(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．３〜０．４５％、Ｓｉ：０．８２〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｓ：０．１１〜０．２５％、Ｃｒ：４．４１〜６．０％、ＷまたはＭｏの１種あるいは２種を（Ｍｏ＋１／２Ｗ）で１．３％以下、Ｖ：１．０％以下、Ｎ：０．１５％以下、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる冷間加工用鋼であって、５０ＨＲＣ以上の硬さに調質されていることを特徴とする被削性に優れた冷間加工用高硬度プリハードン鋼。
【請求項２】
５５ＨＲＣ以上の硬さに調質されていることを特徴とする請求項１に記載の被削性に優れた冷間加工用高硬度プリハードン鋼。
【請求項３】
上記調質された状態より切削加工されて使用される冷間加工用高硬度プリハードン鋼であって、前記切削速度が５０ｍ／ｍｉｎ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の被削性に優れた冷間加工用高硬度プリハードン鋼。
【請求項４】
質量％で、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの１種または２種以上が合わせて０．４％以下であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の被削性に優れた冷間加工用高硬度プリハードン鋼。
【請求項５】
質量％で、Ｎｉ：４．０％以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の被削性に優れた冷間加工用高硬度プリハードン鋼。
【請求項６】
質量％で、Ｃｕ：２．０％以下であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の被削性に優れた冷間加工用高硬度プリハードン鋼。
【請求項７】
質量％で、Ｃｏ：５．０％以下であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の被削性に優れた冷間加工用高硬度プリハードン鋼。
【請求項８】
質量％で、Ｚｒ：０．２％以下であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の被削性に優れた冷間加工用高硬度プリハードン鋼。
【請求項９】
質量％で、Ｓｅ：０．１５％以下であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の被削性に優れた冷間加工用高硬度プリハードン鋼。
【請求項１０】
質量％で、Ａｌ：１．５％以下であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の被削性に優れた冷間加工用高硬度プリハードン鋼。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の冷間加工用高硬度プリハードン鋼を切削加工してなることを特徴とする冷間加工用金型。
【請求項１２】
５０ＨＲＣ以上の硬さに調質された鋼に対し、５０ｍ／ｍｉｎ以上の切削加工速度を適用する鋼の加工方法であって、鋼の組成は質量％で、Ｃ：０．３〜０．４５％、Ｓｉ：０．８２〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｓ：０．１１〜０．２５％、Ｃｒ：４．４１〜６．０％、ＷまたはＭｏの１種あるいは２種を（Ｍｏ＋１／２Ｗ）で１．３％以下、Ｖ：１．０％以下、Ｎ：０．１５％以下、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鋼とすることを特徴とする鋼の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、家庭電化製品、プリント基板、農機具等に使用される鋼板等の打抜き、曲げ、絞り、トリミング用の金型等に使用される冷間加工用高硬度プリハードン鋼ならびにそれを用いてなる金型、そしてこれら手段の達成に寄与する鋼の加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車や家庭電化製品等の部品製造には打抜き等の加工が用いられる。