(57)【要約】【課題】炭化物密集帯に関連した材料目の大きさを規制することにより、鏡面性を向上させた高鏡面プラスチック金型用鋼を提供する。【解決手段】Ｃ：０．２０乃至０．５０質量％、Ｃｒ：１０．５０乃至２０．００質量％を含有する鋼材であり、前記鋼材中に存在する炭化物密集帯であって、この密集帯を構成する炭化物の粒径が円相当径で５μｍ以上、炭化物間距離が３０μｍ以下であり、この炭化物密集帯の面積が１０００μｍ２以上であるものを材料目としたときに、この材料目の最大長さが１０００μｍ以下、かつ材料目の面積率が２．０％以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．２０乃至０．５０質量％、Ｃｒ：１０．５０乃至２０．００質量％を含有する鋼材であり、前記鋼材中に存在する炭化物密集帯であって、この密集帯を構成する炭化物の粒径が円相当径で５μｍ以上、炭化物間距離が３０μｍ以下であり、この炭化物密集帯の面積が１０００μｍ２以上であるものを材料目としたときに、この材料目の最大長さが１０００μｍ以下、かつ材料目の面積率が２．０％以下であることを特徴とする高鏡面プラスチック金型用鋼。
【請求項２】
前記鋼材は、更に、Ｓ：０．００９質量％以下、Ｏ：２５ｐｐｍ以下を含有し、前記鋼材中に存在する非金属介在物は、円相当径で粒径が２５μｍ以上のものの数が５個／２００ｍｍ２以下であり、かつ円相当径で粒径が１０乃至２４μｍのものの数が２５個／２００ｍｍ２以下であることを特徴とする請求項１に記載の高鏡面プラスチック金型用鋼。
【請求項３】
前記鋼材は、更に、Ｓｉ：０．３０乃至１．３０質量％、Ｍｎ：０．３０乃至１．５０質量％、Ｍｏ：０．０５乃至０．５０質量％、Ｖ：０．０５乃至０．５０質量％、Ａｌ：０．０３５質量％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の高鏡面プラスチック金型用鋼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高鏡面のプラスチック製品を成形するための高鏡面の金型用鋼に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器又は生活用品の容器及びレンズ等に使用されるプラスチック製品は、表面が鏡面であることと、強度が高いこと等が要求される。そのため、このような高鏡面プラスチック製品を成形するための金型には、金型表面の鏡面性が高いこと、耐摩耗性が優れていること、及び耐食性が優れていること等が求められる。このような特徴を持つ金属材料として、ＳＵＳ４２０系鋼等のマルテンサイトステンレス鋼が使用されている。
【０００３】
特に、高い鏡面性を得るためには、鏡面磨き時の表面粗さの凹凸及びうねりが極めて小さいこと、並びにピンホール等の欠陥が極めて少ないことが必要である。例えば、特許文献１には、粗大な晶出炭窒化物を低減することを目的として、Ｃ：０．８０質量％以下、Ｓｉ：０．０１質量％以上１．４０質量％未満、Ｍｎ：０．０５質量％以上２．０質量％以下、Ｎｉ：０．００５質量％以上１．００質量％以下、Ｃｒ：１３．０質量％以上２０．０質量％以下、Ｍｏ＋１／２Ｗ：０．２０質量％以上４．０質量％以下、Ｖ：０．０１質量％以上１．００質量％以下、Ｎ：０．３６質量％以上０．８０質量％以下、Ｏ：０．０２質量％以下、及びＡｌ：０．８０質量％以下を含み、残部が実質的にＦｅ及び不可避的不純物からなるプラスチック成形金型用鋼が開示されている。また、特許文献２には、非金属介在物を低減することを目的として、重量比でＣ：０．３０乃至０．８０％、Ｓｉ；１％以下、Ｍｎ：１％以下、Ｎｉ：１％以下、Ｍｏ：１％以下、Ｃｒ：６．０乃至１５．０％、Ｃｕ：１％以下、Ｖ：０．５０％以下を含み，かつ含有する非金属介在物の上限を面積百分率で、０．０１５％とし、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成を有し、ＨＲＣ４５以上の硬さで、０．０１０μｍＲｍａｘ以下の加工粗さで使用されるプラスチック射出成形用金型材料が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９３２１号公報
