CN115466908A - 一种含硒含钙的易切削不锈钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁制造领域，涉及一种含硒含钙的易切削不锈钢及其制造方法。本发明易切削不锈钢以质量百分比计，包含C≤0.08％、Si:≤1.00％、Mn≤3.0％、P≤0.10％、S:0.10～0.15％、Ni：8.5～9.0％、Cr:17.0～18.0％、Cu:2.0～3.0％、Ca:0.003～0.010％、Se:0.05～0.15％，其余为铁和不可避免的杂质。本发明通过降低易切削不锈钢中S含量，并添加Ca、Se易切削元素，得到弥撒均匀分布的椭球或纺锤状Ca、Se、S复合的夹杂物，从而提高易切削不锈钢的耐腐蚀性、横向力学性能，在高速车削过程中能改善零件的表面粗糙度、降低刀具的磨损，适用于制造对耐腐蚀和力学性能有较高要求的复杂零部件。同时本发明还提供了一种生产所述含硒含钙易切削不锈钢的制备方法，所述制备方法成材率≥93％，具有广阔的工业应用前景。
Description
技术领域
本发明属于钢铁制造领域，涉及一种易切削不锈钢及其制造方法，特别是指一种含硒含钙的易切削不锈钢及其制造方法。
背景技术
不锈钢由于具有较好的耐蚀性从而广受用户欢迎，但不锈钢加工硬化大，使得不锈钢的可切削性差，不利于快速高效切削加工，从而限制了不锈钢的发展应用，为解决此类问题，从而发展了易切削不锈钢。
易切削不锈钢是指在不锈钢中加入适量能使可切削性得到改善的化学元素，从而获得良好切削加工性能的不锈钢。常用的易切削不锈钢主要为硫系，通过加入易切削元素硫，从而获得良好的切削性，硫易与钢中锰结合，形成较脆且硬度较低的硫化锰，硫化锰在切削加工时可作为应力集中源，降低切削力，也能起到润滑刀具的作用，从而提高切削性能。但硫的加入也带来很多其他的问题，第一，形成的硫化锰耐蚀性较差，易成为腐蚀源，从而严重降低材料的耐蚀性；第二、硫化锰高温下塑性较好，易延轧制方向变形并成行排列，使钢横向力学性能变差；第三、切削加工后，由于硫化锰破坏了钢种基体的连续性，且硫化锰特性与基体差异较大，从而使切削零件的表面粗糙度增大；因此本领域为解决此类问题，常对硫化锰进行改性处理，使其既具有提高切削性能作用，又不影响或较少影响材料的其他各项性能。
查询相关文件，公开号为CN 111187996 A的中国专利，公开了“一种中碳含硫硒的易切削钢用盘条及其制造方法”，本发明通过控制硫、硒的配比，达到提高中碳钢切削性和表面质量的目的，但过量的硒加入会影响材料的热加工性，本发明未具体介绍如何解决热加工性变差问题，因此难以获得较高成材率的产品，导致难以在工业上进行较大的应用或容易造成较大损失；
公开号为CN 89100686.9的中国专利，公开了一种“钙硫复合奥氏体易切削不锈钢”，本发明通过钙、硫的配比，达到提高不锈钢耐蚀性、焊接性、表面光洁度的目的，但本发明采用真空感应冶炼，并采用锻造→开坯轧制，冶炼成本较高，后续轧制成材率较低，不合适批量生产；
公开号为CN201611226044.1的中国专利，公开了“一种低硫无毒食品接触用奥氏体易切削不锈钢”，本发明通过加入铋、钙元素，达到提高切削性能、耐蚀性和力学性能的目的，但铋的熔点较低易挥发，收得率较低，且铋对热加工性影响更大，不易加工。