その金型に使用される金型材、特に冷間加工用金型材には、耐摩耗性付与のため炭化物を多量に含み、さらに焼入れ性に優れかつ靭性を確保するためにＣｒ含有量が多い材料が求められており、例えばＪＩＳＧ４４０４規定の合金工具鋼鋼材であるＳＫＤ１１等の高Ｃ−高Ｃｒ系鋼が使用されている。また、耐摩耗性を特に必要としない場合はＳＫＳ３といった低合金鋼も油焼入れ後３００℃以下での焼戻しで調質し使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが近年自動車メーカー等では、価格競争に打ち勝つためにこれまであらゆる分野でコスト低減を実施し、金型関連では型製作工数の削減も必要となった。一方、全体的な社会の流れとして多品種少量生産への移行があり、その点からも金型にも如何に早く作れるかが重要視されてきている。
【０００４】
現在の一般的な金型の製作は、焼なまし状態の素材を主に切削加工により形状の粗加工を行い、焼入焼戻し処理を行い打抜き等製品の加工に必要な硬さに高められる。焼入焼戻しを行なうと熱処理による変寸、変形が生じるため切削、研削等の仕上加工を行い金型の製作が完了する。したがって金型の製作効率の向上には焼きなまし状態での被削性が良好であり、かつ熱処理変寸、変形が少ないことが望ましく、特開平１１−９２８７１号のような冷間工具鋼が提案されている。
【０００５】
しかしながら、さらなる型製作工数およびコスト低減の要求が高まる現状において、焼入焼戻し状態から切削加工を行なうことで現在の一般的な工程である切削加工後の熱処理および仕上加工の省略の分、型製作効率が向上できる、いわゆるプリハードン鋼へのニーズが高まっている。
【０００６】
現在プリハードン鋼を用いた型製作は一部のプラスチック型や熱間鍛造型等で行われているがその硬さは４０ＨＲＣ程度であり、冷間加工による打抜き等で必要とされる５０ＨＲＣ以上の硬さには達していない。これは高硬度になるにつれて切削加工時の工具への抵抗、衝撃が高くなり、工具の強度を越えるため早期に欠損が生じ工具寿命へと至るためである。
【０００７】
一方、切削加工の分野では高速加工による切削効率の向上が進んでいるが、５０ＨＲＣを超える高硬度材では高速加工を行なうと上述の工具への衝撃に加え、切削温度の過度な上昇により工具の軟化または工具への被加工材の溶着が進み、やはり早期に工具寿命に至る。既存の冷間加工用の工具鋼のＪＩＳ  ＳＫＤ１１は、焼入焼戻し後の高硬度状態における切削加工では、以上の理由により型製作工数の短縮の観点からその効率、工具寿命の要求を満たせない場合が多い。
【０００８】
また、ＪＩＳ  ＳＫＳ３はＳＫＤ１１に比べると焼入焼戻し状態での被削性は良好であるが、必ずしも型製作効率の低減要求を満たすものではなく、また油焼入れ、低温焼戻し鋼のため切削加工とともに型製作によく用いられる放電加工において歪の問題が生じる。
【０００９】
以上、従来より金型等に適用されてきた工具鋼には５０ＨＲＣ以上の硬さでプリハードン状態での切削加工は実用上困難である。そこで本発明は５０ＨＲＣ以上の高硬度が得られ、プリハードンでの加工が可能となるよう焼入焼戻し後の被削性を向上した工具鋼およびそれを用いてなる金型、そしてこれら手段の達成に寄与する鋼の加工方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明者らは５０ＨＲＣ以上の高硬度が得られ、その高硬度において被削性が良好となるような成分について検討を行ったところ、適正な成分バランスを見いだし、本発明に至った。
【００１１】
すなわち、質量％で、Ｃ：０．３〜０．４５％、Ｓｉ：０．８２〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｓ：０．１１〜０．２５％、Ｃｒ：４．４１〜６．０％、ＷまたはＭｏの１種あるいは２種を（Ｍｏ＋１／２Ｗ）で１．３％以下、Ｖ：１．０％以下、Ｎ：０．１５％以下、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる冷間加工用鋼であって、５０ＨＲＣ以上、更には５５ＨＲＣ以上の硬さに調質された冷間加工用高硬度プリハードン鋼である。
【００１４】
さらに上述の組成に加えて、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの１種または２種以上が合わせて０．４％以下、Ｎｉ：４．０％以下、Ｃｕ：２．０％以下、Ｃｏ：５．０％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｓｅ：０．１５％以下、あるいはＡｌ：１．５％以下の冷間加工用高硬度プリハードン鋼である。
【００１５】
さらには、上記調質された冷間加工用高硬度プリハードン鋼にて、その調質された状態より切削加工されて使用される冷間加工用高硬度プリハードン鋼であって、前記切削速度が５０ｍ／ｍｉｎ以上である冷間加工用高硬度プリハードン鋼である。そして、これら本発明の冷間加工用高硬度プリハードン鋼を切削加工してなる冷間加工用金型である。
【００１６】
本発明のプリハードン鋼、冷間加工用金型の達成は、高硬さに調質された鋼の切削加工において、その切削工具の高寿命化に最適な条件を確立できたところにも大きく依るものである。すなわち、本発明の鋼の加工方法は、５０ＨＲＣ以上の硬さに調質された鋼に対し、５０ｍ／ｍｉｎ以上の切削加工速度を適用する鋼の加工方法であって、鋼の組成は質量％で、Ｃ：０．３〜０．４５％、Ｓｉ：０．８２〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｓ：０．１１〜０．２５％、Ｃｒ：４．４１〜６．０％、ＷまたはＭｏの１種あるいは２種を（Ｍｏ＋１／２Ｗ）で１．３％以下、Ｖ：１．０％以下、Ｎ：０．１５％以下、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鋼とすることを特徴とする鋼の加工方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴は５０ＨＲＣ以上、さらには５５ＨＲＣ以上の硬さが得られ、かつその焼入焼戻し後の高硬さ状態での被削性が良好となるよう成分、特にＣ、ＳｉおよびＳ量の適正化を図ったところにある。以下、本発明での成分の限定理由について述べる。
【００１８】
Ｃは本発明において重要な元素である。Ｃは焼入れ性を向上し、熱処理後の硬さを維持するために必要である。またＣはＣｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖと結合して炭化物を形成し、耐摩耗性や焼戻し軟化抵抗を向上させる。さらに耐摩耗性付与のため行われる表面処理において十分な膜厚を有するＭＸ型化合物（ＴｉＣ，ＶＣ等）の生成に重要である。
【００１９】
しかしながら、焼入焼戻し後の高硬度においては被削性を向上させるにはＣ量を少なくすることが重要である。５０ＨＲＣ以上の高硬度になると切削時に被加工材の温度が上昇し、工具が軟化して工具寿命に至る。また被加工材の工具への溶着が多くなり溶着物が剥離するときに工具も同時に剥離が生じ工具のチッピング、欠損から工具寿命に至る。
【００２０】
被削性を向上させるにはＳの添加またはＴｅ等の添加による硫化物の形態制御による手法もとられるが、高硬度での切削温度上昇等による被削性低下を抑制するためには、やはりＣ量を低減することが重要であることを本発明者らは見いだした。Ｃ量を少なくすることで切削時の過度の切削温度上昇を抑えるため、被削性は向上する。しかしながら少なすぎると５０ＨＲＣ以上の高硬度が得られない。したがって、必要硬さが得られる範囲でＣ量を低くする、Ｃ量の適確な調整が本発明の重要なところであり、Ｃの含有量は０．３〜０．４５％とした。
【００２１】
Ｓｉは被削性向上のために重要な元素である。Ｓｉ添加により切削中に酸化物が低融点化し、工具と被加工材間の溶着を防ぐのに有効な酸化皮膜が生じ、これが工具と被加工材との直接接触を防ぎ工具摩耗の低減、つまり被削性が向上する。この効果を得るためには、少なくとも０．８２％以上の添加が必要である。またＳｉは、Ｓｉ脱酸剤及び鋳造性改善の目的でも含有するが、過多の含有は基地の成分偏析も激しくし靭性が低下するのでＳｉの含有量は０．８２〜２．０％とした。さらに望ましくは０．８２〜１．７％である。
【００２２】
Ｓは被削性を高める硫化物生成に重要な元素である。しかし、添加しすぎると靭性や溶接性の低下を招くので、０．１１〜０．２５％とした。好ましくは０．１３〜０．２５％である。
【００２４】
Ｍｎは焼入れ性向上のために含有し、０．１％未満では焼入れ硬さを安定して得るには不十分である。また被削性を向上させる硫化物であるＭｎＳの生成に必要である。一方、多すぎるとＳｉと同様基地の成分偏析も激しくなるので０．１〜２．０%とした。好ましくは０．６〜１．５％である。
【００２５】
ＣｒはＣと結合して炭化物を生成し耐摩耗性を向上するとともに、焼入れ性を増す効果、そしてＣＶＤ処理や塩浴法などによる複雑形状への表面処理後の冷却中に起こる一種の焼き割れ現象を防止する効果がある。しかし、多すぎるとＣｒ炭化物の増加による靭性及び被削性低下の原因となる。さらに固液共存温度幅が大きくなり鋳造欠陥発生の危険度が増し、実質的に製造性に困難が生じる原因となる。よってＣｒの添加量は４．４１〜６．０％とした。