【特許文献２】特許第２５８０１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の金型用鋼は、粒径が４．０μｍ以下の炭窒化物の総数が９０％以上になることを目的とするものであり、鏡面性を向上するために、炭窒化物の粒径を規制しているが、金型を鏡面研磨したときの表面のうねり及び凹凸が発生することを防止できない。また、Ｎを添加するため、ＶＡＲ（真空アーク再溶解）などの二次溶解ができず、そのため脱酸処理ができないことから、酸化物系介在物が多くなり、ピンホール等の欠陥が発生しやすく、この点でも、高鏡面性が得られないという問題点があった。
【０００６】
また、特許文献２に記載の金型用鋼は、電気炉溶解＋ＥＳＲ（エレクトロスラグ再溶解）＋ＶＡＲのトリプル溶製を行っているため、歩留が悪く、コストが高くなるという問題点がある。また、鏡面性向上のために、非金属介在物の上限値を規制しているが、金型を鏡面研磨したときの表面のうねり及び凹凸が発生することを防止できないため、高鏡面性を得ることができないという問題点がある。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、炭化物密集帯に関連した材料目の大きさを規制することにより、鏡面性を向上させた高鏡面プラスチック金型用鋼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】
【０００８】
本発明に係る高鏡面プラスチック金型用鋼は、
Ｃ：０．２０乃至０．５０質量％、Ｃｒ：１０．５０乃至２０．００質量％を含有する鋼材であり、前記鋼材中に存在する炭化物密集帯であって、この密集帯を構成する炭化物の粒径が円相当径で５μｍ以上、炭化物間距離が３０μｍ以下であり、この炭化物密集帯の面積が１０００μｍ２以上であるものを材料目と定義したときに、この材料目の最大長さが１０００μｍ以下、かつ材料目の面積率が２．０％以下であることを特徴とする。
【０００９】
この高鏡面プラスチック金型用鋼において、例えば、
前記鋼材は、更に、Ｓ：０．００９質量％以下、Ｏ：３０ｐｐｍ以下を含有し、前記鋼材中に存在する非金属介在物は、円相当径で粒径が２５μｍ以上のものの数が５個／２００ｍｍ２以下であり、かつ円相当径で粒径が１０乃至２４μｍのものの数が２５個／２００ｍｍ２以下であることを特徴とする。
【００１０】
前記鋼材は、更に、
Ｓｉ：０．３０乃至１．３０質量％、Ｍｎ：０．３０乃至１．５０質量％、Ｍｏ：０．０５乃至０．５０質量％、Ｖ：０．０５乃至０．５０質量％、Ａｌ：０．０３５質量％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有するものとすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、鏡面研磨時の表面粗さの凹凸及びうねりが小さくなり、ピンホールの発生が抑えられて、鏡面性が向上する。また、本発明によれば、高耐食性及び高耐摩耗性の金型用鋼を、低コストで得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】材料目を示す顕微鏡組織写真であり、（ａ）は材料目及び材料目の長さを示し、（ｂ）は炭化物間距離を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明者等は、金型用鋼の鏡面性を向上するためには、鋼材の表面粗さの凹凸及びうねりを小さくすることが必要であることを見出した。具体的には、炭化物密集帯に着目し、先ず、材料目を、鋼材中に存在する炭化物密集帯であって、この密集帯を構成する炭化物の粒径が円相当径で５μｍ以上、炭化物間距離が３０μｍ以下であり、この炭化物密集帯の面積が１０００μｍ２以上であるものと定義する。つまり、比較的大きな炭化物が比較的短い間隔で存在する炭化物密集帯であって、この密集帯の面積が比較的大きいものを、本発明で着目する材料目として定義する。
