プラスチック成形金型用鋼およびプラスチック成形金型
【課題】耐食性、熱伝導性を有しつつ、磨き仕上げ時のうねりを抑制可能なプラスチック成型金型用鋼を提供する。
【解決手段】質量％で、Ｃ：０．０９％〜０．１３％、Ｓｉ：０．１０％〜０．４０％、Ｍｎ：０．３０％〜０．８０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｃｕ：０．８０％〜１．２０％、Ｎｉ：２．５０％〜３．５０％、Ｃｒ：２．０％〜３．０％未満、Ｍｏ：０．１０％〜０．４０％、Ｖ：０．０１％〜０．１０％、Ｎ：０．０２００％以下、Ｏ：０．０１００％以下、および、Ａｌ：０．５０％〜１．５０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物よりなり、かつ、３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満たす鋼とする。
【解決手段】質量％で、Ｃ：０．０９％〜０．１３％、Ｓｉ：０．１０％〜０．４０％、Ｍｎ：０．３０％〜０．８０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｃｕ：０．８０％〜１．２０％、Ｎｉ：２．５０％〜３．５０％、Ｃｒ：２．０％〜３．０％未満、Ｍｏ：０．１０％〜０．４０％、Ｖ：０．０１％〜０．１０％、Ｎ：０．０２００％以下、Ｏ：０．０１００％以下、および、Ａｌ：０．５０％〜１．５０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物よりなり、かつ、３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満たす鋼とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック成形金型用鋼およびプラスチック成形金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な分野において、プラスチック成形品が使用されている。一般に、プラスチック成形品は、例えば、射出成形金型、プレス成形金型等のプラスチック成形金型を用いて、所望形状に成形される。
【０００３】
従来、プラスチック成形金型用の鋼種としては、析出硬化系、ＳＵＳ系等の鋼種が知られている。
【０００４】
また、特許文献１には、重量％で、Ｃ：０．０５〜０．３％、Ｓｉ：０．１〜２％、Ｍｎ：０．２〜３％、Ｃｕ：０．５〜３％、Ｎｉ：２．５〜５％、Ｃｒ：０．０５〜３％、Ｍｏ：０．０１〜３％、Ａｌ：０．５〜２％、Ｎ：０．０１５％以下、Ｏ：０．０１％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、かつ、ＪＩＳ Ｇ ０５５１にて規定される結晶粒度番号が７以上で、硬さが３７〜４５ＨＲＣであるプラスチック成形金型用鋼が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−８２８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、プラスチック成形金型は、その製造過程で行われる磨き仕上げ時に、うねりと呼ばれる不良が発生する場合がある。プラスチック成形金型に上記うねりが発生すると、そのうねりが成形体に転写される。転写されたうねりは、光のコントラストを変化させるため、プラスチック成形の表面品質を損なうといった問題に繋がる。
【０００７】
特に近年では、プラスチック成形品の低コスト化の観点から、成形品表面への塗装を行うことなく、表面品質を確保したいといったニーズが多くなっている。それ故、これからのプラスチック成形金型用鋼には、磨き仕上げに対する高いうねり抑制効果が要求されることになる。
【０００８】
また、プラスチック成形金型の製造時には、切削加工等で使用される潤滑油や作業者の手脂等が付着しやすい。そのため、プラスチック成形金型用鋼には、金型製造に支障のない程度で錆を防止しうる耐食性が要求される。
【０００９】
さらに、成形樹脂の冷却時間を短くし、生産性を向上させる等の目的で、金型が冷却される機会も多くなっている。そのため、プラスチック成形金型用鋼には、良好な熱伝導性が要求される。
【００１０】
このように、今後、プラスチック成型金型用鋼には、耐食性、熱伝導性を有しつつ、磨き仕上げ時のうねりを抑制できることが要求されるが、全ての要求を十分に満たす鋼種が存在しないのが現状であった。
【００１１】
そこで本発明が解決しようとする課題は、耐食性、熱伝導性を有しつつ、磨き仕上げ時のうねりを抑制可能なプラスチック成型金型用鋼を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係るプラスチック成形金型用鋼は、質量％で、Ｃ：０．０９％〜０．１３％、Ｓｉ：０．１０％〜０．４０％、Ｍｎ：０．３０％〜０．８０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｃｕ：０．８０％〜１．２０％、Ｎｉ：２．５０％〜３．５０％、Ｃｒ：２．０％〜３．０％未満、Ｍｏ：０．１０％〜０．４０％、Ｖ：０．０１％〜０．１０％、Ｎ：０．０２００％以下、Ｏ：０．０１００％以下、および、Ａｌ：０．５０％〜１．５０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物よりなり、かつ、３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満たすことを要旨とする。
【００１３】
ここで、上記プラスチック成形金型用鋼は、質量％で、Ｓ：０．００１％〜０．２０％、Ｓｅ：０．００１％〜０．３％、Ｔｅ：０．００１％〜０．３％、Ｃａ：０．０００２％〜０．１０％、Ｐｂ：０．００１％〜０．２０％、および、Ｂｉ：０．００１％〜０．３０％から選択される１種または２種以上をさらに含有していても良い。
【００１４】
また、上記プラスチック成形金型用鋼は、質量％で、Ｎｂ：０．００１％〜０．３０％、Ｔａ：０．００１％〜０．３０％、Ｔｉ：０．２０％以下、および、Ｚｒ：０．００１％〜０．３０％から選択される１種または２種以上をさらに含有していても良い。
【００１５】