【００２６】
Ｍｏ及びＷは焼入れ性を向上する。またＣと結合して硬い炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる。ＭｏとＷの各特性に与える効果は同様のものが多く、その効果の程度は質量比でＭｏがＷの２倍相当である。よって、その効果に寄与する含有量は（Ｍｏ＋１／２Ｗ）量で表すことが可能である。本発明ではＭｏ，Ｗの１種または２種を含有させることができ、つまりＭｏの全含有量を２倍のＷ含有量で置き換え使用してもよく、Ｍｏの一部をそれに相当するＷ量に置き換え使用してもよい。経済性からはＭｏの使用が好ましい。過多の添加量ではＭｏ，Ｗ系炭化物の晶出量が多くなり被削性及び靭性を劣化させるので１．３％以下とした。０．２〜１．１％が好ましい。
【００２７】
Ｖは工具鋼に必要な軟化抵抗を増大させる元素であるが、過多の含有では凝固時に巨大なＶ系炭化物を晶出し、被削性を低下させる原因となる。よって本発明では１．０％以下とした。０．１〜０．５％が好ましい。
【００２８】
Ｎは基地や炭化物中に固溶して結晶粒を微細化し靭性を高める。また焼入れ焼戻し硬さを高める。本発明においては添加・含有の如何は問わないが、上記の効果を得るにおいても多量の添加は必要なく、固溶限の制約もあり０．１５％以下とする。なお、上記効果を得る場合においては、０．０２％以上で十分である。
【００２９】
加えて、本発明の冷間加工用高硬度プリハードン鋼の場合、以下の元素の含有が可能である。
【００３０】
Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉはいずれも焼入れ加熱保持中の結晶粒の成長を抑制し、結晶粒を微細化し、靭性を高める。しかし過多の添加は粗大な炭化物が生じ、かえって靭性を低下させるのでＮｂ、Ｔａ、Ｔｉは合わせて０．４％以下とする。なお、上記効果を得る場合においては、０．００８％以上が好ましい。
【００３１】
Ｎｉは焼入れ性と衝撃遷移温度を上げることによる靭性向上が認められる元素であるが、本合金系では特に溶接性劣化を防止でき、実用上に操業可能な表面処理領域を広げる方向に作用する。しかし過多の添加は被削性を劣化させるため４．０％以下とする。上記効果を得る場合、好ましくは０．０１％以上である。
【００３２】
Ｃｕは焼入焼戻し硬さを向上させる元素である。被削性向上のためにＣ量を低くしてもＣｕ添加により硬さを確保できる。過多の含有は素材製造時の熱間加工性を損ねるので２．０％以下とする。上記効果を得る場合、好ましくは０．５％以上である。
【００３３】
Ｃｏは焼戻しにおける微細析出炭化物の凝集を抑制する元素であり、高硬度が得られる。したがって、被削性向上のためにＣ量を低くしてもＣｏ添加により硬さを確保できる。過多の含有は製造コストを高めるので５．０％以下とする。上記効果を得る場合、好ましくは１．０％以上である。
【００３４】
Ｚｒは硫化物に対して有効な接種作用を有するＺｒＯ２またはＺｒＮとなり、硫化物が均一に分布し被削性が向上する。過多の含有ではＺｒＯ２またはＺｒＮ量が多くなり被削性を害するので０．２％以下とする。上記効果を得る場合、好ましくは０．００５％以上である。
【００３５】
Ｓｅは鍛造による硫化物の延伸を抑制し被削性を向上させる元素である。しかし過多の含有は機械的性質の低下を招くので０．１５％以下とした。上記効果を得る場合、好ましくは０．０３％以上である。
【００３７】
また、本発明の工具鋼はその他求められる効果に則して、上記の成分組成にＰｂ、Ｔｅ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｂｅ、Ｃｅのうちの１種または２種以上を合わせて０．２％以下なら含有しても問題はない。
【００３８】
その他、希土類は本発明の工具鋼における被削性を向上する目的で合わせて０．２％以下の含有が可能である。不可避的不純物の総量は０．５％以下が好ましい。また、耐摩耗性付与がさらに必要な場合、Ａｌを１．５％以下添加して窒化硬さを上げることも可能である。この場合、窒化硬さの過剰な増加による欠け等を防止するため、好ましくは０．０５％以上０．５％以下である。
【００３９】
本発明においては、Ｃ量が低くても焼入焼戻し後の硬さが５０ＨＲＣ以上、さらには５５ＨＲＣ以上得られるようＮｉＡｌの析出硬化を利用することができる。このためには、Ｎｉを４．０％以下、Ａｌを１．５％以下、Ｃｕを１．５％以下添加することが有効である。