因此，本领域亟需开发一种提高不锈钢的易切削性能的同时，还能够具有优良的耐腐蚀性和力学性能尤其是横向力学性能，并且在切削过程中具有较小的表面粗糙度从而降低刀具磨损的易切削不锈钢及其相应的高成材率的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种含硒含钙的易切削不锈钢，其具有以下优点：1)提高易切削不锈钢的耐腐蚀性；2)提高易切削不锈钢的横向力学性能，各项异性减小；3)在高速切削过程中能改善零件的表面粗糙度、降低刀具的磨损；本发明的第二个目的在于提供一种上述含硒含钙的易切削不锈钢的制备方法，其具有提高不锈钢成品率的优势，从而高成材率的获得高品质的易切削不锈钢。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种含硒含钙的易切削不锈钢，按质量百分比计，该易切削不锈钢的化学成分包含：C≤0.08％、Si:≤1.00％、Mn≤3.0％、P≤0.10％、S:0.10～0.15％、Ni：8.5～9.0％、Cr:17.0～18.0％、Cu:2.0～3.0％、Ca:0.003～0.010％、Se:0.05～0.15％，其余为铁和不可避免的杂质。
优选的，所述不锈钢按质量百分比计化学成分包含：C:0.03～0.07％、Si:0.30～0.60％、Mn:1.8～2.2％、P≤0.060％、S:0.12～0.14％、Ni：8.6～8.8％、Cr:17.2～17.8％、Cu:2.2～2.6％、Ca:0.004～0.008％、Se:0.06～0.12％，其余为铁和不可避免的杂质。
本发明通过降低易切削不锈钢中S含量，并添加Ca、Se易切削元素，得到弥撒均匀分布的椭球或纺锤状Ca、Se、S复合的夹杂物，从而提高易切削不锈钢的耐腐蚀性、横向力学性能，在高速切削过程中能改善零件的表面粗糙度、降低刀具的磨损，适用于制造对耐腐蚀和力学性能有较高要求的复杂零部件。下面对本发明中的各化学成分在材料中的作用进行解释：
碳(C)：碳是奥氏体形成元素，含量增加能显著增高不锈钢的强度，但是碳含量过高也会使不锈钢耐蚀性降低和冷加工难度增大，本发明的碳含量控制在≤0.08％，更优选为0.03～0.07％。
硅(Si)：硅是强烈的脱氧剂，降低钢中的氧含量，改善钢中夹杂物。但硅较高也会使不锈钢的冷加工性能下降，同时影响不锈钢塑性和耐氯离子腐蚀能力。所以本发明硅含量控制在≤1.00％，更优选为0.30～0.60％。
锰(Mn)：是一种奥氏体形成元素，同时锰能与钢中的硫形成硫化锰，对切削性有利，但锰过高也会使不锈钢硬化率增加，本发明锰含量控制在≤3.0％，更优选为1.8～2.2％。
磷(P)：磷是钢中有害元素，能使不锈钢的脆性增加，本发明磷含量控制在≤0.10％，更优选为≤0.060％。
硫(S)：硫对于普通不锈钢来说是有害元素，能使钢中夹杂物增多，但硫也是易切削元素，能增加钢的切削性，钢中硫与锰(Mn)形成硫化锰，硫化锰在切削加工时会成为应力缺口，降低不锈钢的切削抗力，起到润滑刀具的作用，随着硫含量的增加，不锈钢的切削性会明显提升，但过高的硫会使硫化物沿着轧制方向变形，形成长条状，并聚集在一起，严重影响不锈钢的塑性，尤其是横向性能，同时也会使钢的耐蚀性降低，因此本发明硫含量控制在0.10～0.15％，更优选为0.12～0.14％。
镍(Ni)：Ni是强烈奥氏体形成元素，使不锈钢保持稳定的奥氏体态，提高材料的强度、塑性，同时镍和Cr配合也能显著提高不锈钢的耐腐蚀性，但镍为贵金属，不易多加，因此本发明镍含量控制在8.5～9.0％，更优选为8.6～8.8％。
铬(Cr)：当钢中铬含量超过10.5时会在表面形成一层钝化膜，阻碍氧化反应的进一步发生，从而使不锈钢具有显著的耐蚀性，随着不锈钢中铬含量的增加，不锈钢的点蚀点位升高，耐蚀性能提高，但铬为铁素体形成元素，不宜过高，因此本发明铬含量控制在17.0～18.0％，更优选为17.2～17.8％。
铜(Cu)：铜在不锈钢中能提高材料的塑性，使钢硬度降低，从而也有提高不锈钢切削性的效果，但过高的铜会容易导致铜析出，从而严重降低材料热加工性，因此本发明铜含量控制在2.0～3.0％，更优选为2.2～2.6％。
钙(Ca)：钙是一种易切削元素，钙的加入后能形成复合CaO-SiO2-Al2O3的夹杂物，从而减少钢中Al2O3等超硬质点，减轻了超硬夹杂物质点对刀具的磨损，但为防止夹杂物过量，钙含量不易过多，因此本发明钙含量控制在0.003～0.010％，更优选为0.004～0.008％。