本発明に係るプラスチック成形金型は、上記プラスチック成形金型用鋼を材料として用いていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るプラスチック成形金型用鋼は、上記化学組成および３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８の条件を採用したことにより、耐食性、熱伝導性を有しつつ、磨き仕上げ時のうねりを抑制することが可能になる。
【００１７】
ここで、上記特定量のＳ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃａ、Ｐｂ、および、Ｂｉから選択される１種または２種以上をさらに含有する場合には、靱性の低下を抑制しつつ、被削性を向上させることができる。そのため、金型製造時の加工性に優れる。
【００１８】
また、上記特定量のＮｂ、Ｔａ、Ｔｉ、および、Ｚｒから選択される１種または２種以上をさらに含有する場合には、ＣやＮと結合して炭窒化物を形成しやすくなり、結晶粒の粗大化が抑制される。また、被削性の劣化も生じ難い。そのため、金型製造時の鏡面性、加工性に優れる。
【００１９】
本発明に係るプラスチック成形金型は、上述したプラスチック成形金型用鋼を材料として用いている。そのため、うねりがほとんど転写されず、表面品質に優れたプラスチック成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】開発鋼１のうねり評価結果（うねりなし）を示した写真である。
【図２】比較鋼７のうねり評価結果（軽微なうねりあり）を示した写真である。
【図３】比較鋼１１のうねり評価結果（重大なうねりあり）を示した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の一実施形態に係るプラスチック成形金型用鋼（以下、「本金型用鋼」ということがある。）、プラスチック成形金型（以下、「本金型」ということがある。）について詳細に説明する。
【００２２】
１．本金型用鋼
本金型用鋼は、以下のような元素を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物よりなる。その添加元素の種類、成分割合および限定理由などは、以下の通りである。なお、成分割合の単位は、質量％である。
【００２３】
・Ｃ：０．０９％〜０．１３％
Ｃは、強度、耐摩耗性を確保するのに必要な元素である。Ｃは、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ等の炭化物形成元素と結合して炭化物を形成する。Ｃは、焼入れ時に母相中に固溶し、マルテンサイト組織化することによって硬度を確保するためにも必要である。その効果を得るため、Ｃ含有量の下限を０．０９％以上とする。
【００２４】
Ｃ含有量が過剰になると、上記炭化物形成元素とＣとが結合してＣｒやＭｏを含む炭化物を形成し、母相中のＣｒ、Ｍｏの固溶量を低下させ、耐食性が低下する。そのため、Ｃ含有量の上限を０．１３％以下とする。
【００２５】
・Ｓｉ：０．１０％〜０．４０％
Ｓｉは、主に脱酸剤、または、金型製造時の被削性を向上させる元素として添加される。その効果を得るため、Ｓｉ含有量の下限を０．１０％以上とする。
【００２６】
Ｓｉ含有量が過剰になると、熱伝導性が低下する。これを防止する観点から、Ｓｉ含有量の上限を０．４０％以下とする。Ｓｉ含有量の上限は、さらに熱伝導率を向上させる等の観点から、好ましくは、０．３０％以下、より好ましくは、０．２０％以下であると良い。
【００２７】
・Ｍｎ：０．３０％〜０．８０％
Ｍｎは、焼入れ性の向上、オーステナイトの安定化のために添加される。とりわけ、焼入れ性が低下すると、ミクロレベルでの硬度バラツキが大きくなり、うねりが発生しやすくなる。うねり抑制効果を得るため、Ｍｎ含有量の下限を０．３０％以上とする。
【００２８】
Ｍｎ含有量が過剰になると、偏析による硬度バラツキが大きくなり、うねりが発生しやすくなる。うねり抑制効果を得るため、Ｍｎ含有量の上限を０．８０％以下とする。Ｍｎ含有量の上限は、真空溶解での歩留まりを向上させる等の観点から、好ましくは、０．６０％以下であると良い。
【００２９】
・Ｐ：０．０３０％以下
Ｐは、鋼中に不可避的に含まれる。Ｐは、結晶粒界に偏析し、靱性を低下させる原因となる。そのため、Ｐ含有量の上限は、０．０３０％以下とする。
【００３０】
・Ｃｕ：０．８０％〜１．２０％
Ｃｕは、析出硬化により硬度を上昇させる元素である。その効果を得るため、Ｃｕ含有量の下限を０．８０％以上とする。
【００３１】
Ｃｕ含有量が過剰になると、熱間加工性が低下する。これを防止する観点から、Ｃｕ含有量の上限を１．２０％以下とする。
【００３２】
・Ｎｉ：２．５０％〜３．５０％
Ｎｉは、Ａｌと結合し、析出硬化によって硬度を上昇させる元素である。その効果を得るため、Ｎｉ含有量の下限を２．５０％以上とする。Ｎｉ含有量の下限は、Ｃｕの再融反応の防止等の観点から、好ましくは、２．７０％以上であると良い。
【００３３】
Ｎｉ含有量が過剰になると、オーステナイト相が安定化し、残留γ量が増加して、硬度の低下、経年での寸法変化等を引き起こす。これを防止する観点から、Ｎｉ含有量の上限を３．５０％以下とする。
【００３４】
・Ｃｒ：２．０％〜３．０％未満
Ｃｒは、耐食性を向上させる元素である。その効果を得るため、Ｃｒ含有量の下限を２．０％以上とする。
【００３５】
Ｃｒ含有量が過剰になると、熱伝導性が低下する。これを防止する観点から、Ｃｒ含有量の上限を３．０％未満とする。
【００３６】
・Ｍｏ：０．１０％〜０．４０％
Ｍｏは、耐食性を向上させる元素である。また、Ｃと結合することで材料の２次硬化に寄与する。その効果を得るため、Ｍｏ含有量の下限を０．１０％以上とする。
【００３７】
Ｍｏ含有量が過剰になると、軟化抵抗性が高くなり、硬度の調節が困難となる。また、鋼材コストの上昇を招く。これを防止する観点から、Ｍｏ含有量の上限を０．４０％以下とする。
【００３８】
・Ｖ：０．０１％〜０．１０％
Ｖは、Ｃと結合して炭化物を形成する。この炭化物は、結晶粒径の粗大化抑制に寄与する。その効果を得るため、Ｖ含有量の下限を０．０１％とする。
【００３９】
Ｖ含有量が過剰になると、Ｖ炭化物が晶出し、成長するため、炭化物粒径が大きくなって鏡面性が低下する。これを防止する観点から、Ｖ含有量の上限を０．１０％以下とする。
【００４０】
・Ｎ：０．０２００％以下
Ｎは、Ａｌと結合してＡｌＮを形成し、鏡面性を低下させる。これを防止する観点から、Ｎ含有量の上限を０．０２００％以下とする。