【００４０】
次に焼戻し温度と硬さについて述べる。打抜き、曲げ等に用いられる冷間加工用の金型は耐摩耗性の観点から５０ＨＲＣ以上、さらには５４ＨＲＣ以上、望ましくは５５ＨＲＣ以上の硬さが必要である。よって本発明での硬さは５０ＨＲＣ以上、望ましくは５５ＨＲＣ以上としている。
【００４１】
また、これら金型の加工は切削のほかに放電加工も広く用いられている。この場合焼戻し温度が低温であると材料中の焼入れ歪が残留しており、放電加工後に歪が開放され変形や割れが生じることがある。さらに耐摩耗性付与のために行われる窒化、ＰＶＤ等の表面処理は一般には少なくとも４００℃以上で行われるため、これを行なう場合の素材の焼戻し温度は表面処理温度以上が必要、そのため調質における焼戻しは５００℃以上で行なうことが望ましい。
【００４２】
次に切削速度ついて述べる。５０ＨＲＣ以上の高硬度材においても、例えばコーティング超硬エンドミルを用いて切削温度の過度の上昇を抑えるよう低速切削を行えば、ある程度の切削は可能である。しかしながら、これでは切削加工工数が増加し結果的に型製作効率の向上とはなり得ない。そこで本発明では、主にＣ量を低減することによって過度の切削温度の上昇を抑え、被削性を向上させているところに特徴を有する。
【００４３】
つまり、本発明の高硬度プリハードン鋼であれば切削速度が増加してもあまり切削温度が上昇しないため、５０ＨＲＣ以上、さらには５５ＨＲＣ以上といった高硬度においても高速切削加工が可能であり、型加工効率の向上が達成できる。この場合、型加工効率を考えると切削速度は５０ｍ／ｍｉｎ以上であることが、本発明の効果を発揮するにあたり、望ましい。本発明の切削速度での加工は特にエンドミル加工や正面フライス加工および旋削などで実施される。
【００４４】
以上のように本発明の高硬度プリハードン鋼であれば５０ＨＲＣ以上、さらには５５ＨＲＣ以上といった高硬度においても効率良く型切削加工が可能であり、プレス金型といった金型の製作リードタイムが短縮できる。さらに本発明鋼は高硬度かつ高被削性により、ガラスを含むような耐摩耗性を必要とする樹脂型やゴム型、プラ型、熱間加工型のスペーサ、ホルダなどの補助工具にも使用できる。
【００４５】
【実施例】
次に本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何等限定されるものではない。
【００４６】
（実施例１）
高周波炉により所定の合金を溶解し、表１に示す化学組成の鋼塊を製作した。比較鋼１８はＪＩＳ  ＳＫＤ１１相当成分である。これら鋼塊を鍛造比５にて鍛造して鋼材に仕上げ、焼なましを行った。次にこれら焼なまし材を大気炉において１０３０℃に加熱保持後、空気焼入れを行い、５００〜６００℃の焼戻しを行った。焼入焼戻し材は４０×５０×２００ｍｍの寸法に仕上げ、切削試験用の試料とした。表１に焼入焼戻し後の硬さを併せて示す。なお、比較鋼１９はＣ量が低すぎるため５０ＨＲＣ以上の硬さが得られていない。
【００４７】
【表１】
0003830030.tif 000002
【００４８】
５０ＨＲＣ以上の硬さが得られなかった比較鋼１９を除き、これらの試料を用いてスクエアエンドミルによる切削試験を行った。試験条件は表２に示す。被削性は工具の逃げ面摩耗が０．１ｍｍに達するまでの切削長を工具寿命として評価した。被削性の評価結果を表３に示す。
【００４９】
【表２】
0003830030.tif 000003
【００５０】
【表３】
0003830030.tif 000004
【００５１】
切削速度３０ｍ／ｍｉｎの比較的低速での加工では、比較鋼もある程度切削可能なものもあるが、切削速度１５０ｍ／ｍｉｎの高速加工では本発明鋼の工具寿命、つまり被削性は良好であるのに対し、比較鋼１８はＣ量が高くＳｉが低いため、比較鋼２０はＣ量が高いため、比較鋼２１はＳｉ量が低いため、比較鋼２２はＳ量が低いため、比較鋼２３はＣ量が高いため被削性は劣る。そして、比較鋼２４は硬さが低めであるがＣ量が高いため、比較鋼２５はＣ量が高くＳ量が低いため被削性が劣る。
【００５２】
（実施例２）
表１の本発明鋼２および比較鋼１８、２４のプリハードン素材を用いて、エンドミル切削時の切削温度の測定を行った。プリハードン素材の寸法は４０×５０×２００ｍｍの板である。表４に本発明鋼２、比較鋼１８、２４のプリハードン素材の硬さ、炭化物量、固溶炭素量を、表５に切削条件および切削温度測定方法を示す。なお、同組成の鋼で比べた場合、硬さが低ければ切削温度が低くなることは当然である。そこで、今回の評価では本発明鋼２を比較鋼１８、２４より高硬度とすることで、本発明の加工方法による効果の顕著性をより明確にするものである。
