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CN1498282A - 铸钢与铸造金属模具 - Google Patents

铸钢与铸造金属模具 Download PDF

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CN1498282A
CN1498282A CNA028070984A CN02807098A CN1498282A CN 1498282 A CN1498282 A CN 1498282A CN A028070984 A CNA028070984 A CN A028070984A CN 02807098 A CN02807098 A CN 02807098A CN 1498282 A CN1498282 A CN 1498282A
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casting
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CNA028070984A
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�˱�Т
冈田康孝
渡里宏二
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

一种铸造后的内部品质和可切削性优异的铸钢，通过对钢组成中的特定成分进行限制，同时把钢中的Ti、Zr、S和N含量调整到适当的范围，形成Ti和Zr的微细硫化物，并通过铸造该铸钢，可制造出铸造状态下的内部品质与锻钢制品相匹敌的具有优异可切削性的金属模具。由此，可以广泛应用于以往不能适用的加工表面涉及到原材料内部的深度雕刻用铸造材料、或对表面性状的良好程度具有严格要求的精加工用用途。

Description

铸钢与铸造金属模具
技术领域
本发明涉及一种铸造后的内部品质和可切削性优异的铸钢、及由所述铸钢铸造得到的铸钢制品，特别是金属模具，更详细说，涉及一种在铸造状态下可抑制各种缺陷且具有可以与锻钢制品相匹敌的内部品质与优异的可切削性的铸钢以及使用它的金属模具。
背景技术
金属模具是在以金属和塑料为代表的各种材料成形中所不可缺的加工构件(工具)，一般是用各种钢材所形成的。
例如，在塑料成形用金属模具中，使用的是含C：0.10～0.50质量％的碳素钢或在其中加入有Cr、Mo、Cu、Ni、V等的钢材。还有，在热锻用金属模具中，以JIS SKD6 1种为代表，使用的是将Cr：1～9质量％和V：0.2～1.2质量％、Mo：0.2～2.0质量％作为主要成分的钢材。进而，冷成形用金属模具中，使用的是例如以质量％计含有1％C-3.5％Cr左右的钢材。
这些金属模具多数是主要以经热加工的钢材为原材料，在按需切断之后根据用户预定的金属模具形状切削加工所制造的。然而，在热加工后进行切削加工的方法中，从原材料入手到完成切削加工需要多天，在缩短交工日期等方面受到限制。进一步说，很难为了完成热加工而加工成相近于所需要的形状，即所谓的接近干净形状(near net shape)，且在切削中许多原材料因变成切屑排出而损失，同时还需要长的切削加工时间和高昂的工具费。
另一方面，尽管铸材可以铸造成具有以各种冷却用孔为代表的与最终完成的形状相近的形状，但是，下述问题大大制约了其适用性。
例如，在特开平11-279673号公报中已经提出了使用低熔点、易处理的Zn铸造合金的方法。即，使用以重量％计含有Mg：1.5～2.5％、Al：3～5％、及Cu：2～4％且其余基本由Zn构成的锌合金的方法，该锌合金的开始凝固温度在390℃以下，维氏硬度在150以上，且其中孔隙的发生得到了抑制。
