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公開番号2025034439
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023140827
出願日2023-08-31
発明の名称熱間工具鋼および金属射出成形機用素材
出願人株式会社日本製鋼所,日本製鋼所M&E株式会社
代理人個人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20250306BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】長時間クリープ強度に優れた熱間工具鋼および当該熱間工具鋼を用いた射出成形機用素材を提供する
【解決手段】熱間工具鋼は、質量%でC:0.08～0.13%、Cr:8.5～9.8%、V:0.10～0.25%、Nb:0.03～0.08%、Co:1.0～3.5%、W:0.2～3.5%、B:0.002%～0.015%、N:0.015～0.025%で残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
質量％でＣ：０．０８～０．１３％、Ｃｒ：８．５～９．８％、Ｖ：０．１０～０．２５％、Ｎｂ：０．０３～０．０８％、Ｃｏ：１．０～３．５％、Ｗ：０．２～３．５％、Ｂ：０．００２％～０．０１５％、Ｎ：０．０１５～０．０２５％で残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる組成を有する熱間工具鋼。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
前記組成に、Ｍｏ：１．０％以下を含有する請求項１に記載の熱間工具鋼。
【請求項３】
前記組成の不可避不純物中で、Ｎｉ：０．２％以下に規制する請求項１に記載の熱間工具鋼。
【請求項４】
前記組成において、Ｍｏ等量（Ｍｏ＋Ｗ／２）が１．３０～２．７５である請求項１～３のいずれか１項に記載の熱間工具鋼。
【請求項５】
前記組成において、次式で示されるＣｒ当量の値が９．０以下である請求項１～３のいずれか１項に記載の熱間工具鋼。
Ｃｒ当量＝［Ｃｒ％］＋６［Ｓｉ％］＋４［Ｍｏ％］＋１．５［Ｗ％］＋１１［Ｖ％］＋５［Ｎｂ％］－４０［Ｃ％］－２［Ｍｎ％］－４［Ｎｉ％］－３０［Ｎ％］－２［Ｃｏ％］
【請求項６】
前記組成において、Ｃｏ＋Ｗ：５．０以下である請求項１～３のいずれか１項に記載の熱間工具鋼。
【請求項７】
６５０°Ｃ、１５７ＭＰａにおける破断時間が１１００時間以上である請求項１～３のいずれか１項に記載の熱間工具鋼。
【請求項８】
質量％でＣ：０．０８～０．１３％、Ｃｒ：８．５～９．８％、Ｖ：０．１０～０．２５％、Ｎｂ：０．０３～０．０８％、Ｃｏ：１．０～３．５％、Ｗ：０．２～３．５％、Ｂ：０．００２％～０．０１５％、Ｎ：０．０１５～０．０２５％で残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる組成を有する熱間工具鋼からなる金属射出成形機用素材。
【請求項９】
前記組成に、Ｍｏ：１．０％以下を含有する請求項８に記載の金属射出成形機用素材。
【請求項１０】
前記組成の不可避不純物中で、Ｎｉ：０．２％以下に規制する請求項８に記載の金属射出成形機用素材。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、金属射出成形機用素材に用いることができる熱間工具鋼および該熱間工具鋼を用いた射出成形機用素材に関するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
高温状態で使用される射出成形機用などの素材では、高温特性に優れた熱間工具鋼が使用されている。熱間工具鋼としては、５％Ｃｒ系のＪＩＳ－ＳＫＤ６１鋼や特許文献１に示される熱間工具鋼が採用されている。
射出成形機用などの素材では、高温で応力が付加された状態で使用されるため、高温クリープ特性に優れていることが必要とされる。しかし、前者のＳＫＤ６１鋼では、高温で長時間使用すると材料特性を維持することはできず、耐久性に劣っている。
一方、特許文献１に示される熱間工具鋼では、高温で使用されるＭｇ射出成形機のスクリュ、シリンダ、ノズルなどに適用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－４２７２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に示される熱間工具鋼では、比較的短時間での破損を招かないことが要望される。
各部品に要求される特性が異なるため、それぞれの部品に適した特性が求められる。例えば、シリンダ先端側の締結部や、シリンダやノズルの接合面では高温状態で常に保持され、シリンダ自体はたわみ防止が必要である。これらの要求に応えるためには、使用される材料には長時間クリープ強度を有していることが必要である。
【０００５】
本願発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、長時間クリープ強度に優れた熱間工具鋼および当該熱間工具鋼を用いた射出成形機用素材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、一実施形態の熱間工具鋼は、質量％でＣ：０．０８～０．１３％、Ｃｒ：８．５～９．８％、Ｖ：０．１０～０．２５％、Ｎｂ：０．０３～０．０８％、Ｃｏ：１．０～３．５％、Ｗ：０．２～３．５％、Ｂ：０．００２％～０．０１５％、Ｎ：０．０１５～０．０２５％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる組成を有する。
【０００７】
一実施形態の金属射出成形機用素材は、前記熱間工具鋼の形態からなる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、安価な元素でクリープ強度に優れた特性を得ることができ、高温での使用において、長時間でのクリープ破断を防止して優れた耐久性が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の一実施形態に用いられる金属射出成形機の概略を示す断面図である。
実施例のクリープ破断試験から求めた、各試験材のクリープ破断寿命を示すグラフである。
実施例の一部供試材における金属組織を示す図面代表写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本実施形態で規定される構成）
（成分組成）
Ｃ：０．０８～０．１３％
Ｃは、マルテンサイト変態を促進させるともに、合金中のＦｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｗなどと結合して炭化物を形成して高温強度を高めるために不可欠の元素であり、さらに炭化物が少ないと、（Ｆｅ，Ｃｒ）
２
（Ｍｏ，Ｗ）型の金属間化合物であるＬａｖｅｓ相の凝集・粗大化が促進され高温クリープ強さが低下する。
（【００１１】以降は省略されています）

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