硒(Se)：硒是一种易切削元素，少量的硒就能明显提升不锈钢的切削性能，钢中含硫时，硒会一部分固溶于硫化锰之中，形成Mn(Se、S)复合型夹杂物，轧制时不容易伸长，起到球化硫化物夹杂物的作用，可明显提高不锈钢的切削性，提高塑性，尤其是横向力学性能，减少各项异性；一部分会直接形成MnSe夹杂物；含硒的夹杂物耐蚀性要明显高于纯MnS夹杂物，因此硒的加入也很很好提高含硫钢的耐蚀性，但过高的硒会影响材料热加工性能，不利于轧制，所以本发明硒控制在0.05～0.15％，更优选为0.06～0.12％。
一种上述含硒含钙的易切削不锈钢的制备方法，所述方法为原料经过电炉冶炼、AOD精炼、LF精炼、连铸、坯料加热、轧制、固溶，得到所述含硒含钙的易切削不锈钢，其中：AOD精炼步骤中调整钢水中碳含量和硫含量符合目标含量，LF精炼步骤中按各成分目标含量补加材料，并喂入硒线和钙线调整刚水中硒含量和钙含量符合目标含量。
优选的，所述原料为低磷废不锈钢，其中磷含量满足P≤0.06％。
优选的，电炉冶炼步骤中加入硅铁进行还原，硅铁加入量优选为5-10kg/吨钢水。
优选的，AOD精炼步骤中进行脱碳和还原，使得钢水中C含量不高于0.03％，并加入硫铁调整钢水中S含量符合目标含量。更优选的，AOD精炼中兑入钢水后先进行吹氧脱碳，温度控制在1680-1750℃，时间30-45min，脱碳终点C≤0.03％；再进行还原过程，每吨钢水加入硅铁20-40Kg，温度控制在1600-1680℃，时间8-15min；还原结束后根据钢水量计算，加入硫铁，控制钢水S含量S:0.10～0.15％；最后调整钢水温度1600～1620℃出钢。更优选的，硫铁加入量根据钢水量、目标硫含量和70％的收得率计算。
优选的，所述LF精炼步骤中补加的材料包括铬铁、镍铁、硅铁、纯锰、硫铁、纯铜的至少一种，选择性补加，根据各元素目标成分含量进行微调，使各元素含量符合目标值。
优选的，所述LF精炼步骤中钢水于1620-1640℃温度下喂入钙线和硒线，可以更进一步保证并提高钙和硒的收得率。
优选的，所述LF精炼步骤中所述钙线和硒线均为一种直径9-12mm的铁皮包芯线，更优选钙线中钙的质量分数为30-40％，硒线中硒的质量分数为40-50％。分别喂入钙线和硒线，能够更好的控制钙和硒的相应含量，但实际上选择钙和硒的混合粉末作为芯的铁皮包芯线也是可行的。
优选的，所述LF精炼步骤中，为进一步保证钙、硒收得率，喂线速度控制在120-150m/min，喂线管与液面距离控制在10～60cm，调整Se含量和Ca含量符合目标含量；更优选的喂线结束后保证吹氩气弱搅拌时间控制在8-15min；更优选的调整钢水温度1560-1600℃吊包上连铸。
优选的，所述连铸步骤中过热度控制在30-50℃，拉速控制在1.0-1.3m/min，更优选结晶器采用含硫钢专用保护渣。
优选的，坯料加热步骤中包括三段加热，三段加热分别为低温区加热、中温区加热、高温区加热；更优选低温区加热：温度900-1000℃，时间40-60min；中温区加热：温度1050-1150℃，时间60-80min；高温区加热：温度1250-1300℃，时间40-60min。
优选的，所述轧制为轧制规格Φ5.5-34mm盘条。
优选的，所述轧制步骤为高线轧制，包括粗轧、中轧、预精轧、精轧、吐丝，更优选包括6道粗轧、12道中轧、6道预精轧、10道精轧和吐丝，更优选吐丝后经冷却至室温后进行固溶，冷却速度≥5℃/S；更优选轧制过程中每道次的最大压下量≤20％；更优选粗轧后设置有“感应加热”步骤，给坯料轧件在线升温；更优选开轧温度1240-1260℃，粗轧不开冷却水，中轧、预精轧、精轧的轧制过程控制轧件温度1050-1250℃，感应加热设置温度在1120-1180℃，轧制后经过斯泰尔摩风冷线控制冷却速度≥5℃/S。
