在上述截面组织中分布的碳化物的一个例子的图。图4为对示出本专利技术例的冷作工具材料的截面组织的光学显微镜照片进行二值化处理而成的图像，为示出在上述截面组织中分布的碳化物的一个例子的图。图5为对示出本专利技术例的冷作工具材料的截面组织的光学显微镜照片进行二值化处理而成的图像，为示出在上述截面组织中分布的碳化物的一个例子的图。图6为对示出本专利技术例的冷作工具材料的截面组织的光学显微镜照片进行二值化处理而成的图像，为示出在上述截面组织中分布的碳化物的一个例子的图。图7为对示出比较例的冷作工具材料的截面组织的光学显微镜照片进行二值化处理而成的图像，为示出在上述截面组织中分布的碳化物的一个例子的图。图8为示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷作工具材料，该冷作工具材料具有经热加工而延伸且包含碳化物的退火组织，进行淬火回火而可使用，其特征在于，所述冷作工具材料具有以质量％计包含C：0.80～2.40％、Cr：9.0～15.0％、Mo和W以单独或复合计(Mo+1/2W)：0.50～3.00％、V：0.10～1.50％，通过所述淬火而能够调整为马氏体组织的成分组成，所述冷作工具材料的与由所述热加工产生的延伸方向平行的截面的退火组织当中，在与延伸直角方向垂直的截面的退火组织中观察到的圆当量直径为5.0μm以上的碳化物的、通过下述(1)式求出的碳化物取向度Oc的标准偏差为6.0以上，Oc＝D×θ···(1)其中，D表示碳化物的圆当量直径，单位为μm，θ表示碳化物的近似椭圆的长轴与所述延伸方向所成的角度，单位为rad。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.04 JP 2015-0201681.一种冷作工具材料，该冷作工具材料具有经热加工而延伸且包含碳化物的退火组织，进行淬火回火而可使用，其特征在于，所述冷作工具材料具有以质量％计包含C：0.80～2.40％、Cr：9.0～15.0％、Mo和W以单独或复合计(Mo+1/2W)：0.50～3.00％、V：0.10～1.50％，通过所述淬火而能够调整为马氏体组织的成分组成，所述冷作工具材料的与由所述热加工产生的延伸方向平行的截面的退火组织当中，在与延伸直角方向垂直的截面的退火组织中观察到的圆当量直径为5.0μm以上的碳化物的、通过下述(1)式求出的碳化物取向度Oc的标准偏差为6.0以上，Oc＝D×θ···(1)其中，D表示碳化物的圆当量直径，单位为μm，θ表示碳化物的近似椭圆的长轴与所述延伸方向所成的角度，单位为rad。2.根据权利要求1所述的冷作工具材料，其特征在于，与由所述热加工产生的延伸方向平行的截面的退火组织当中，进而在与延伸法线方向垂直的截面的退火组织中观察到的圆当量直径为5.0μm以上的碳化物的、通过所述(1)式求出的碳化物取向度Oc的标准偏差为10.0以上。...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄司辰也，宍道幸雄，黑田克典，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP