韧性优异的模具用钢材的制造方法技术

本发明专利技术涉及韧性优异的模具用钢材的制造方法。发明专利技术提供韧性优异的由马丁体系的不锈钢制成的模具用钢材的制造方法。发明专利技术是一种模具用钢材的制造方法，是对以质量%计含有C：0.3～0.5%、Cr：12.0～16.0%的成分组成的马丁体系的不锈钢坯料进行热加工，接着将上述热加工成的上述不锈钢坯料进行退火的模具用钢材的制造方法，上述热加工由［（热加工前不锈钢坯料的厚度-热加工后不锈钢坯料的厚度）/热加工前不锈钢坯料的厚度］×100的式计算出的加工率为55%以上，并且将上述热加工后的不锈钢坯料冷却至Ms点以下的温度后，接着加热至退火温度来进行上述退火。于是，模具用钢材的制造方法在上述退火后，进行淬火回火来制成预硬状态的模具用钢材。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能够用于各种模具的。
技术介绍
模具用钢材一般是对通过铸造得到的坯料进行热加工形成形状，接着进行退火来制造的。然后，对该退火材料进行制成模具形状的机械加工和淬火回火，从而制作调整为规定使用硬度的模具。以往，一直要求塑料成型等耐腐蚀性和研磨性的模具用钢材使用以JIS-SUS420J2为代表的高C-高Cr的马丁体系不锈钢、其改良钢材(专利文献I 3)。由这些成分组成构成的模具用钢材通过淬火回火能够得到50HRC的高硬度，所以使用时的耐摩耗性也优异。但是，在该淬火回火后的高硬度的状态下，不容易机械加工成模具形状，所以一般以例如小于30HRC的低硬度的上述退火材料的状态来提供，将其机械加工成模具形状后，淬火回火成上述使用硬度。这些模具用钢材还有以预先淬火回火的预硬状态来提供的模具用钢材。预硬状态的模具用钢材在其淬火回火的状态下机械加工成模具形状，所以能够解决因淬火回火而产生的热处理变形的课题。例如，将上述退火材料在30HRC左右进行淬火回火来提供的情形下，虽然机械加工时的被切削性(工具寿命)比退火材料低，但是机械加工本身并不困难。于是，提供的模具用钢材被机械加工，再次淬火回火至上述50HRC左右的使用硬度。或者，将退火材料淬火回火至40HRC左右来以预硬状态提供的情形下，以该硬度也能进行机械加工，所以也能够对其进行机械加工并以该状态下的硬度使用。专利文献1:日本特开平04-002745号公报专利文献2:日本特开平03-097829号公报专利文献3:日本 特开2007-277639号公报
技术实现思路
专利文献I 3提出的马丁体系不锈钢的成分组成适于获得高硬度的模具。但是，由于这些模具用钢材的成分组成含有大量C，所以通过上述热加工后的退火，容易在其组织中分布粗大的碳化物。然后，该粗大的碳化物即使通过后续的淬火回火也难以消除。其结果，如果在经过机械加工而完成的模具的组织中大量存在该粗大的碳化物，则模具的韧性劣化，从而可能导致使用时的开裂等模具早期的破损。本专利技术的目的是在提供由SUS420J2、专利文献I 3等中提出的成分组成的马丁体系不锈钢形成的模具用钢材时，提供能够提高其韧性的制造方法。本专利技术的专利技术人调查了在退火后的钢材中分布粗大的碳化物的现象发生的原因。其结果，查明了该现象是因为直至进行到下次退火为止的温度经历对热加工后的坯料所具有的组织形态造成影响而发生的。因此，将该温度经历与作为前一工序的热加工的条件一同相互进行了重新研究，发现如果适当进行热加工的条件管理和热加工后坯料的温度经历的管理，则能够抑制退火时粗大的碳化物生成，从而完成了本专利技术。S卩，本专利技术是一种，是对以质量％计含有C:0.3 0.5%、Cr:12.0 16.0%的成分组成的马丁体系的不锈钢坯料进行热加工，接着将上述热加工了的上述不锈钢坯料进行退火的模具用钢材的制造方法，其特征在于，上述热加工由[(热加工前不锈钢坯料的厚度-热加工后不锈钢坯料的厚度)/热加工前不锈钢坯料的厚度]XlOO的式计算出的加工率为55%以上，并且，将上述热加工后的不锈钢坯料冷却至Ms点以下的温度后，接着加热至退火温度来进行上述退火。优选上述退火温度为600°C以上和/或1000°C以下。或者，进一步优选供给到热加工的上述不锈钢坯料采用重熔法制作。另外，本专利技术是一种模具用钢材的制造方法，其特征在于，在上述退火后进行淬火回火来形成预硬状态的模具用钢材。根据本专利技术的制造方法，能够提高SUS420J2、专利文献I 3等中提出的成分组成的模具用钢材的韧性，是尤其对提供大型模具有用的制造方法。附图说明图1是表示利用本专利技术的方法和现有方法制造的模具用钢材的一个例子的退火后金属微观组织的图代用照片。图2是表示热加工时加工率对利用本专利技术的方法和比较法制造的模具用钢材的韧性带来的影响的一个例子的图。