【００１４】
そして、本発明は、この材料目の最大長さと面積率を、夫々、１０００μｍ以下、２．０％以下に規制する。本発明者等は、このように、材料目の最大長さを１０００μｍ以下、材料目の面積率を２．０％以下とすることにより、鋼材の表面粗さの凹凸及びうねりが小さくなり、鏡面性が著しく向上することを見出した。本発明においては、粒径が円相当径で５μｍ未満の炭化物は、材料目としては考慮にいれない。炭化物粒径が５μｍ未満では、炭化物間距離が３０μｍ以下であっても、プラスチック製品を製造する際に、プラスチックの表面には凹凸が転写されないからである。しかし、炭化物粒径が５μｍ以上になると、プラスチックの表面には凹凸が転写されることから、粒径が５μｍ以上の炭化物に着目した。また、炭化物間距離が３０μｍを超えて、炭化物が大きく離れている場合は、個々の炭化物が点在した状態となり、プラスチックの表面への凹凸の転写が起こりにくい。よって、炭化物間距離が３０μｍ以下で、炭化物が密集している状態に、着目した。更に、炭化物間距離が３０μｍ以下であっても、炭化物密集帯の面積が１０００μｍ２未満の場合は、プラスチック製品を製造する際に、プラスチックの表面に炭化物の凹凸が転写されても、目視では認識されない。しかし、炭化物密集帯の面積が１０００μｍ２以上であると、目視により、プラスチック表面の炭化物の凹凸が認識可能な大きさとなる。そこで、面積が１０００μｍ２以上の炭化物密集帯に着目した。
【００１５】
なお、この材料目は、熱間鍛造及び熱間圧延における加熱温度条件及び加工後の冷却条件等の加工条件を制御することにより、規制できる。
【００１６】
また、鋼材中に存在する非金属介在物は、円相当径で粒径が２５μｍ以上のものの数が５個／２００ｍｍ２以下であり、かつ円相当径で粒径が１０μｍ以上のものの数が２５個／２００ｍｍ２以下である場合に、鏡面磨き時のピンホールの数をより一層低減できる。
【００１７】
また、低コストで非金属介在物が低い金型用鋼を提供するためには、その組成及び溶解方法を見直すことが好ましい。
【００１８】
このため、本発明の高鏡面プラスチック金型用鋼は、Ｃ：０．２０乃至０．５０質量％及びＣｒ：１０．５０乃至２０．００質量％を含有する。更に、本発明の高鏡面プラスチック金型用鋼は、Ｓｉ：０．３０乃至１．３０質量％、Ｍｎ：０．３０乃至１．５０質量％、Ｍｏ：０．０５乃至０．５０質量％、Ｖ：０．０５乃至０．５０質量％、Ａｌ：０．０３５質量％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有することが望ましい。
【００１９】
次に、本発明の材料目の数値限定理由、組成限定理由及び成分添加理由並びに非金属介在物の大きさの限定理由について、説明する。
【００２０】
「材料目：最大長さが１０００μｍ以下、面積率が２．０％以下」
本発明のプラスチック金型用鋼は、鋼材中に存在する材料目の最大長さが１０００μｍ以下である。金型の材料目は、プラスチック製品を製造する際にプラスチック表面に凹凸として転写され、最大長さが１０００μｍを超えると目視で確認できるレベルとなり、鏡面性が不十分となって、外観が損なわれる。また、本発明のプラスチック金型用鋼は、鋼材中に存在する材料目の面積率が２．０％以下である。金型の材料目の面積率が大きいと、プラスチック製品を製造する際に、金型のうねりがプラスチック製品に転写されて、プラスチック製品にうねりが発生する。金型の材料目の面積率が２．０％を超えると、うねりが目視で確認できるレベルとなり、金型の鏡面性が不十分となって、外観が損なわれる。金型の鏡面性が不十分となると、成形されるプラスチック製品の鏡面性も不十分となる。
