[发明专利]冷加工用模具的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于成形例如家电、手机、汽车相关部件的冷加工用模具的制造方法。

背景技术

对于用于室温下的板材的弯曲、拉深、冲压等压制成形的冷加工用模具，为了提高其耐磨耗性，提出了通过淬火回火(以下称为“调质”。)能够达成55HRC以上的硬度的钢原材料(专利文献1～3)。形成这种高硬度的钢原材料时，调质后难以切削加工为模具形状。因此，通常在热加工之后的硬度低的退火状态下对钢锭进行粗加工，然后调质为55HRC以上的使用硬度。此时，由于调质使得模具出现热处理变形，因此在调质后实施用于校正该变形部分的再次精切削加工，从而调整为最终模具形状。调质造成模具热处理变形的主要原因是由于退火状态下为铁素体组织的钢原材料向马氏体组织相转变而使体积膨胀。

除上述钢原材料之外，提出了许多预先调制为使用硬度来供给的预硬钢。预硬钢是一种有效的技术，由于进行一次性切削加工成最终模具形状后不需要调质，因此可排除调质造成的模具的热处理变形，还可省略上述的精切削加工。关于本技术，提出了一种冷作工具钢，通过对淬火后的钢原材料中存在的使切削性降低的未固溶碳化物的量进行优化，从而确保超过55HRC的调质硬度且具有优异的切削性(专利文献4)。另一方面，还提出一种冷作工具钢，为了抑制由切削加工时的切削工具与钢原材料之间的摩擦产生的工具磨耗，通过添加用来形成熔点1200℃以下的氧化物(为(FeO)₂·SiO₂、Fe₂SiO₄或(FeSi)Cr₂O₂)的元素并介由切削加工时产生的热在模具表面形成上述氧化物，从而赋予自身润滑性(专利文献5)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-189982号公报

专利文献2：日本特开2009-132990号公报

专利文献3：日本特开2006-193790号公报

专利文献4：日本特开2001-316769号公报

专利文献5：日本特开2005-272899号公报

发明内容

发明要解决的问题

最近冷加工用模具的使用条件的严酷性逐渐增加，对于冷作工具钢来说要求能够达成58HRC以上、进而60HRC以上的淬火回火硬度。所以，预硬钢的情况下，自不必说可得到上述58HRC以上的硬度，甚至可稳定地得到60HRC以上的硬度，且在该高硬度状态下具有优异的切削性，这方面是令人满意的。专利文献4所公开的冷作工具钢是兼顾切削加工时的切削性和作为模具的耐磨耗性的优异的预硬钢。然而，对于耐磨耗性而言，由于规定的未固溶碳化物的形成量少且淬火温度受到限制，因此即便成为60HRC以上的调质硬度，得到其的成分范围也非常受限。而且，专利文献4中以抑制淬火加热时的晶粒生长为目的而优选添加的Nb、V是在上述淬火温度下容易形成未固溶的MC碳化物的元素。由于MC碳化物为硬质的，因此对于专利文献4所公开的成分组成来说存在调质后的切削性显著降低的问题。

另外，专利文献5所公开的冷作工具钢利用低熔点氧化物作为自身润滑覆膜，但切削温度不上升至氧化物的熔点时，得不到润滑效果。反之，切削温度过度上升时，氧化物的粘度显著降低，存在不能起到润滑覆膜的作用的问题。

本发明的目的在于提供冷加工用模具的制造方法，该方法包括在58～62HRC的调质硬度下对冷作工具钢进行切削加工，所述冷作工具钢以自不必说可达成58HRC以上、甚至可稳定地达成60HRC以上的高调质硬度的成分组成为基础；优选即使进一步增加未固溶碳化物的形成量，也可飞跃性地提高调质后的切削性而不依赖于切削温度。

用于解决问题的方案

本发明人对提高冷作工具钢的切削性的方法进行了深入研究。其结果，发现下述方法：积极地导入高熔点氧化物Al₂O₃，介由切削加工时的热使包含高熔点氧化物Al₂O₃和高延展性夹杂物MnS的复合润滑保护覆膜形成于切削工具的表面。另外，对于自不必说可达成58HRC以上、甚至可达成60HRC以上的调质硬度且可形成该复合润滑保护覆膜的钢原材料来说存在最合适的成分范围，通过特定该成分范围而完成本发明。

即，本发明为一种冷加工用模具的制造方法，其特征在于，该方法包括：