优选的，所述固溶步骤中盘条在30～60min分钟内加热至1050±10℃，然后在此温度保温60～100min后直接入水冷却至300℃以下。
优选的，本发明所述室温为15℃-40℃，更优选为20℃-30℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的一种含硒含钙的易切削不锈钢及其制备方法具有以下显著优点：
1、经本发明设计生产的含硒含钙的易切削不锈钢夹杂物主要为Ca、Se、S复合的夹杂物，呈球状或纺锤状，弥散均匀分布，消除了原有的长条状硫化锰，在具有优良切削性能的同时提高材料力学性能，尤其是横向力学性能，塑性更好。
2、经本发明设计生产的含硒含钙的易切削不锈钢具有比常规含硫易切削不锈钢更好的耐腐蚀性能，这是因为加入硒对常规硫化锰夹杂物改性，含硒的夹杂物耐蚀性要明显高于纯MnS夹杂物，因此硒的加入也很好提高含硫钢的耐蚀性。
3、经本发明设计生产的含硒含钙的易切削不锈钢力学性能优良，在高速切削过程中能降低刀具的磨损、改善零件的表面粗糙度。硒、钙的加入能对材料内部的Al2O3等超硬质点进行改性，变成材质较软的复合类夹杂，减轻了超硬夹杂物质点对刀具的磨损，同时形成的Mn(S、Se)或MnSe夹杂物对刀具有很好的润滑作用，更好的减小刀具磨损；单纯的MnS夹杂物在高速切削时黏性较大，容易恶化零件表面粗糙度，加入Ca、Se改性后，形成的复合夹杂物具有一定的脆性，能很好改性零件的表面粗糙度。
4、本发明设计生产的含硒含钙的易切削不锈钢制备方法，通过设计加热温度、控制轧制压下量、开轧温度、过程温度等参数，并采用“感应加热”给轧件在线升温，解决了加硒带来的热塑性变差问题，成材率相对于常规含硫易切削不锈钢基本不降低，能到达93％以上。
5、本发明设计生产的含硒含钙的易切削不锈钢及其制备方法，具有优良的切削性能的同时还能够具有优秀的力学性能，并具有较低的表面粗糙度，进一步在进行切削时减少刀具等磨损，从而降低加工成本，同时具有良好的耐蚀性能，并具有较高的成材率，因此具有广阔的工业应用前景和较好的经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例1的含硒含钙的易切削不锈钢金相夹杂物分布。
图2为常规易切削不锈钢303Cu金相夹杂物分布。
图3为本发明实施例2的含硒含钙的易切削不锈夹杂物扫描电镜观察和能谱分析。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
本发明提供了一种含硒含钙的易切削不锈钢，按质量百分比计，该易切削不锈钢的化学成分包含：C≤0.08％、Si:≤1.00％、Mn≤3.0％、P≤0.10％、S:0.10～0.15％、Ni：8.5～9.0％、Cr:17.0～18.0％、Cu:2.0～3.0％、Ca:0.003～0.010％、Se:0.05～0.15％，其余为铁和不可避免的杂质。
本发明的一个实施例中，所述不锈钢按质量百分比计化学成分包含：C:0.03～0.07％、Si:0.30～0.60％、Mn:1.8～2.2％、P≤0.060％、S:0.12～0.14％、Ni：8.6～8.8％、Cr:17.2～17.8％、Cu:2.2～2.6％、Ca:0.004～0.008％、Se:0.06～0.12％，其余为铁和不可避免的杂质。
本发明还提供了一种上述任一含硒含钙的易切削不锈钢的制备方法，能够实现93％以上的成材率；所述方法为原料经过电弧炉冶炼→AOD精炼→LF精炼→连铸→坯料加热→高线轧制→固溶，得到所述含硒含钙的易切削不锈钢，其中：
1)电炉冶炼：选用P≤0.06％的废不锈钢，于电弧炉中熔化成粗钢水，化钢结束后每吨钢水加入硅铁5-10Kg进行还原，还原结束后拔掉4/5的钢渣后出钢，出钢温度1600-1650℃。