具体实施例方式本专利技术的特征在于，通过将热加工后的坯料直到退火为止所经过的以往的温度经历与其热加工时的条件一同相互进行重新研究，提出最佳的热加工和温度管理的方法。以下，对本专利技术的各构成要素进行说明。(I) 一种模具用钢材的制造方法，对以质量%计含有C:0.3 0.5%、Cr:12.0 16.0%的成分组成的马丁体系的不锈钢坯料进行热加工，接着将上述热加工的上述不锈钢坯料进行退火。如上述所述，本专利技术的目的是提高SUS420J2、专利文献I 3等中提出的成分组成的模具用钢材的韧性。然后，也如上所述，该模具用钢材是按照通常的方法对该成分组成的马丁体系不锈钢坯料进行热加工，接着进行退火而制造的。以下，对坯料的成分组成(即，模具用钢材的成分组成)进行说明(以下，“质量％”的标记简写为“％”)。.(::().3 0.5%C是提高淬火性、进而用于获得50HRC以上充分的淬火回火硬度所必要的元素。但是，如果过多，则在淬火后变得容易发生淬裂。因此，在本专利技术中为0.3 0.5%。优选0.33%以上和/或0.45%以下。.Cr:12.0 16.0%Cr是提高淬火性、用于得到高淬火回火硬度所必要的元素。而且，Cr是提高模具用钢材的耐腐蚀性的重要元素。但是，如果过多，则导热率显著降低。如果导热率高，则能够缩短作为模具使用时的加热.冷却的热循环所需时间，从而优选。因此，在本专利技术中为12.0 16.0%。优选12.5%以上和/或15.0%以下。作为本专利技术的制造方法所涉及的模具用钢材的成分组成优选的组成范围如下所示，其中包括其他元素。C:0.3 0.5% (优选为0.33%以上和/或0.45%以下)S1: 1.0%以下(优选为0.2%以上和/或0.7%以下)Mn: 1.0%以下(优选为0.2%以上和/或0.7%以下)P:0.05%以下(优选为0.03%以下)S:0.01%以下(优选为0.005%以下)N1:无添加 1.0% (优选为0.5%以下)Cr:12.0 ~ 16.0% (优选为 12.5% 以上和 / 或 15.0% 以下)Mo和W中I种或2种:以(Mo + 1/2W)式计为O 1.5% (优选0.1%以上和/或1.0%以下)Fe:实质上为余量(例如，含有余量Fe和不可避免的杂质)Si是虽然具有提高被切削性的效果，但是如果过多，则使导热率极端降低的元素。Mn是虽然具有提高淬火性、抑制铁素体生成的效果，但是如果过多，则极端地提高基体的粘度而降低被切削性的元素。P是如果过多则降低热加`工性、韧性的元素。S是如果过多则降低热加工性、耐腐蚀性，而且助长韧性的各向异性的元素。Ni虽然也具有提高淬火性、还提高耐腐蚀性的效果，但如果过多，则是降低导热率的元素。Mo和W虽然具有提高回火时的硬度的效果，但是如果过多，则在淬火时不能彻底固溶为基体，反而降低回火硬度。(2)上述热加工使由[(热加工前不锈钢坯料的厚度-热加工后不锈钢坯料的厚度)/热加工前不锈钢坯料的厚度]XlOO的式计算出的加工率为55%以上。对本专利技术所涉及的不锈钢坯料进行热加工时，为了提高其加工性和使碳化物的固溶所带来的成分均质化，通常将该坯料加热至奥氏体单相域的温度后进行热加工。于是，对于以组织中的碳化物的微细化为目的的本专利技术而言，有效的是该热加工结束时组织中的晶粒是微细的。即，在后述的冷却过程以后，该组织中的奥氏体晶界成为碳化物的析出位点，所以通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种韧性优异的模具用钢材的制造方法，其特征在于，对以质量%计含有C：0.3～0.5%、Cr：12.0～16.0%的成分组成的马丁体系的不锈钢坯料进行热加工，接着将所述热加工了的所述不锈钢坯料退火，所述热加工由［（热加工前不锈钢坯料的厚度?热加工后不锈钢坯料的厚度）/热加工前不锈钢坯料的厚度］×100的式计算出的加工率为55%以上，并且，将所述热加工后的不锈钢坯料冷却至Ms点以下的温度后，接着加热至退火温度来进行所述退火。

【技术特征摘要】
2011.09.28 JP 2011-2123381.一种韧性优异的模具用钢材的制造方法，其特征在于，对以质量％计含有C:0.3 0.5%,Cr:12.0 16.0%的成分组成的马丁体系的不锈钢坯料进行热加工，接着将所述热加工了的所述不锈钢坯料退火， 所述热加工由[(热加工前不锈钢坯料的厚度-热加工后不锈钢坯料的厚度)/热加工前不锈钢坯料的厚度]XlOO的式计算出的加工率为55%以上，并且， 将所述热加工后的不锈钢坯料冷却至M...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅野隆一朗，关山孝明，岸山圆，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：