【００２１】
「Ｃ：０．２０乃至０．５０質量％」
Ｃは、金型の硬さ、強度及び耐磨耗性を得るのに、必要な元素である。Ｃ含有量が０．２０質量％より少ないと、金型の硬さが低くなり、耐摩耗性が低下する。また、Ｃ含有量が０．５０質量％より多いと、材料目が多く発生し、うねりが大きくなる。このため、Ｃの含有量は、０．２０乃至０．５０質量％とする。
【００２２】
「Ｃｒ：１０．５０乃至２０．００質量％」
Ｃｒは、耐食性を向上させるので、金型用鋼として、最も重要な含有元素である。Ｃｒの含有量が１０．５０質量％より少ないと、耐食性が低下する。また、Ｃｒの含有量が２０．００質量％より多いと、耐食性に対するコスト割合が高くなり、無駄である。このため、Ｃｒの含有量は、１０．５０乃至２０．００質量％とする。
【００２３】
「Ｓｉ：０．３０乃至１．３０質量％」
Ｓｉは、後述のＡｌと同様に脱酸剤としての作用を有する。また、Ｓｉは、電気炉溶解時の精錬反応における脱硫活性化の機能がある。Ｓｉの含有量が０．３０質量％より少ないと、脱酸及び脱硫効果が小さくなる。また、Ｓｉ含有量が１．３０質量％より多いと、熱間加工性及び靭性が低下する。このため、Ｓｉの含有量は、好ましくは０．３０乃至１．３０質量％とする。
【００２４】
「Ｍｎ：０．３０乃至１．５０質量％」
Ｍｎは、焼入れ性を向上させるのに最も重要な元素である。Ｍｎの含有量が０．３０質量％より少ないと、焼入れ性が低下する。また、Ｍｎの含有量が１．５０質量％より多いと、熱間加工性が低下する。このため、Ｍｎの含有量は、好ましくは０．３０乃至１．５０質量％とする。
【００２５】
「Ｍｏ：０．０５乃至０．５０質量％」
Ｍｏは、金型の耐食性を向上させるのに必要な元素である。Ｍｏの含有量が０．０５質量％より少ないと、耐食性が低下する。Ｍｏの含有量が０．５０質量％より多いと、熱処理変寸が大きくなると共に、コスト高となる。このため、Ｍｏの含有量は、好ましくは０．０５乃至０．５０質量％とする。
【００２６】
「Ｖ：０．０５乃至０．５０質量％」
Ｖは、炭化物を形成し、焼入れ時の結晶粒粗大化防止に必要な元素である。Ｖの含有量が０．０５質量％より少ないと、結晶粒が粗大化される。Ｖの含有量が０．５０質量％より多いと、粗大な炭化物を形成し、被削性及び鏡面加工性を低下させる。このため、Ｖの含有量は、好ましくは０．０５乃至０．５０質量％とする。
【００２７】
「Ａｌ：０．０３５質量％以下」
Ａｌは、脱酸材として最も重要な元素である。Ａｌは、Ｏと結合し、Ａｌ２Ｏ３を形成するが、Ａｌ含有量が過度に多く、Ａｌ２Ｏ３非金属介在物として残留すると、鏡面研磨の際、ピンホールの原因となる。このため、Ａｌの含有量は、好ましくは０．０３５質量％以下とする。
【００２８】
「Ｓ：０．００９質量％以下」
Ｓは、溶鋼中に不可避的に含まれる元素であり、不純物である。Ｓは、Ｍｎと結合することにより、ＭｎＳを形成し、Ｓ含有量が多く、ＭｎＳ非金属介在物として残留すると、鏡面研磨の際、ピンホールの原因となる。このため、Ｓの含有量は、好ましくは０．００９質量％以下とする。
【００２９】
「Ｏ：２５ｐｐｍ以下」
Ｏは、溶鋼中に不可避的に含まれる元素であり、不純物である。Ｏは、Ａｌと結合し、Ａｌ２Ｏ３を形成するが、Ａｌ２Ｏ３非金属介在物として残留すると、ピンホールの原因となる。このため、Ｏの含有量は、好ましくは２５ｐｐｍ以下とする。
【００３０】
「鋼材中に存在する非金属介在物：円相当径で粒径が２５μｍ以上のものの数が５個／２００ｍｍ２以下、円相当径で粒径が１０乃至２４μｍのものの数が２５個／２００ｍｍ２以下」
