[發明專利]韌性優異的模具用鋼材的制造方法

有效

• 申請號: 201210358587.4
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN103114242A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 菅野隆一朗;關山孝明;岸山圓
• 申請（專利權）人: 日立金屬株式會社
• 主分類號: C22C38/18
• 分類號: C22C38/18;C21D1/26
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 金世煜;苗堃

技術領域

本發明涉及能夠用于各種模具的韌性優異的模具用鋼材的制造方法。

背景技術

模具用鋼材一般是對通過鑄造得到的坯料進行熱加工形成形狀，接著進行退火來制造的。然后，對該退火材料進行制成模具形狀的機械加工和淬火回火，從而制作調整為規定使用硬度的模具。以往，一直要求塑料成型等耐腐蝕性和研磨性的模具用鋼材使用以JIS-SUS420J2為代表的高C-高Cr的馬丁體系不銹鋼、其改良鋼材（專利文獻1～3）。由這些成分組成構成的模具用鋼材通過淬火回火能夠得到50HRC的高硬度，所以使用時的耐摩耗性也優異。但是，在該淬火回火后的高硬度的狀態下，不容易機械加工成模具形狀，所以一般以例如小于30HRC的低硬度的上述退火材料的狀態來提供，將其機械加工成模具形狀后，淬火回火成上述使用硬度。

這些模具用鋼材還有以預先淬火回火的預硬狀態來提供的模具用鋼材。預硬狀態的模具用鋼材在其淬火回火的狀態下機械加工成模具形狀，所以能夠解決因淬火回火而產生的熱處理變形的課題。例如，將上述退火材料在30HRC左右進行淬火回火來提供的情形下，雖然機械加工時的被切削性（工具壽命）比退火材料低，但是機械加工本身并不困難。于是，提供的模具用鋼材被機械加工，再次淬火回火至上述50HRC左右的使用硬度?；蛘?，將退火材料淬火回火至40HRC左右來以預硬狀態提供的情形下，以該硬度也能進行機械加工，所以也能夠對其進行機械加工并以該狀態下的硬度使用。

專利文獻1：日本特開平04-002745號公報

專利文獻2：日本特開平03-097829號公報

專利文獻3：日本特開2007-277639號公報

發明內容

專利文獻1～3提出的馬丁體系不銹鋼的成分組成適于獲得高硬度的模具。但是，由于這些模具用鋼材的成分組成含有大量C，所以通過上述熱加工后的退火，容易在其組織中分布粗大的碳化物。然后，該粗大的碳化物即使通過后續的淬火回火也難以消除。其結果，如果在經過機械加工而完成的模具的組織中大量存在該粗大的碳化物，則模具的韌性劣化，從而可能導致使用時的開裂等模具早期的破損。

本發明的目的是在提供由SUS420J2、專利文獻1～3等中提出的成分組成的馬丁體系不銹鋼形成的模具用鋼材時，提供能夠提高其韌性的制造方法。

本發明的發明人調查了在退火后的鋼材中分布粗大的碳化物的現象發生的原因。其結果，查明了該現象是因為直至進行到下次退火為止的溫度經歷對熱加工后的坯料所具有的組織形態造成影響而發生的。因此，將該溫度經歷與作為前一工序的熱加工的條件一同相互進行了重新研究，發現如果適當進行熱加工的條件管理和熱加工后坯料的溫度經歷的管理，則能夠抑制退火時粗大的碳化物生成，從而完成了本發明。

即，本發明是一種韌性優異的模具用鋼材的制造方法，是對以質量％計含有C：0.3～0.5%、Cr：12.0～16.0%的成分組成的馬丁體系的不銹鋼坯料進行熱加工，接著將上述熱加工了的上述不銹鋼坯料進行退火的模具用鋼材的制造方法，其特征在于，上述熱加工由［(熱加工前不銹鋼坯料的厚度-熱加工后不銹鋼坯料的厚度）/熱加工前不銹鋼坯料的厚度］×100的式計算出的加工率為55%以上，并且，將上述熱加工后的不銹鋼坯料冷卻至Ms點以下的溫度后，接著加熱至退火溫度來進行上述退火。優選上述退火溫度為600℃以上和/或1000℃以下。或者，進一步優選供給到熱加工的上述不銹鋼坯料采用重熔法制作。

另外，本發明是一種模具用鋼材的制造方法，其特征在于，在上述退火后進行淬火回火來形成預硬狀態的模具用鋼材。

根據本發明的制造方法，能夠提高SUS420J2、專利文獻1～3等中提出的成分組成的模具用鋼材的韌性，是尤其對提供大型模具有用的制造方法。

附圖說明

圖1是表示利用本發明的方法和現有方法制造的模具用鋼材的一個例子的退火后金屬微觀組織的圖代用照片。

圖2是表示熱加工時加工率對利用本發明的方法和比較法制造的模具用鋼材的韌性帶來的影響的一個例子的圖。

具體實施方式

本發明的特征在于，通過將熱加工后的坯料直到退火為止所經過的以往的溫度經歷與其熱加工時的條件一同相互進行重新研究，提出最佳的熱加工和溫度管理的方法。以下，對本發明的各構成要素進行說明。

（1）一種模具用鋼材的制造方法，對以質量%計含有C：0.3～0.5%、Cr：12.0～16.0%的成分組成的馬丁體系的不銹鋼坯料進行熱加工，接著將上述熱加工的上述不銹鋼坯料進行退火。