2)AOD精炼：兑入钢水后先进行吹氧脱碳，温度控制在1680-1750℃，时间30-45min，脱碳终点C≤0.03％；再进行还原过程，每吨钢水加入硅铁20-40Kg，温度控制在1600-1680℃，时间8-15min；还原结束后根据钢水量计算，一次性加入足够硫铁，控制钢水S含量S:0.10～0.15％；最后调整钢水温度1600～1620℃出钢。
3)LF精炼：根据所述不锈钢的成分组成，补加所需的铬铁、镍铁、硅铁、纯锰、硫铁、纯铜，然后调节钢水温度至1620-1640℃，喂入纯钙线和纯硒线，所述钙线和硒线均为一种直径9-12mm的铁皮包芯线，调节钢水成分组成中Ca:0.003～0.010％、Se:0.05～0.15％，之后调整温度1560-1600℃吊包上连铸；
进一步的，所述LF精炼，为保证钙、硒收得率，喂线速度控制在120-150m/min，喂线管与液面距离控制在10～60cm，喂线结束后保证吹氩气弱搅拌时间控制在8-15min。
4)连铸：上一步钢水进行浇铸，得到钢坯；
进一步的，所述连铸过程，过热度控制在30-50℃，拉速控制在1.0-1.3m/min，结晶器采用含硫钢专用保护渣。
5)钢坯加热：上一步钢坯进行加热保温后出炉轧制；
进一步的，所述钢坯加热过程，分三段加热，分别为低温区、中温区、高温区，其中低温区：温度900-1000℃，时间40-60min；中温区：温度1050-1150℃，时间60-80min；高温区：温度1250-1300℃，时间40-60min。
6)高线轧制：加热后钢坯进行轧制，轧制规格Φ5.5-34mm盘条，轧制包括6道粗轧、12道中轧、6道预精轧、10道精轧，吐丝，冷却，粗轧后设置有“感应加热”设备，给坯料在线升温；
进一步的，所述高线轧制过程，每道次的最大压下量≤20％，开轧温度1240-1260℃，粗轧不开冷却水，中轧、预精轧、精轧的轧制过程轧件温度1050-1250℃，感应加热设置温度在1120-1180℃，轧制后经过斯泰尔摩风冷线控制冷却速度≥5℃/S。
7)固溶：轧制后经固溶处理，得到含硒含钙的易切削不锈钢；
进一步的，所述固溶过程，盘条在30～60min分钟内加热至1050±10℃，然后在此温度保温60～100min后直接入水冷却至300℃以下。
以下结合具体实施例对本发明作更详细的描述。需要注意的是，这些实施例仅仅是对本发明部分最佳实施方式的描述和效果的体现，并不对本发明的范围构成任何限制。
实施例1：
得到含硒含钙的易切削不锈钢的成分组成如表1所示。具体实施过程包括以下步骤：
1)电炉冶炼：采用30t的电弧炉熔炼，选用P≤0.06％的废不锈钢25吨，熔化成粗钢水，化钢结束后加入硅铁150Kg进行还原，还原结束后拔掉4/5的钢渣后出钢，出钢温度为1630℃。
2)AOD精炼：将上述钢水兑入AOD炉中，然后进行吹氧脱碳，最低温度1688℃，最高温度1734℃，此过程时间38min，脱碳终点C：0.011％；再进行还原过程，加入硅铁850Kg，最低温度1608℃，最高温度1670℃，此过程时间11min；还原结束后根据钢水量计算，一次性加入硫铁210Kg，加入硫铁后吹氩气搅拌8分钟，得到钢水中S含量0.14％；最后调整钢水温度1615℃出钢。
3)LF精炼：上述钢水到达LF炉后，根据所述不锈钢的成分组成，补加所需的铬铁、镍铁、硅铁、纯锰、硫铁、纯铜，然后调节钢水温度至1631℃，喂入纯钙线60m，喂入纯硒线150m，所述钙线和硒线均为一种直径9-12mm的铁皮包芯线，调节钢水成分组成中Ca:0.005％、Se:0.10％，为保证钙、硒收得率，喂线速度为130m/min，喂线管与液面距离控制在18cm，喂线结束后保证吹氩气弱搅拌时间控制在11min，之后调整温度1580℃吊包上连铸。