非金属介在物の数が多いと、粗大なピンホールの発生率が高くなる。具体的には、非金属介在物は、粒径が円相当径で２５μｍ以上では、介在物自身の脱落等によるピンホールが発生しやすく、また、粒径が円相当径で１０乃至２４μｍでは、研磨時に非金属介在物を起点とした傷がピンホールとして発生することがある。このため、非金属介在物の数は、円相当径で粒径が２５μｍ以上のものの数が５個／２００ｍｍ２以下、円相当径で粒径が１０乃至２４μｍのものの数が２５個／２００ｍｍ２以下とする。より好ましくは、円相当径で、粒径が２５μｍ以上のものの数が３個／２００ｍｍ２以下、円相当径で粒径が１０乃至２４μｍのものの数が２０個／２００ｍｍ２以下とする。なお、非金属介在物の個数は、試験片を、無腐食で、光学顕微鏡により観察することにより、求めることができる。即ち、観察面の検鏡面積２００ｍｍ２を１００倍に拡大して観察し、粒径が２５μｍ以上の大きな非金属介在物、及び粒径が１０乃至２４μｍの小さな非金属介在物の数を、画像解析により測定することによって、各粒径範囲に属する非金属介在物の数を求めることができる。
【００３１】
次に、本発明のプラスチック金型用鋼の製造方法の一例について説明する。上述の組成を有するプラスチック金型用鋼は、電気炉等で媒溶剤などを使用しながら、溶解し、インゴットを作成する。更に好ましくは、インゴットの表面手入れをした後に、更に、二次溶解し、インゴットを作成することにより、低コストで非金属介在物の生成を抑制することができる。熱間鍛造又は熱間圧延時は、例えば、材料を１０００乃至１２００℃まで加熱し、熱間加工した後、材料目などの炭化物析出温度域である４００乃至１０００℃における冷却速度を５乃至１０℃／分、マルテンサイト変態温度域である１００℃乃至４００℃における冷却速度を２００℃／ｈ以下とすることで、材料目の発生を抑制すると共に、適正なマルテンサイト組織に制御する。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明の実施例の効果について、本発明の範囲から外れる比較例と比較して、具体的に説明する。下記表１に示す組成の実施例及び比較例の材料を、電気炉又は誘導溶解炉にて溶解し、２ｔのインゴットを作成した。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
実施例１乃至１０及び比較例１乃至４は、その後、ＶＡＲ（真空アーク溶解）又はＥＳＲ（エレクトロスラグ再溶解）により溶解し、インゴットを作成した。また、比較例５は、ＩＦ（誘導溶解炉）にて溶解した後、更にＥＳＲ及びＶＡＲを行い、インゴットを作成した。なお、ＶＡＲの場合、真空度は３０ｍＴｏｒｒ以下である。ＥＳＲにおいては、塩基度が１．０〜２．０のスラグを使用した。実施例及び比較例のインゴットを、１０００乃至１２００℃に加熱した後、２００ｍｍ×２００ｍｍの平角に鍛造し、４００乃至１０００℃の冷却速度を３乃至１０℃／ｍｉｎ、１００℃乃至４００℃の冷却速度を２００℃／ｈ以下で冷却し、焼なましを行った。この製造条件（溶解方法）を、下記表２に示す。
【００３５】
次いで、この材料から、顕微鏡組織観察用試験片、粗さ試験片、塩水噴霧試験片、及び光沢度試験片を採取した。各試験片の採取後、焼入れ処理（１０００℃乃至１１００℃）、高温焼戻し処理（４５０℃乃至５５０℃）を実施し、硬さを４８乃至５４ＨＲＣに調質した。顕微鏡組織観察用試験片は厚さ１５ｍｍ×幅２０ｍｍ×長さ３０ｍｍの大きさに採取し、２０ｍｍ×３０ｍｍの観察面を、＃８０乃至＃１５００までの研磨紙で磨き、仕上げは３μｍのダイヤモンド砥粒を用いて、約６０秒間磨いた。この試験片を、ピクラールで腐食し、光学顕微鏡にて観察面の検鏡面積２００ｍｍ２を１００倍にて観察し、撮影した。撮影した写真にて画像解析を行い、図１に示すように、材料目の最大長さ、及び面積率を測定した。その結果を下記表２に合わせて示す。