【００４１】
・Ｏ：０．０１００％以下
Ｏは、溶鋼中に不可避的に含まれる元素である。但し、Ｏが過剰になると、Ｓｉ、Ａｌと結合して粗大な酸化物を生じ、これが介在物となって、靱性、鏡面性を低下させる。これを防止する観点から、Ｏ含有量の上限を０．０１００％以下とする。
【００４２】
・Ａｌ：０．５０％〜１．５０％
Ａｌは、Ｎｉと結合し、析出硬化によって硬度を上昇させる元素である。その効果を得るため、Ａｌ含有量の下限を０．５０％とする。
【００４３】
Ａｌ含有量が過剰になると、耐衝撃性が低下し、金型の割れが発生しやすくなる。これを防止する観点から、Ａｌ含有量の上限を１．５０％以下とする。
【００４４】
本金型用鋼は、上述した必須元素に加えて、さらに、以下の元素から選択される１種または２種以上の元素を任意に含有していても良い。各元素の成分割合、限定理由などは、次の通りである。
【００４５】
・Ｓ：０．００１％〜０．２０％、Ｓｅ：０．００１％〜０．３％、Ｔｅ：０．００１％〜０．３％、Ｃａ：０．０００２％〜０．１０％、Ｐｂ：０．００１％〜０．２０％、Ｂｉ：０．００１％〜０．３０％
Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃａ、Ｐｂ、Ｂｉは、いずれも被削性を向上させるために添加することができる。その効果を得るため、Ｓ含有量の下限を、０．００１％以上とする。同様に、Ｓｅ含有量の下限を、０．００１％以上とする。Ｔｅ含有量の下限を、０．００１％以上とする。Ｃａ含有量の下限を、０．０００２％以上とする。Ｐｂ含有量の下限を、０．００１％以上とする。Ｂｉ含有量の下限を、０．００１％以上とする。
【００４６】
Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃａ、Ｐｂ、Ｂｉの各含有量が過剰になると、靱性の低下を招く。これを防止する観点から、Ｓ含有量の上限を、０．２０％以下とする。同様に、Ｓｅ含有量の上限を、０．３％以下とする。Ｔｅ含有量の上限を、０．３％以下とする。Ｃａ含有量の上限を、０．１０％以下とする。Ｐｂ含有量の上限を、０．２０％以下とする。Ｂｉ含有量の上限を、０．３０％以下とする。
【００４７】
・Ｎｂ：０．００１％〜０．３０％、Ｔａ：０．００１％〜０．３０％、Ｔｉ：０．２０％以下、Ｚｒ：０．００１％〜０．３０％
Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒは、Ｃ、Ｎと結合して炭窒化物を形成し、結晶粒の粗大化を抑制して鏡面性を向上させるのに有効な元素である。その効果を得るため、Ｎｂ含有量の下限を、０．００１％以上とする。同様に、Ｔａ含有量の下限を、０．００１％以上とする。Ｚｒ含有量の下限を、０．００１％以上とする。なお、Ｔｉ含有量の下限は特に限定されない。
【００４８】
Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒの各含有量が過剰になると、被削性の劣化を招く。これを防止する観点から、Ｎｂ含有量の上限を、０．３０％以下とする。同様に、Ｔａ含有量の上限を、０．３０％以下とする。Ｔｉ含有量の上限を、０．２０％以下とする。Ｚｒ含有量の上限を、０．３０％以下とする。
【００４９】
また、本金型用鋼は、３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８の条件を満足している必要がある。上記条件式は、各元素の添加量に対するＣＣＴにおけるＢｓ温度（ベイナイト変態開始温度）の変化量から算出することができ、これを満足することは、溶体化の冷却速度によるＢｓ温度の変化が少なくなり、ベイナイトラスサイズが安定化・均一化（組織が均一化）することから、うねりの抑制効果が得られる等の技術的意義がある。
【００５０】
また、本金型用鋼は、熱処理状態にもよるが、最終的に金型として使用する際に、その硬さが、好ましくは、３７〜４２ＨＲＣの範囲内となることが好ましい。
【００５１】
上述した本金型用鋼は、例えば、以下のようにして好適に製造することができる。すなわち、先ず、上述した化学組成を有する鋼を真空誘導炉等にて溶製後、インゴットを鋳造する。
【００５２】
次いで、得られたインゴットを、熱間鍛造および／または熱間圧延して必要な寸法の鋼材に調整する。
【００５３】
次いで、上記熱間加工後、必要に応じて、１種または２種以上の熱処理を行う。熱処理の種類としては、溶体化処理、時効硬化処理などを例示することができる。
【００５４】
具体的には、例えば、８５０〜９５０℃で１〜１０時間加熱後、急冷して溶体化し、その後、必要に応じて、例えば、５００〜６００℃で５〜１０時間加熱後、空冷して時効硬化をする方法などを例示することができる。
【００５５】
２．本金型
本金型は、上述した本金型用鋼を材料として用いている。
【００５６】
本金型は、成形品の表面品質を一層向上させる等の観点から、加工硬化等の影響を受けていない型母材を露出させ、当該部位をダイヤモンド砥粒により＃８０００まで研磨した後、微分干渉顕微鏡を用いて、当該研磨面を５０倍の倍率で１００視野撮影し、うねりの発生している視野数が１００視野中５視野以下であることが好ましい。
【００５７】
また、本金型は、鏡面磨き性と加工性の両立等の観点から、その硬さが、好ましくは、３７〜４２ＨＲＣの範囲内にあることが好ましい。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明を実施例を用いてより具体的に説明する。
表１に示す化学組成（質量％）の鋼を真空誘導炉で溶製した後、５０ｋｇのインゴットを鋳造した。
【００５９】
鋳造後のインゴットを熱間鍛造し、６０ｍｍ角の棒材を製造した。その後、４０ＨＲＣ程度の硬さとなるように当該棒材を熱処理した。具体的には、８５０℃〜９５０℃で１〜１０時間加熱後、急冷して溶体化し、その後、５００℃〜６００℃で５〜１０時間加熱後、空冷して時効硬化し、上記の硬さを得た。
【００６０】
次いで、上記熱処理後の棒材から各種試験片を切り出し、以下の耐食性、熱伝導性、うねり、硬度、鏡面性の試験を行った。なお、硬度、鏡面性の結果は参考データである。
【００６１】
＜耐食性＞
上記熱処理後の棒材から直径１０ｍｍ、長さ５０ｍｍの丸棒試験片を作製し、当該試験片について、屋根があって雨は当たらないが外気（約１０〜１５℃）に触れる環境下に３日間置く暴露試験を行い、試験片表面に占める錆の面積率を測定した。
【００６２】