4)连铸：上一步钢水进行浇铸，过热度为38℃，拉速为1.2m/min，结晶器采用含硫钢专用保护渣。
5)钢坯加热：上一步钢坯进行加热保温后出炉轧制，所述钢坯加热过程，分三段加热，分别为低温区、中温区、高温区，其中低温区：温度950℃，时间49min；中温区：温度1060℃，时间68min；高温区：温度1258℃，时间51min。
6)高线轧制：轧制规格Φ5.5mm盘条，加热后钢坯进行轧制，轧制包括6道粗轧、12道中轧、6道预精轧、10道精轧，吐丝，冷却，粗轧后设置有“感应加热”设备，给坯料在线升温；所述高线轧制过程，道次的最大压下量为19％，开轧温度1250℃，粗轧不开冷却水，中轧、预精轧、精轧的轧制过程轧件最低温度1080℃，最高温度1230℃，感应加热设置温度在1160℃，轧制后经过斯泰尔摩风冷线控制冷却速度为6℃/S。
7)固溶：上述轧制后不锈钢经固溶处理，得到含硒含钙的易切削不锈钢；所述固溶过程，盘条在38min分钟内加热至1050±10℃，然后在此温度保温65min后直接入水冷却至250℃。
本实施例成材率94.3％。
实施例2：为本发明公开的一种含硒含钙的易切削不锈的制备方法，与实施例1的不同之处在于，各步骤的参数条件如表2所示，得到含硒含钙的易切削不锈钢的成分组成如表1所示，本实施例成材率95.0％。
实施例3：为本发明公开的一种含硒含钙的易切削不锈的制备方法，与实施例1的不同之处在于，各步骤的参数条件如表2所示，得到含硒含钙的易切削不锈钢的成分组成如表1所示，本实施例成材率94.6％。
实施例4：为本发明公开的一种含硒含钙的易切削不锈的制备方法，与实施例1的不同之处在于，各步骤的参数条件如表2所示，得到含硒含钙的易切削不锈钢的成分组成如表1所示，本实施例成材率95.8％。
实施例5：为本发明公开的一种含硒含钙的易切削不锈的制备方法，与实施例1的不同之处在于，各步骤的参数条件如表2所示，得到含硒含钙的易切削不锈钢的成分组成如表1所示，本实施例成材率96.3％。
对比例：以青山钢铁生产的常规303Cu易切削不锈钢作为对比例，易切削不锈钢的成分组成如表1所示，常规制备方法的成材率为95.8％。
根据本具体实施方式生产的含硒含钙的易切削不锈钢具体实例成分如表1所示。
表1各实施例及对比例的易切削不锈钢具体成分
以上实施例成分均满足C≤0.08％、Si:≤1.00％、Mn≤3.0％、P≤0.10％、S:0.10～0.15％、Ni：8.5～9.0％、Cr:17.0～18.0％、Cu:2.0～3.0％、Ca:0.003～0.010％、Se:0.05～0.15％，其余为铁和不可避免的杂质。
表2为根据本具体实施方式生产的含硒含钙的易切削不锈钢具体实例参数条件。
表2各实施例的制备方法的具体关键参数
经过本发明实施例1生产的含硒含钙的易切削不锈钢轧材硫化物分布如图1所示，均匀弥散分布，而对比例常规303Cu轧制硫化物分布不均匀且多为长条状(图2)。实施例2生产的坯料夹杂物扫描电镜结果如图3所示，夹杂物为CaO-SiO2-Al2O3-Mn(Se、S)复合夹杂物，呈球状或纺锤状，夹杂物的改性提高了材料耐腐蚀性、横向力学性能。
试验例1切削性能评价：
经过本发明生产的各实施例含硒含钙的易切削不锈钢和对比例常规303Cu同时进行切削实验，材料的切削参数都相同，实验在CA6140车床上进行，采用硬质合金刀片，切削转速1200r/min，吃刀深度0.5mm，走刀速度0.15mm/r，经过连续15分钟切削实验，结果如表3所示。其中，实施例切削后所得材料表面粗糙度低，明显优于对比例303Cu；实施例的刀具后刀面磨损宽度值也远低于对比例303Cu，说明实施例对刀具磨损较小。
表3各实施例和对比例的切削性能评价参数
试验例2耐蚀性评价：
按照标准“GB/T 10125-2012”《人造气氛腐蚀试验》进行实验，经过72小时后，常规303Cu已经开始生锈，而实施例则均未生锈。具体结果见表4。