【００３６】
非金属介在物の個数は、顕微鏡組織観察用試験片を、無腐食で、光学顕微鏡により、観察面の検鏡面積２００ｍｍ２を１００倍に拡大して観察することにより、求めた。粒径が２５μｍ以上の大きな非金属介在物、及び粒径が１０乃至２４μｍの小さな非金属介在物の数を、画像解析にて測定した。その結果を下記表２に合わせて示す。
【００３７】
【表２】
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【００３８】
また、粗さ試験片は厚さ１５ｍｍ×幅３５ｍｍ×長さ４０ｍｍの部分を採取し、３５ｍｍ×４０ｍｍの測定面を＃８０乃至＃１５００までペーパーにて磨き、仕上げは３μｍのダイヤ砥粒を用いて約６０秒磨いた。そして、ＪＩＳ  Ｂ０６３３に準拠して粗さを測定した。また、測定数はｎ＝５である。材料目による表面の凹凸はＲａで評価し、０．０２μｍ以下を合格（○）とした。また、表面のうねりはＰｔで評価し、０．３０μｍ以下を合格（○）とした。それ以外を不合格（×）とした。その結果を、下記表３に示す。
【００３９】
塩水噴霧試験は、直径１８ｍｍ×長さ１５ｍｍの円柱状試験片を採取し、ＪＩＳ  Ｚ２３７１に準拠して、発錆状態を評価した。４時間後の腐食面積率が３０％以下、且つ８時間後の腐食面積率が５０％以下の場合を合格（◎）、４時間後の腐食面積率が３１％以上５０％未満、且つ８時間後の腐食面積率が５０％以下の場合を合格（○）とした。それ以外を不合格（×）とした。その結果を、下記表３に合わせて示す。
【００４０】
ピンホールは、顕微鏡組織観察用試験片を、無腐食で、マイクロスコープにより、観察面の検鏡面積２００ｍｍ２を１００倍に拡大して観察した。ピンホールの大きさ及び発生数を画像解析にて測定した。円相当径で１０乃至２４μｍのピンホール発生数が２０個以下、かつ円相当径で２５μｍ以上のピンホール発生数が１個以下を合格（◎）、円相当径で１０乃至２４μｍのピンホール発生数が２０個以下、かつ円相当径で２５μｍ以上のピンホール発生数が２乃至４を合格（○）とした。それ以外を不合格（×）とした。その結果を、下記表３に合わせて示す。
【００４１】
更に、鏡面性は、光沢度にて評価した。その結果を下記表３に合わせて示す。厚さ１５ｍｍ×幅３５ｍｍ×長さ４０ｍｍの試験片を採取し、３５ｍｍ×４０ｍｍの測定面を＃８０〜＃１５００の研磨紙で研磨し、仕上は３μｍのダイヤモンド砥粒を使用して、約１８０秒間研磨した。光沢度は、その試験片の測定面を、紫外可視近赤外分光光度計にて計測し、反射受光した光の割合を測定した。測定範囲は可視光とし、可視光の波長が４００乃至７００ｎｍの範囲で平均値が５０％以上の光沢度の場合を合格（◎）、光沢度が４９乃至４５％を（○）、光沢度が４４％以下を（×）と評価した。
【００４２】
【表３】
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【００４３】
表３に示すように、比較例１と、比較例３乃至５は、材料目の最大長さが１０００μｍ以上であるので、表面の凹凸Ｒａが０．０２μｍを超え、不合格（×）であると共に、光沢度も不合格（×）であった。
【００４４】
比較例１乃至３と、比較例５は、材料目の面積率が２．０％以上であるので、表面のうねりＰｔが０．３０μｍを超えて不合格（×）であり、光沢度も不合格（×）であった。
【００４５】
実施例１乃至６は、請求項１乃至３を満たし、粗さ及びピンホール発生数が合格範囲内であり、光沢度が５０％以上と合格（◎）であった。
【００４６】
実施例８は、請求項３の範囲から外れるものの、請求項１及び請求項２を満たすので、粗さ及びピンホール発生数が合格（◎）であり、光沢度が５０％以上と合格（◎）であった。
【００４７】