＜熱伝導性＞
以下のレーザーフラッシュ法により熱伝導率を測定した。なお、後述する表２の各熱伝導率の値は、比較鋼３の熱伝導率の実測値を１００としたときの値である。
【００６３】
レーザーフラッシュ法により、熱伝導率λは、試料の比熱Ｃｐ・熱拡散率αを測定し、別に求めた密度ρを用いて以下の通り算出できる。すなわち、試料（試料重量：Ｍ、試料の厚さ：Ｌ）の表面にレーザー光を照射して熱エネルギーＱを与え、その時の試料の裏面の温度変化ΔＴを熱電対により測定する。試料の比熱Ｃｐは、Ｃｐ＝Ｑ／（Ｍ×ΔＴ）［Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）］より算出する。また、試料表面側に設置した赤外線検出器により、試料の温度変化の最大値の半分に達する時間（ｔ１／２）を測定する。試料の熱拡散率αは、α＝０．１３８８×Ｌ２／（ｔ１／２）［ｍ２／ｓ］より算出する。これにより、試料の熱伝導率λは、λ＝Ｃｐ×α×ρ［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］より算出することができる。
【００６４】
＜うねり＞
上記熱処理後の棒材から５０ｍｍ×４５ｍｍ×１２ｍｍの板状試験片を作製し、当該試験片をダイヤモンド砥粒により＃８０００まで研磨した。そして、微分干渉の機能がついた顕微鏡（（株）ニコン製、「ＬＶ１５０」）を用いて、上記研磨面を５０倍の倍率で１００視野撮影し、うねりの発生している視野数を求めた。
【００６５】
＜硬さ＞
上記熱処理後の棒材から１辺１０ｍｍの立方体試験片を切り出し、当該試験片について、測定面と接地面を＃４００まで研磨した後、ロックウェルＣスケールにより硬さを測定した。
【００６６】
＜鏡面性＞
上記熱処理後の棒材から５０ｍｍ×４５ｍｍ×１２ｍｍの板状試験片を作製し、当該試験片を機械研磨により＃８０００まで研磨した。そして、当該試験片の研磨面について、ＪＩＳ Ｂ０６３３に準拠して表面粗さＲｙを測定した。
【００６７】
表１に、開発鋼、比較鋼の化学組成を示す。表２に、各種試験結果を示す。図１に、開発鋼１のうねり評価結果（うねりなし）を示す。図２に、比較鋼７のうねり評価結果（軽微なうねりあり）を示す。図３に、比較鋼１１のうねり評価結果（重大なうねりあり）を示す。
【００６８】
【表１】
【００６９】
【表２】
【００７０】
表１、表２、図１〜図３を比較すると、以下のことが分かる。すなわち、比較鋼１、比較例９は、Ｍｎの含有量が本発明の規定範囲の上限を上回っている。比較例１は、加えて、Ｃｒの含有量が本発明の規定範囲の下限を下回っている。そのため、これらは特にうねりが発生しやすい。
【００７１】
比較鋼２、比較例１０は、Ｍｎの含有量が本発明の規定範囲の下限を下回っている。そのため、これらは特にうねりが発生しやすい。
【００７２】
比較鋼３は、Ｃｒの含有量が本発明の規定範囲の上限を上回っている。そのため、熱伝導性に劣る。また、本発明の式３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満足しないため、うねりも発生しやすい。
【００７３】
比較鋼４は、Ｃｒの含有量が本発明の規定範囲の下限を下回っている。そのため、耐食性に劣る。また、本発明の式３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満足しないため、うねりも発生しやすい。
【００７４】
比較鋼５は、Ｃｕの含有量が本発明の規定範囲の下限を下回っている。そのため、硬度が低く、金型への適用に不利である。また、本発明の式３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満足しないため、うねりも発生しやすい。
【００７５】
比較鋼６は、Ｎｉの含有量が本発明の規定範囲の下限を下回っている。そのため、硬度が低く、金型への適用に不利である。本発明の式３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満足しないため、うねりも発生しやすい。
【００７６】
比較例７、８は、本発明の式３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満足しないため、うねりが発生しやすい。
【００７７】
比較例１１、１２は、本発明の式３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満足しないうえ、さらにＭｎの含有量が本発明の規定範囲内にない。そのため、極めてうねりが発生しやすい。
【００７８】
これら比較鋼に対し、開発鋼は、何れも、耐食性、熱伝導性を有しつつ、うねりを抑制できていることが分かる。
【００７９】
上記結果から、これら開発鋼をプラスチック成形用金型の材料として用いれば、うねりがほとんど転写されず、表面品質に優れたプラスチック成形品を得ることができることが確認できた。
【００８０】
以上、本発明の実施形態、実施例について説明した。本発明は、これらの実施形態、実施例に特に限定されることなく、種々の改変を行うことが可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック成形金型用鋼およびプラスチック成形金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な分野において、プラスチック成形品が使用されている。一般に、プラスチック成形品は、例えば、射出成形金型、プレス成形金型等のプラスチック成形金型を用いて、所望形状に成形される。
【０００３】
従来、プラスチック成形金型用の鋼種としては、析出硬化系、ＳＵＳ系等の鋼種が知られている。
【０００４】
また、特許文献１には、重量％で、Ｃ：０．０５〜０．３％、Ｓｉ：０．１〜２％、Ｍｎ：０．２〜３％、Ｃｕ：０．５〜３％、Ｎｉ：２．５〜５％、Ｃｒ：０．０５〜３％、Ｍｏ：０．０１〜３％、Ａｌ：０．５〜２％、Ｎ：０．０１５％以下、Ｏ：０．０１％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、かつ、ＪＩＳ Ｇ ０５５１にて規定される結晶粒度番号が７以上で、硬さが３７〜４５ＨＲＣであるプラスチック成形金型用鋼が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−８２８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、プラスチック成形金型は、その製造過程で行われる磨き仕上げ時に、うねりと呼ばれる不良が発生する場合がある。プラスチック成形金型に上記うねりが発生すると、そのうねりが成形体に転写される。転写されたうねりは、光のコントラストを変化させるため、プラスチック成形の表面品質を損なうといった問題に繋がる。
