[發(fā)明專利]熱作工具及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680007496.2
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN107208219A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設計）人: 中野洋佑
• 申請（專利權(quán)）人: 日立金屬株式會社
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;B21D37/01;B21D37/20;B21J13/02;C21D9/00;C22C38/34;B22D17/22;C21D8/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,李茂家

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及壓制模具、鍛造模具、壓鑄模具、擠出工具等多種熱作工具和其制造方法。

背景技術(shù)

熱作工具由于一邊與高溫的被加工材料、硬質(zhì)的被加工材料接觸一邊使用，因此需要具備能夠耐受沖擊的韌性。而且，以往對于熱作工具材料，使用例如為JIS鋼種的SKD61系合金工具鋼。另外，應最近的進一步的韌性提高的要求，對于熱作工具材料，提出了改良了上述SKD61系合金工具鋼的成分組成的合金工具鋼材料(專利文獻1、2)。

熱作工具通常通過將硬度低的退火狀態(tài)的熱作工具材料機械加工成熱作工具的形狀后，對其進行淬火回火而調(diào)整至規(guī)定的使用硬度來制作。另外，在調(diào)整至上述使用硬度后，通常進行精加工的機械加工。有時也根據(jù)情況對上述熱作工具材料先進行淬火回火(所謂制成預硬材料的狀態(tài))，然后還結(jié)合上述的精加工的機械加工而機械加工成熱作工具的形狀。淬火是如下的操作：將退火狀態(tài)的熱作工具材料(或者該熱作工具材料被機械加工后的熱作工具材料)加熱至奧氏體溫度區(qū)域為止并保持，對其進行驟冷，由此使組織發(fā)生馬氏體相變。因此，對于熱作工具材料的成分組成，通過淬火而能夠調(diào)整為馬氏體組織。

而且，淬火后的馬氏體組織中，在加熱至上述奧氏體溫度區(qū)域為止并保持的過程生成的奧氏體晶粒的晶界被確認為“原奧氏體晶界”。由該原奧氏體晶界形成的“原奧氏體粒徑”的分布狀況即便在接下來的回火后的金相組織(即完成了的熱作工具的組織)中實質(zhì)上也能維持。

然而，對于這樣的熱作工具樣態(tài)，已知熱作工具的韌性可以通過減少其成分組成中所含的P、S、O、N等不可避免的雜質(zhì)的含量來提高。其中，P是在淬火回火后的馬氏體組織中的原奧氏體晶界處偏析而使該晶界脆化、使熱作工具的韌性大幅降低的元素。因此，提出了將熱作工具材料(即熱作工具)中的P含量限制為例如0.020質(zhì)量％以下(專利文獻3)。另外，已知熱作工具的韌性可以通過減小上述馬氏體組織中的原奧氏體粒徑來提高(專利文獻3)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平2-179848號公報

專利文獻2：日本特開2000-328196號公報

專利文獻3：日本特開2003-268486號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

減少熱作工具中所含的P含量對于淬火回火后的熱作工具的韌性的提高非常有效。但是，若通過精煉工序等將熱作工具材料中的P去除，則消耗大的能量。而且，對于通過該精煉工序等去除P，一方面也成為使促進P含量高的低級廢料的使用停滯的主要原因。如此，在熱作工具的領域中，應該減少的P為對環(huán)境負擔大的元素。

本發(fā)明的目的在于，提供一種即使提高熱作工具中所含的P含量的容許量也能維持足夠的韌性的熱作工具。

用于解決問題的方案

本發(fā)明為一種熱作工具，其具有通過淬火而能夠調(diào)整為馬氏體組織的成分組成，具有淬火回火后的馬氏體組織，其中，

上述成分組成包含超過0.020質(zhì)量％且0.050質(zhì)量％以下的P，

上述淬火回火后的馬氏體組織中的原奧氏體粒的粒徑以基于JIS-G-0551的結(jié)晶粒度級別計為No.9.5以上，

該原奧氏體粒的晶界的P濃度為1.5質(zhì)量％以下。

優(yōu)選上述成分組成還包含0.0250質(zhì)量％以下的Zn的熱作工具。

另外，本發(fā)明為一種熱作工具的制造方法，其是對具有通過淬火而能夠調(diào)整為馬氏體組織的成分組成的熱作工具材料進行淬火回火的、具有馬氏體組織的熱作工具的制造方法，其中，

上述熱作工具材料的成分組成包含超過0.020質(zhì)量％且0.050質(zhì)量％以下的P，

進行了上述淬火回火后的馬氏體組織中的原奧氏體粒的粒徑以基于JIS-G-0551的結(jié)晶粒度級別計為No.9.5以上，并且，該原奧氏體粒的晶界的P濃度為1.5質(zhì)量％以下。

優(yōu)選上述熱作工具材料的成分組成還包含0.0250質(zhì)量％以下的Zn的熱作工具的制造方法。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠充分維持包含超過0.020質(zhì)量％且0.050質(zhì)量％以下的P的熱作工具的韌性。

附圖說明

圖1是關于SKD61制熱作工具(淬火回火硬度：43HRC)示出其夏氏沖擊值與原奧氏體晶界的P濃度的關系的圖。