実施例７は、請求項１乃至３を満たすものの、請求項２に規定された粒径が２５μｍ以上の非金属介在物の数が、上限値（５個）近傍であるため、粗さは合格（○）であるものの、ピンホール発生数が合格範囲内（○）、光沢度が４５乃至４９％で合格範囲（○）というように、これらの評価は、実施例１乃至６及び８の（◎）よりも低かった。実施例９及び実施例１０は請求項１及び請求項３を満たしているが、請求項２からは外れるため、粗さは合格（○）であるものの、ピンホール発生数が合格範囲内（○）、光沢度が４５乃至４９％で合格範囲（○）というように、これらの評価は、実施例１乃至６及び実施例８の（◎）よりも低かった。
【００４８】
即ち、請求項１を満足する実施例は、表面の凹凸Ｒａ及びうねりＰｔは合格であり、鏡面性が高く、更に、請求項２及び３を満足する実施例は、光沢度、ピンホール発生数、塩水噴霧試験結果も優れたものであった。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
よって、本発明の高鏡面プラスチック金型用鋼は、鏡面性が要求されるプラスチック金型用鋼として好適に用いることができる。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年10月6日(2014.10.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．２０乃至０．５０質量％、Ｃｒ：１０．５０乃至２０．００質量％、Ｓｉ：０．３０乃至１．３０質量％、Ｍｎ：０．３０乃至１．５０質量％、Ｍｏ：０．０３乃至０．５０質量％、Ｖ：０．０３乃至０．５０質量％、Ａｌ：０．０３５質量％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有する鋼材であり、前記鋼材中に存在する炭化物密集帯であって、この密集帯を構成する炭化物の粒径が円相当径で５μｍ以上、炭化物間距離が３０μｍ以下であり、この炭化物密集帯の面積が１０００μｍ２以上であるものを材料目としたときに、この材料目の最大長さが１０００μｍ以下、かつ材料目の面積率が２．０％以下であることを特徴とする高鏡面プラスチック金型用鋼。
【請求項２】
前記鋼材は、更に、Ｓ：０．００９質量％以下、Ｏ：２５ｐｐｍ以下を含有し、前記鋼材中に存在する非金属介在物は、円相当径で粒径が２５μｍ以上のものの数が５個／２００ｍｍ２以下であり、かつ円相当径で粒径が１０乃至２４μｍのものの数が２５個／２００ｍｍ２以下であることを特徴とする請求項１に記載の高鏡面プラスチック金型用鋼。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る高鏡面プラスチック金型用鋼は、
Ｃ：０．２０乃至０．５０質量％、Ｃｒ：１０．５０乃至２０．００質量％、Ｓｉ：０．３０乃至１．３０質量％、Ｍｎ：０．３０乃至１．５０質量％、Ｍｏ：０．０３乃至０．５０質量％、Ｖ：０．０３乃至０．５０質量％、Ａｌ：０．０３５質量％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有する鋼材であり、前記鋼材中に存在する炭化物密集帯であって、この密集帯を構成する炭化物の粒径が円相当径で５μｍ以上、炭化物間距離が３０μｍ以下であり、この炭化物密集帯の面積が１０００μｍ２以上であるものを材料目としたときに、この材料目の最大長さが１０００μｍ以下、かつ材料目の面積率が２．０％以下であることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
このため、本発明の高鏡面プラスチック金型用鋼は、Ｃ：０．２０乃至０．５０質量％、Ｃｒ：１０．５０乃至２０．００質量％、Ｓｉ：０．３０乃至１．３０質量％、Ｍｎ：０．３０乃至１．５０質量％、Ｍｏ：０．０３乃至０．５０質量％、Ｖ：０．０３乃至０．５０質量％、Ａｌ：０．０３５質量％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