【０００７】
特に近年では、プラスチック成形品の低コスト化の観点から、成形品表面への塗装を行うことなく、表面品質を確保したいといったニーズが多くなっている。それ故、これからのプラスチック成形金型用鋼には、磨き仕上げに対する高いうねり抑制効果が要求されることになる。
【０００８】
また、プラスチック成形金型の製造時には、切削加工等で使用される潤滑油や作業者の手脂等が付着しやすい。そのため、プラスチック成形金型用鋼には、金型製造に支障のない程度で錆を防止しうる耐食性が要求される。
【０００９】
さらに、成形樹脂の冷却時間を短くし、生産性を向上させる等の目的で、金型が冷却される機会も多くなっている。そのため、プラスチック成形金型用鋼には、良好な熱伝導性が要求される。
【００１０】
このように、今後、プラスチック成型金型用鋼には、耐食性、熱伝導性を有しつつ、磨き仕上げ時のうねりを抑制できることが要求されるが、全ての要求を十分に満たす鋼種が存在しないのが現状であった。
【００１１】
そこで本発明が解決しようとする課題は、耐食性、熱伝導性を有しつつ、磨き仕上げ時のうねりを抑制可能なプラスチック成型金型用鋼を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係るプラスチック成形金型用鋼は、質量％で、Ｃ：０．０９％〜０．１３％、Ｓｉ：０．１０％〜０．４０％、Ｍｎ：０．３０％〜０．８０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｃｕ：０．８０％〜１．２０％、Ｎｉ：２．５０％〜３．５０％、Ｃｒ：２．０％〜３．０％未満、Ｍｏ：０．１０％〜０．４０％、Ｖ：０．０１％〜０．１０％、Ｎ：０．０２００％以下、Ｏ：０．０１００％以下、および、Ａｌ：０．５０％〜１．５０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物よりなり、かつ、３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満たすことを要旨とする。
【００１３】
ここで、上記プラスチック成形金型用鋼は、質量％で、Ｓ：０．００１％〜０．２０％、Ｓｅ：０．００１％〜０．３％、Ｔｅ：０．００１％〜０．３％、Ｃａ：０．０００２％〜０．１０％、Ｐｂ：０．００１％〜０．２０％、および、Ｂｉ：０．００１％〜０．３０％から選択される１種または２種以上をさらに含有していても良い。
【００１４】
また、上記プラスチック成形金型用鋼は、質量％で、Ｎｂ：０．００１％〜０．３０％、Ｔａ：０．００１％〜０．３０％、Ｔｉ：０．２０％以下、および、Ｚｒ：０．００１％〜０．３０％から選択される１種または２種以上をさらに含有していても良い。
【００１５】
本発明に係るプラスチック成形金型は、上記プラスチック成形金型用鋼を材料として用いていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るプラスチック成形金型用鋼は、上記化学組成および３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８の条件を採用したことにより、耐食性、熱伝導性を有しつつ、磨き仕上げ時のうねりを抑制することが可能になる。
【００１７】
ここで、上記特定量のＳ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃａ、Ｐｂ、および、Ｂｉから選択される１種または２種以上をさらに含有する場合には、靱性の低下を抑制しつつ、被削性を向上させることができる。そのため、金型製造時の加工性に優れる。
【００１８】
また、上記特定量のＮｂ、Ｔａ、Ｔｉ、および、Ｚｒから選択される１種または２種以上をさらに含有する場合には、ＣやＮと結合して炭窒化物を形成しやすくなり、結晶粒の粗大化が抑制される。また、被削性の劣化も生じ難い。そのため、金型製造時の鏡面性、加工性に優れる。
【００１９】
本発明に係るプラスチック成形金型は、上述したプラスチック成形金型用鋼を材料として用いている。そのため、うねりがほとんど転写されず、表面品質に優れたプラスチック成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】開発鋼１のうねり評価結果（うねりなし）を示した写真である。
【図２】比較鋼７のうねり評価結果（軽微なうねりあり）を示した写真である。
【図３】比較鋼１１のうねり評価結果（重大なうねりあり）を示した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の一実施形態に係るプラスチック成形金型用鋼（以下、「本金型用鋼」ということがある。）、プラスチック成形金型（以下、「本金型」ということがある。）について詳細に説明する。
【００２２】
１．本金型用鋼
本金型用鋼は、以下のような元素を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物よりなる。その添加元素の種類、成分割合および限定理由などは、以下の通りである。なお、成分割合の単位は、質量％である。
【００２３】
・Ｃ：０．０９％〜０．１３％
Ｃは、強度、耐摩耗性を確保するのに必要な元素である。Ｃは、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ等の炭化物形成元素と結合して炭化物を形成する。Ｃは、焼入れ時に母相中に固溶し、マルテンサイト組織化することによって硬度を確保するためにも必要である。その効果を得るため、Ｃ含有量の下限を０．０９％以上とする。
【００２４】
Ｃ含有量が過剰になると、上記炭化物形成元素とＣとが結合してＣｒやＭｏを含む炭化物を形成し、母相中のＣｒ、Ｍｏの固溶量を低下させ、耐食性が低下する。そのため、Ｃ含有量の上限を０．１３％以下とする。
【００２５】
・Ｓｉ：０．１０％〜０．４０％
Ｓｉは、主に脱酸剤、または、金型製造時の被削性を向上させる元素として添加される。その効果を得るため、Ｓｉ含有量の下限を０．１０％以上とする。