表4各实施例和对比例的盐雾试验结果
试验例3力学性能评价：
按照标准“GB/T 228.1-2010”《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》进行检测，结果如表5所示，实施例的断后延长率和断面收缩率要明显高于常规303Cu，其中断面收缩率差距更加明显，抗拉强度差距不明显，说明实施例的横向力学性能要明显好于常规303Cu，塑性更好。具体结果见表5。
表5各实施例和对比例的力学性能检测结果
综上所述，本发明所提供的含硒含钙的易切削不锈钢，可提高易切削不锈钢的耐腐蚀性，提高易切削不锈钢的横向力学性能，各项异性减小，提高塑性，在高速切削过程中能改善零件的表面粗糙度、降低刀具的磨损；同时本发明的生产的易切削钢成材率较高，成材率≥93％。
以上所述的实施例只是本发明的较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (10)
1.一种含硒含钙的易切削不锈钢，其特征在于，易切削不锈钢的化学成分按质量百分比计包含：C≤0.08％、Si:≤1.00％、Mn≤3.0％、P≤0.10％、S:0.10～0.15％、Ni：8.5～9.0％、Cr:17.0～18.0％、Cu:2.0～3.0％、Ca:0.003～0.010％、Se:0.05～0.15％，其余为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述一种含硒含钙的易切削不锈钢，其特征在于，易切削不锈钢的化学成分按质量百分比计包含：C:0.03～0.07％、Si:0.30～0.60％、Mn:1.8～2.2％、P≤0.060％、S:0.12～0.14％、Ni：8.6～8.8％、Cr:17.2～17.8％、Cu:2.2～2.6％、Ca:0.004～0.008％、Se:0.06～0.12％，其余为铁和不可避免的杂质。
3.一种权利要求1或2所述的含硒含钙的易切削不锈钢的制备方法，其特征在于，所述方法为原料经过电炉冶炼、AOD精炼、LF精炼、连铸、坯料加热、轧制、固溶步骤，得到所述含硒含钙的易切削不锈钢；其中：AOD精炼步骤中调整钢水中硫含量符合目标含量，LF精炼步骤中按各成分目标含量补加材料，并喂入硒线和钙线调整刚水中硒含量和钙含量符合目标含量。
4.根据权利要求4所述一种含硒含钙的易切削不锈钢的制备方法，其特征在于，所述LF精炼步骤中补加的材料包括铬铁、镍铁、硅铁、纯锰、硫铁、纯铜的至少一种。
5.根据权利要求4所述一种含硒含钙的易切削不锈钢的制备方法，其特征在于，所述LF精炼步骤中钢水于1620-1640℃温度下喂入钙线和硒线。
6.根据权利要求4所述一种含硒含钙的易切削不锈钢的制备方法，其特征在于，坯料加热步骤中包括低温区加热：温度900-1000℃，时间40-60min；中温区加热：温度1050-1150℃，时间60-80min；高温区加热：温度1250-1300℃，时间40-60min。
7.根据权利要求4所述一种含硒含钙的易切削不锈钢的制备方法，其特征在于，所述轧制步骤中开轧温度1240-1260℃。
8.根据权利要求4所述一种含硒含钙的易切削不锈钢的制备方法，其特征在于，所述轧制步骤包括粗轧、中轧、预精轧、精轧，轧制过程中每道次的最大压下量≤20％。
9.根据权利要求8所述一种含硒含钙的易切削不锈钢的制备方法，其特征在于，中轧、预精轧、精轧的轧制过程轧件温度1050-1250℃。
10.根据权利要求4所述一种含硒含钙的易切削不锈钢的制备方法，其特征在于，所述轧制步骤中设置有感应加热步骤，温度1120-1180℃。
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