[發(fā)明專利]冷作工具鋼的切削方法和冷作模具材料的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380043614.1
• 申請(qǐng)日: 2013-08-19
• 公開（公告）號(hào): CN104640654B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伊達(dá)正芳;莊司辰也;菅野隆一朗;森下佳奈;井上謙一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日立金屬株式會(huì)社;日立工具株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B23B1/00
• 分類號(hào): B23B1/00;C22C38/00;C22C38/38;C22C38/58
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,李茂家

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及適合于工具材料、特別是用于成形家電、手機(jī)、汽車相關(guān)部件的冷作模具材料的冷作工具鋼的切削方法、以及使用該切削方法的冷作模具材料的制造方法。

背景技術(shù)

對(duì)于用于室溫下的板材的彎曲、拉深、沖壓等壓制成形的冷作工具，為了提高其耐磨耗性，提出了通過淬火回火而調(diào)整至60HRC以上的硬度的鋼原材料(例如參照專利文獻(xiàn)1～3)。這種高硬度的鋼原材料難以在淬火回火后切削加工成工具形狀。因此，通常在硬度低的退火狀態(tài)下進(jìn)行粗加工之后調(diào)整為60HRC以上的使用硬度。此情況下，粗加工后的形狀會(huì)因淬火回火而發(fā)生熱處理變形，因此在淬火回火后實(shí)施用于修正該變形部分的再次精切削加工而調(diào)整為最終工具形狀。淬火回火導(dǎo)致工具熱處理變形的主要原因是退火狀態(tài)下作為鐵素體組織的鋼原材料相變?yōu)轳R氏體組織而使體積膨脹。

除了上述的鋼原材料之外，大多提出了預(yù)先調(diào)整至使用硬度而供給的預(yù)硬化鋼(prehardened steel)。預(yù)硬化鋼由于在一次性進(jìn)行切削加工至最終工具形狀之后無需淬火回火，所以是能夠排除因淬火回火導(dǎo)致的工具的熱處理變形、還能夠省略上述精切削加工的有效技術(shù)。關(guān)于本技術(shù)，已知有使用改善了切削工具的母材或覆膜而提高了耐久性的切削工具對(duì)高硬度的鋼原材料進(jìn)行切削加工的方法(例如參照專利文獻(xiàn)4、5)。

另外，作為源自鋼原材料的研究，提出了如下的冷作工具鋼，其通過將淬火后的鋼原材料中存在的、可使切削性降低的未固溶的一次碳化物的量達(dá)到最佳，從而確保超過55HRC的淬火回火硬度并且具有優(yōu)異的切削性(例如參照專利文獻(xiàn)6)。另一方面，還提出了如下的冷作工具鋼，其為了抑制因切削加工時(shí)切削工具與鋼原材料之間的摩擦而產(chǎn)生的工具磨耗，添加用于形成熔點(diǎn)為1200℃以下的氧化物((FeO)₂·SiO₂、Fe₂SiO₄或(FeSi)Cr₂O₂)的元素，通過切削加工時(shí)產(chǎn)生的熱而在模具表面形成前述氧化物，從而賦予了自潤(rùn)滑性(例如參照專利文獻(xiàn)7)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2008-189982號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2009-132990號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2006-193790號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開2003-1504號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：日本特開2010-115764號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)6：日本特開2001-316769號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)7：日本特開2005-272899號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

專利文獻(xiàn)4、5公開了對(duì)硬度為60HRC的代表性冷作工具鋼SKD11進(jìn)行切削加工。然而，在大量形成未固溶的一次碳化物的SKD11的切削加工中，提高基體硬度而為60HRC的高硬度時(shí)，工具壽命短、切削性的改善并不充分。

另一方面，即便是如專利文獻(xiàn)6所公開的將未固溶的一次碳化物的形成量控制得較少的冷作工具鋼、如專利文獻(xiàn)7所公開的將低熔點(diǎn)氧化物作為自潤(rùn)滑覆膜利用的冷作工具鋼，若達(dá)到60HRC以上的高硬度，也存在工具的損傷磨耗變大、切削性的改善并不充分的情況。

本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的。基于這種狀況，需要對(duì)于60HRC以上的高硬度的冷作工具鋼來說能夠飛躍性提高切削性的冷作工具鋼的切削方法、以及使用該切削方法的冷作模具材料的制造方法。

用于解決問題的方案

本發(fā)明人等對(duì)于提高冷作工具鋼的切削性的方法進(jìn)行了深入研究。如此得到下述見解，在淬火回火硬度為60HRC以上的冷作工具鋼的切削加工中，存在能夠改善切削性的冷作工具鋼的成分范圍與切削加工條件的最佳組合。本發(fā)明是通過特定這樣的最佳組合而得以實(shí)現(xiàn)的。

即，第1發(fā)明是冷作工具鋼的切削方法，其使用被覆了按金屬(包括半金屬)部分的原子比率計(jì)Al多于50％的AlTi的氮化物覆膜的被覆切削工具來切削按質(zhì)量比計(jì)含有0.6％～1.2％的C(碳)、硬度被調(diào)整至60HRC以上的冷作工具鋼。

冷作工具鋼優(yōu)選按質(zhì)量比計(jì)還含有3.0％以上且少于8.0％的Cr(鉻)。