【００２６】
Ｓｉ含有量が過剰になると、熱伝導性が低下する。これを防止する観点から、Ｓｉ含有量の上限を０．４０％以下とする。Ｓｉ含有量の上限は、さらに熱伝導率を向上させる等の観点から、好ましくは、０．３０％以下、より好ましくは、０．２０％以下であると良い。
【００２７】
・Ｍｎ：０．３０％〜０．８０％
Ｍｎは、焼入れ性の向上、オーステナイトの安定化のために添加される。とりわけ、焼入れ性が低下すると、ミクロレベルでの硬度バラツキが大きくなり、うねりが発生しやすくなる。うねり抑制効果を得るため、Ｍｎ含有量の下限を０．３０％以上とする。
【００２８】
Ｍｎ含有量が過剰になると、偏析による硬度バラツキが大きくなり、うねりが発生しやすくなる。うねり抑制効果を得るため、Ｍｎ含有量の上限を０．８０％以下とする。Ｍｎ含有量の上限は、真空溶解での歩留まりを向上させる等の観点から、好ましくは、０．６０％以下であると良い。
【００２９】
・Ｐ：０．０３０％以下
Ｐは、鋼中に不可避的に含まれる。Ｐは、結晶粒界に偏析し、靱性を低下させる原因となる。そのため、Ｐ含有量の上限は、０．０３０％以下とする。
【００３０】
・Ｃｕ：０．８０％〜１．２０％
Ｃｕは、析出硬化により硬度を上昇させる元素である。その効果を得るため、Ｃｕ含有量の下限を０．８０％以上とする。
【００３１】
Ｃｕ含有量が過剰になると、熱間加工性が低下する。これを防止する観点から、Ｃｕ含有量の上限を１．２０％以下とする。
【００３２】
・Ｎｉ：２．５０％〜３．５０％
Ｎｉは、Ａｌと結合し、析出硬化によって硬度を上昇させる元素である。その効果を得るため、Ｎｉ含有量の下限を２．５０％以上とする。Ｎｉ含有量の下限は、Ｃｕの再融反応の防止等の観点から、好ましくは、２．７０％以上であると良い。
【００３３】
Ｎｉ含有量が過剰になると、オーステナイト相が安定化し、残留γ量が増加して、硬度の低下、経年での寸法変化等を引き起こす。これを防止する観点から、Ｎｉ含有量の上限を３．５０％以下とする。
【００３４】
・Ｃｒ：２．０％〜３．０％未満
Ｃｒは、耐食性を向上させる元素である。その効果を得るため、Ｃｒ含有量の下限を２．０％以上とする。
【００３５】
Ｃｒ含有量が過剰になると、熱伝導性が低下する。これを防止する観点から、Ｃｒ含有量の上限を３．０％未満とする。
【００３６】
・Ｍｏ：０．１０％〜０．４０％
Ｍｏは、耐食性を向上させる元素である。また、Ｃと結合することで材料の２次硬化に寄与する。その効果を得るため、Ｍｏ含有量の下限を０．１０％以上とする。
【００３７】
Ｍｏ含有量が過剰になると、軟化抵抗性が高くなり、硬度の調節が困難となる。また、鋼材コストの上昇を招く。これを防止する観点から、Ｍｏ含有量の上限を０．４０％以下とする。
【００３８】
・Ｖ：０．０１％〜０．１０％
Ｖは、Ｃと結合して炭化物を形成する。この炭化物は、結晶粒径の粗大化抑制に寄与する。その効果を得るため、Ｖ含有量の下限を０．０１％とする。
【００３９】
Ｖ含有量が過剰になると、Ｖ炭化物が晶出し、成長するため、炭化物粒径が大きくなって鏡面性が低下する。これを防止する観点から、Ｖ含有量の上限を０．１０％以下とする。
【００４０】
・Ｎ：０．０２００％以下
Ｎは、Ａｌと結合してＡｌＮを形成し、鏡面性を低下させる。これを防止する観点から、Ｎ含有量の上限を０．０２００％以下とする。
【００４１】
・Ｏ：０．０１００％以下
Ｏは、溶鋼中に不可避的に含まれる元素である。但し、Ｏが過剰になると、Ｓｉ、Ａｌと結合して粗大な酸化物を生じ、これが介在物となって、靱性、鏡面性を低下させる。これを防止する観点から、Ｏ含有量の上限を０．０１００％以下とする。
【００４２】
・Ａｌ：０．５０％〜１．５０％
Ａｌは、Ｎｉと結合し、析出硬化によって硬度を上昇させる元素である。その効果を得るため、Ａｌ含有量の下限を０．５０％とする。
【００４３】
Ａｌ含有量が過剰になると、耐衝撃性が低下し、金型の割れが発生しやすくなる。これを防止する観点から、Ａｌ含有量の上限を１．５０％以下とする。
【００４４】
本金型用鋼は、上述した必須元素に加えて、さらに、以下の元素から選択される１種または２種以上の元素を任意に含有していても良い。各元素の成分割合、限定理由などは、次の通りである。
【００４５】
・Ｓ：０．００１％〜０．２０％、Ｓｅ：０．００１％〜０．３％、Ｔｅ：０．００１％〜０．３％、Ｃａ：０．０００２％〜０．１０％、Ｐｂ：０．００１％〜０．２０％、Ｂｉ：０．００１％〜０．３０％
Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃａ、Ｐｂ、Ｂｉは、いずれも被削性を向上させるために添加することができる。その効果を得るため、Ｓ含有量の下限を、０．００１％以上とする。同様に、Ｓｅ含有量の下限を、０．００１％以上とする。Ｔｅ含有量の下限を、０．００１％以上とする。Ｃａ含有量の下限を、０．０００２％以上とする。Ｐｂ含有量の下限を、０．００１％以上とする。Ｂｉ含有量の下限を、０．００１％以上とする。
【００４６】
Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃａ、Ｐｂ、Ｂｉの各含有量が過剰になると、靱性の低下を招く。これを防止する観点から、Ｓ含有量の上限を、０．２０％以下とする。同様に、Ｓｅ含有量の上限を、０．３％以下とする。Ｔｅ含有量の上限を、０．３％以下とする。Ｃａ含有量の上限を、０．１０％以下とする。Ｐｂ含有量の上限を、０．２０％以下とする。Ｂｉ含有量の上限を、０．３０％以下とする。
【００４７】
・Ｎｂ：０．００１％〜０．３０％、Ｔａ：０．００１％〜０．３０％、Ｔｉ：０．２０％以下、Ｚｒ：０．００１％〜０．３０％
Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒは、Ｃ、Ｎと結合して炭窒化物を形成し、結晶粒の粗大化を抑制して鏡面性を向上させるのに有効な元素である。その効果を得るため、Ｎｂ含有量の下限を、０．００１％以上とする。同様に、Ｔａ含有量の下限を、０．００１％以上とする。Ｚｒ含有量の下限を、０．００１％以上とする。なお、Ｔｉ含有量の下限は特に限定されない。
【００４８】
Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒの各含有量が過剰になると、被削性の劣化を招く。これを防止する観点から、Ｎｂ含有量の上限を、０．３０％以下とする。同様に、Ｔａ含有量の上限を、０．３０％以下とする。Ｔｉ含有量の上限を、０．２０％以下とする。Ｚｒ含有量の上限を、０．３０％以下とする。