【００５３】
【表４】
0003830030.tif 000005
【００５４】
【表５】
0003830030.tif 000006
【００５５】
図１に切削温度測定結果を示す。切削速度が３０ｍ／ｍｉｎの場合、どの鋼種とも切削温度に大差はないものの、硬さの低い順番で比較鋼２４が最も低く、次に比較鋼１８で、本発明鋼２であった。次に、どの鋼種も切削速度の増加に伴って切削温度が上昇しているが、切削速度が５０ｍ／ｍｉｎ付近を超えたところから切削温度の上昇傾向に差が生じ出した。これは素材の基地中に固溶している炭素濃度に依存するものであり、切削速度１５０ｍ／ｍｉｎの場合では、固溶炭素量が約０．３５％と最も少ない本発明鋼２の切削温度が最も低く、次に約０．６０％である比較鋼１８、そして約０．８０％である比較鋼２４が最も切削温度が高く、それぞれの温度差が約１００℃にも及んでいる。
【００５６】
また、高硬度鋼は一般にＴｉＡｌＮでコーティングされた工具で切削されるが、このコーティング工具の寿命を左右する因子にコーティング皮膜の酸化開始温度があり、当然工具の高寿命化を達成するためにはこの温度以下の切削温度で鋼を切削することが有効である。工具に施されるＴｉＡｌＮコーティング皮膜の酸化開始温度は一般に８００℃近傍であるところ、本発明鋼２の場合、切削速度が２００ｍ／ｍｉｎに達した時でも８００℃以下の切削温度を維持しており、優れた被削性を有していることがわかる。
【００５７】
さらに、被削性を大きく左右する因子として、素材中の炭化物分布がある。比較鋼１８の場合、上記に加えて、硬質な炭化物が多数析出しているためアブレッシブ摩耗が顕著に起こることも重畳して影響することから、実施例１の結果からもわかるように、その被削性に劣るものである。
【００５８】
（実施例３）
表１の本発明鋼２および比較鋼１８のプリハードン素材を用いて、プリント基板型を想定した型製作試験を行った。プリハードン素材の寸法は２００×２００×１０ｍｍの板であり、これにφ１ｍｍの穴あけを１００穴行なうものである。
【００５９】
また比較鋼１８については、合わせてその焼入焼戻し前、つまり焼なまし状態の素材からの型製作も行った。つまり、現在の一般的な型製作工程であって、焼なまし状態で穴あけ後、熱処理にて調質、仕上加工を経て作製するものである。焼なまし素材の寸法は上記プリハードン素材寸法に対し、仕上代として片肉０．５ｍｍずつ大きくしたものである。焼なまし材の熱処理条件は焼入れが１０３０℃、真空加圧冷却で、焼戻しは５４０℃で行った。
【００６０】
以上の型製作において、その穴切削条件（焼なまし状態から作製の比較鋼１８は、その仕上げ加工条件）を表６に、そして、穴あけ加工からの型製作工数を表７に示す。
【００６１】
【表６】
0003830030.tif 000007
【００６２】
【表７】
0003830030.tif 000008
【００６３】
比較鋼１８のプリハードン素材からの穴あけ加工では３０穴でドリルが折損し、型加工ができなかった。また、現在の一般的な型製作工程である焼なまし材からの型製作において、比較鋼１８を素材にした場合は穴あけ後に熱処理および熱処理による変寸が生じるために仕上加工が必要となり、型製作工数が大きくなる。
【００６４】
これに対し、本発明鋼２のプリハードン素材からの型製作の場合、その調質後の穴あけは可能であり、またその後の熱処理や仕上加工が不要なため、型製作コストが大幅に削減できる。仮に比較鋼１８の焼なまし素材からの型製作において、穴あけに超硬ドリルを用いて切削効率を上げたとしても本発明鋼２のプリハードン素材からの加工の工数には及ばない。
【００６５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明鋼であれば打抜き等の冷間加工用金型に必要な５０ＨＲＣ以上の硬さ、さらには５５ＨＲＣ以上の硬さが得られ、かつ焼入焼戻し後のいわゆるプリハードン状態においても高い硬さでの被削性が良好であるため、型製作効率の向上およびそれによるコスト低減が期待できる。本発明による工業的価値は高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】切削速度の増加に伴う切削温度の上昇状況を示す図であり、本発明の効果の一例を説明するための図である。
【図１】
0003830030.tif 000009