「Ｓｉ：０．３０乃至１．３０質量％」
Ｓｉは、後述のＡｌと同様に脱酸剤としての作用を有する。また、Ｓｉは、電気炉溶解時の精錬反応における脱硫活性化の機能がある。Ｓｉの含有量が０．３０質量％より少ないと、脱酸及び脱硫効果が小さくなる。また、Ｓｉ含有量が１．３０質量％より多いと、熱間加工性及び靭性が低下する。このため、Ｓｉの含有量は、０．３０乃至１．３０質量％とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
「Ｍｎ：０．３０乃至１．５０質量％」
Ｍｎは、焼入れ性を向上させるのに最も重要な元素である。Ｍｎの含有量が０．３０質量％より少ないと、焼入れ性が低下する。また、Ｍｎの含有量が１．５０質量％より多いと、熱間加工性が低下する。このため、Ｍｎの含有量は、０．３０乃至１．５０質量％とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
「Ｍｏ：０．０３乃至０．５０質量％、好ましくは０．０５質量％以上」
Ｍｏは、金型の耐食性を向上させるのに必要な元素である。Ｍｏの含有量が０．０５質量％より少ないと、耐食性が低下する。Ｍｏの含有量が０．５０質量％より多いと、熱処理変寸が大きくなると共に、コスト高となる。このため、Ｍｏの含有量は、０．０３乃至０．５０質量％、好ましくは０．０５質量％以上とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
「Ｖ：０．０３乃至０．５０質量％、好ましくは０．０５質量％以上」
Ｖは、炭化物を形成し、焼入れ時の結晶粒粗大化防止に必要な元素である。Ｖの含有量が０．０５質量％より少ないと、結晶粒が粗大化される。Ｖの含有量が０．５０質量％より多いと、粗大な炭化物を形成し、被削性及び鏡面加工性を低下させる。このため、Ｖの含有量は、０．０３乃至０．５０質量％、好ましくは０．０５質量％以上とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
「Ａｌ：０．０３５質量％以下」
Ａｌは、脱酸材として最も重要な元素である。Ａｌは、Ｏと結合し、Ａｌ２Ｏ３を形成するが、Ａｌ含有量が過度に多く、Ａｌ２Ｏ３非金属介在物として残留すると、鏡面研磨の際、ピンホールの原因となる。このため、Ａｌの含有量は、０．０３５質量％以下とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
実施例１乃至６及び実施例８は、請求項１及び２を満たし、粗さ及びピンホール発生数が合格範囲内であり、光沢度が５０％以上と合格（◎）であった。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
実施例７は、請求項１及び２を満たすものの、請求項２に規定された粒径が２５μｍ以上の非金属介在物の数が、上限値（５個）近傍であるため、粗さは合格（○）であるものの、ピンホール発生数が合格範囲内（○）、光沢度が４５乃至４９％で合格範囲（○）というように、これらの評価は、実施例１乃至６及び８の（◎）よりも低かった。実施例９及び実施例１０は請求項１を満たしているが、請求項２からは外れるため、粗さは合格（○）であるものの、ピンホール発生数が合格範囲内（○）、光沢度が４５乃至４９％で合格範囲（○）というように、これらの評価は、実施例１乃至６及び実施例８の（◎）よりも低かった。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
即ち、請求項１を満足する実施例は、表面の凹凸Ｒａ及びうねりＰｔは合格であり、鏡面性が高く、更に、請求項２を満足する実施例は、光沢度、ピンホール発生数、塩水噴霧試験結果も優れたものであった。