【００４９】
また、本金型用鋼は、３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８の条件を満足している必要がある。上記条件式は、各元素の添加量に対するＣＣＴにおけるＢｓ温度（ベイナイト変態開始温度）の変化量から算出することができ、これを満足することは、溶体化の冷却速度によるＢｓ温度の変化が少なくなり、ベイナイトラスサイズが安定化・均一化（組織が均一化）することから、うねりの抑制効果が得られる等の技術的意義がある。
【００５０】
また、本金型用鋼は、熱処理状態にもよるが、最終的に金型として使用する際に、その硬さが、好ましくは、３７〜４２ＨＲＣの範囲内となることが好ましい。
【００５１】
上述した本金型用鋼は、例えば、以下のようにして好適に製造することができる。すなわち、先ず、上述した化学組成を有する鋼を真空誘導炉等にて溶製後、インゴットを鋳造する。
【００５２】
次いで、得られたインゴットを、熱間鍛造および／または熱間圧延して必要な寸法の鋼材に調整する。
【００５３】
次いで、上記熱間加工後、必要に応じて、１種または２種以上の熱処理を行う。熱処理の種類としては、溶体化処理、時効硬化処理などを例示することができる。
【００５４】
具体的には、例えば、８５０〜９５０℃で１〜１０時間加熱後、急冷して溶体化し、その後、必要に応じて、例えば、５００〜６００℃で５〜１０時間加熱後、空冷して時効硬化をする方法などを例示することができる。
【００５５】
２．本金型
本金型は、上述した本金型用鋼を材料として用いている。
【００５６】
本金型は、成形品の表面品質を一層向上させる等の観点から、加工硬化等の影響を受けていない型母材を露出させ、当該部位をダイヤモンド砥粒により＃８０００まで研磨した後、微分干渉顕微鏡を用いて、当該研磨面を５０倍の倍率で１００視野撮影し、うねりの発生している視野数が１００視野中５視野以下であることが好ましい。
【００５７】
また、本金型は、鏡面磨き性と加工性の両立等の観点から、その硬さが、好ましくは、３７〜４２ＨＲＣの範囲内にあることが好ましい。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明を実施例を用いてより具体的に説明する。
表１に示す化学組成（質量％）の鋼を真空誘導炉で溶製した後、５０ｋｇのインゴットを鋳造した。
【００５９】
鋳造後のインゴットを熱間鍛造し、６０ｍｍ角の棒材を製造した。その後、４０ＨＲＣ程度の硬さとなるように当該棒材を熱処理した。具体的には、８５０℃〜９５０℃で１〜１０時間加熱後、急冷して溶体化し、その後、５００℃〜６００℃で５〜１０時間加熱後、空冷して時効硬化し、上記の硬さを得た。
【００６０】
次いで、上記熱処理後の棒材から各種試験片を切り出し、以下の耐食性、熱伝導性、うねり、硬度、鏡面性の試験を行った。なお、硬度、鏡面性の結果は参考データである。
【００６１】
＜耐食性＞
上記熱処理後の棒材から直径１０ｍｍ、長さ５０ｍｍの丸棒試験片を作製し、当該試験片について、屋根があって雨は当たらないが外気（約１０〜１５℃）に触れる環境下に３日間置く暴露試験を行い、試験片表面に占める錆の面積率を測定した。
【００６２】
＜熱伝導性＞
以下のレーザーフラッシュ法により熱伝導率を測定した。なお、後述する表２の各熱伝導率の値は、比較鋼３の熱伝導率の実測値を１００としたときの値である。
【００６３】
レーザーフラッシュ法により、熱伝導率λは、試料の比熱Ｃｐ・熱拡散率αを測定し、別に求めた密度ρを用いて以下の通り算出できる。すなわち、試料（試料重量：Ｍ、試料の厚さ：Ｌ）の表面にレーザー光を照射して熱エネルギーＱを与え、その時の試料の裏面の温度変化ΔＴを熱電対により測定する。試料の比熱Ｃｐは、Ｃｐ＝Ｑ／（Ｍ×ΔＴ）［Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）］より算出する。また、試料表面側に設置した赤外線検出器により、試料の温度変化の最大値の半分に達する時間（ｔ１／２）を測定する。試料の熱拡散率αは、α＝０．１３８８×Ｌ２／（ｔ１／２）［ｍ２／ｓ］より算出する。これにより、試料の熱伝導率λは、λ＝Ｃｐ×α×ρ［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］より算出することができる。
【００６４】
＜うねり＞
上記熱処理後の棒材から５０ｍｍ×４５ｍｍ×１２ｍｍの板状試験片を作製し、当該試験片をダイヤモンド砥粒により＃８０００まで研磨した。そして、微分干渉の機能がついた顕微鏡（（株）ニコン製、「ＬＶ１５０」）を用いて、上記研磨面を５０倍の倍率で１００視野撮影し、うねりの発生している視野数を求めた。
【００６５】
＜硬さ＞
上記熱処理後の棒材から１辺１０ｍｍの立方体試験片を切り出し、当該試験片について、測定面と接地面を＃４００まで研磨した後、ロックウェルＣスケールにより硬さを測定した。
【００６６】
＜鏡面性＞
上記熱処理後の棒材から５０ｍｍ×４５ｍｍ×１２ｍｍの板状試験片を作製し、当該試験片を機械研磨により＃８０００まで研磨した。そして、当該試験片の研磨面について、ＪＩＳ Ｂ０６３３に準拠して表面粗さＲｙを測定した。
【００６７】
表１に、開発鋼、比較鋼の化学組成を示す。表２に、各種試験結果を示す。図１に、開発鋼１のうねり評価結果（うねりなし）を示す。図２に、比較鋼７のうねり評価結果（軽微なうねりあり）を示す。図３に、比較鋼１１のうねり評価結果（重大なうねりあり）を示す。
【００６８】
【表１】
【００６９】
【表２】
【００７０】
表１、表２、図１〜図３を比較すると、以下のことが分かる。すなわち、比較鋼１、比較例９は、Ｍｎの含有量が本発明の規定範囲の上限を上回っている。比較例１は、加えて、Ｃｒの含有量が本発明の規定範囲の下限を下回っている。そのため、これらは特にうねりが発生しやすい。
【００７１】
比較鋼２、比較例１０は、Ｍｎの含有量が本発明の規定範囲の下限を下回っている。そのため、これらは特にうねりが発生しやすい。
【００７２】
比較鋼３は、Ｃｒの含有量が本発明の規定範囲の上限を上回っている。そのため、熱伝導性に劣る。また、本発明の式３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満足しないため、うねりも発生しやすい。
【００７３】
比較鋼４は、Ｃｒの含有量が本発明の規定範囲の下限を下回っている。そのため、耐食性に劣る。また、本発明の式３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満足しないため、うねりも発生しやすい。
【００７４】
比較鋼５は、Ｃｕの含有量が本発明の規定範囲の下限を下回っている。そのため、硬度が低く、金型への適用に不利である。また、本発明の式３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満足しないため、うねりも発生しやすい。
【００７５】
比較鋼６は、Ｎｉの含有量が本発明の規定範囲の下限を下回っている。そのため、硬度が低く、金型への適用に不利である。本発明の式３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満足しないため、うねりも発生しやすい。
【００７６】
比較例７、８は、本発明の式３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満足しないため、うねりが発生しやすい。
【００７７】
比較例１１、１２は、本発明の式３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満足しないうえ、さらにＭｎの含有量が本発明の規定範囲内にない。そのため、極めてうねりが発生しやすい。
【００７８】
これら比較鋼に対し、開発鋼は、何れも、耐食性、熱伝導性を有しつつ、うねりを抑制できていることが分かる。
【００７９】
上記結果から、これら開発鋼をプラスチック成形用金型の材料として用いれば、うねりがほとんど転写されず、表面品質に優れたプラスチック成形品を得ることができることが確認できた。
【００８０】
以上、本発明の実施形態、実施例について説明した。本発明は、これらの実施形態、実施例に特に限定されることなく、種々の改変を行うことが可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ ：０．０９％〜０．１３％、
Ｓｉ：０．１０％〜０．４０％、
Ｍｎ：０．３０％〜０．８０％、
Ｐ ：０．０３０％以下、
Ｃｕ：０．８０％〜１．２０％、
Ｎｉ：２．５０％〜３．５０％、
Ｃｒ：２．０％〜３．０％未満、
Ｍｏ：０．１０％〜０．４０％、
Ｖ ：０．０１％〜０．１０％、
Ｎ ：０．０２００％以下、
Ｏ ：０．０１００％以下、および、
Ａｌ：０．５０％〜１．５０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物よりなり、かつ、
３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満たすことを特徴とするプラスチック成形金型用鋼。
【請求項２】
質量％で、
Ｓ ：０．００１％〜０．２０％、
Ｓｅ：０．００１％〜０．３％、
Ｔｅ：０．００１％〜０．３％、
Ｃａ：０．０００２％〜０．１０％、
Ｐｂ：０．００１％〜０．２０％、および、
Ｂｉ：０．００１％〜０．３０％から選択される１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形金型用鋼。
【請求項３】
質量％で、
Ｎｂ：０．００１％〜０．３０％、
Ｔａ：０．００１％〜０．３０％、
Ｔｉ：０．２０％以下、および、
Ｚｒ：０．００１％〜０．３０％から選択される１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１または２に記載のプラスチック成形金型用鋼。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のプラスチック成形金型用鋼を材料として用いたプラスチック成形金型。
【請求項１】
質量％で、
Ｃ ：０．０９％〜０．１３％、
Ｓｉ：０．１０％〜０．４０％、
Ｍｎ：０．３０％〜０．８０％、
Ｐ ：０．０３０％以下、
Ｃｕ：０．８０％〜１．２０％、
Ｎｉ：２．５０％〜３．５０％、
Ｃｒ：２．０％〜３．０％未満、
Ｍｏ：０．１０％〜０．４０％、
Ｖ ：０．０１％〜０．１０％、
Ｎ ：０．０２００％以下、
Ｏ ：０．０１００％以下、および、
Ａｌ：０．５０％〜１．５０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物よりなり、かつ、
３．４≦１０×Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．８を満たすことを特徴とするプラスチック成形金型用鋼。
【請求項２】
質量％で、
Ｓ ：０．００１％〜０．２０％、
Ｓｅ：０．００１％〜０．３％、
Ｔｅ：０．００１％〜０．３％、
Ｃａ：０．０００２％〜０．１０％、
Ｐｂ：０．００１％〜０．２０％、および、
Ｂｉ：０．００１％〜０．３０％から選択される１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形金型用鋼。
【請求項３】
質量％で、
Ｎｂ：０．００１％〜０．３０％、
Ｔａ：０．００１％〜０．３０％、
Ｔｉ：０．２０％以下、および、
Ｚｒ：０．００１％〜０．３０％から選択される１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１または２に記載のプラスチック成形金型用鋼。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のプラスチック成形金型用鋼を材料として用いたプラスチック成形金型。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２４２１４７（Ｐ２０１０−２４２１４７Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９０９１６（Ｐ２００９−９０９１６）
【出願日】平成２１年４月３日（２００９．４．３）
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月３日（２００９．４．３）
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【Ｆターム（参考）】
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