还有，在特开平10-147840号公报中已经提出了用铸钢来制造金属模具的方法。即，使用由以重量％计含有C：0.5～1.0％、Si：0.25～1.5％、Mn：1.0～1.85％、Cr：0.6～5.0％且以(Mo+W/2)计含Mo和W中的1种或2种0.06～0.80％并进而含有S：0.10～0.40％而其余部分由Fe所构成的、硫化物系夹杂物以粒状分散在基体组织中的易切铸钢所制造的金属模具。
不过，就前者而言，由于是以锌为主体的合金，虽然可切削性优异，但是延长作为金属模具的使用寿命所需的硬度上存在一定极限。另外，锌合金的价格比钢材要高得多。
对后者而言，由于使用了与以往相同的钢成分，因此可以得到足够的硬度，但若为了改善可切削性而积极地添加硫，并增加MnS的量，则由于是铸钢，会助长孔隙和S的偏析或由它们导致的裂纹等铸造缺陷。进而，铸钢中的孔隙因在其后不实施热加工，无法进行压接，切削后会成为表面的缺陷。
所以，以往的技术不能适用于加工表面涉及到原材料内部的深度雕刻用铸造材料、或对表面性状的良好程度具有严格要求的精加工用用途。
发明内容
本发明就是为了解决上述已有技术中的问题而提出的，其目的在于提供铸造后的内部品质和可切削性优异的铸钢、以及由该铸钢铸造得到的在铸造状态下各种缺陷得到抑制且具有可与锻钢制品相匹敌的内部品质和优异可切削性的金属模具。
本发明人等为了解决上述问题，进行了同时满足下述目标的铸钢与金属模具的开发。
1)通过铸造制造了金属模具原材料，大幅度降低了金属模具加
  工中的切削加工量、加工时间和加工成本。
2)开发了通过铸造可得到具有足够硬度的金属模具的铸钢。
3)为了同时解决成为铸钢金属模具的问题的可切削性和铸造缺
  陷，由高含S成分体系，仅通过铸造实现如同锻钢的内部品质。
这里所说的内部品质不单是指铸造物的内部品质，也包括了经切削所形成的新的表面部分的品质。
再是，如果可以解决上述问题，则上述铸钢当然也就可以适用在一般的机械零件用的铸钢中。
经过上述开发得到了以下的见解：
a)在钢中含有用于改善钢的可切削性的大量的硫，并进一步添加必要量的Ti或Zr时，会生成含Ti或Zr的硫化物，从而完全没有或显著抑制了MnS的生成，结果是含Ti或Zr的硫化物少量分散于铸钢内。
b)上述a)的结果不仅可以改善可切削性，而且可得到不同于以往的凝固形态，即使是含硫率较高，仅通过铸造，也可大大改善硫的偏析，与此同时，使得柱状晶减少或消失，不仅没有所谓的孔隙和偏析的缺陷，而且也可以改善因粗柱状晶引起的切削表面的凹凸，可得到与锻钢相匹敌的突出的内部品质。
基于上述见解所完成的本发明的要点是：
①一种铸造后的内部品质和可切削性优异的铸钢，其特征在于，以质量％计含C：0.02～0.45％、Si：0.1～2.5％、Mn：0.1～2.5％、P：0.10％以下、S：0.02～0.60％、N：0.020％以下、Al：0.001～0.03％，且还含有Ti：0.05～0.25％和Zr：0.05～0.50％中的1种或2种，而其余部分由Fe和杂质所组成，且由下式(1)所给出的有效Ti等量(Ti*)满足下式(2)所示关系，钢中含有含Ti和Zr中的1种以上的硫化物。
             Ti*＝Ti+0.53×Zr
                    -3.4×N                    (1)
             Ti*/S≥1.5                        (2)
②上述①中所述的铸钢中，替代Fe的一部分，可以含有选自以质量％计Cr：0.2～9.0％、Ni：0.2～2.0％、Mo：0.05～2.0％和V：0.01～1.5％中的1种或2种以上。
③上述①或②中所述的铸钢中，替代Fe的一部分，可以含有以质量％计Cu：0.1～3.0％和O(氧)：0.005～0.20％中的1种或2种。
④由上述①～③中的任一项所述铸钢铸造而成的金属模具。
附图说明
图1示出了不含Ti和Zr中的任一种的铸钢中的铸块的宏观组织照片。
图2示出了含Zr的铸钢中的铸块的宏观组织照片。
图3示出了含Ti的铸钢中的铸块中心部分的夹杂物的微观照片。
图4示出了含Zr的铸钢中的铸块中心部分的夹杂物的微观照片。
具体实施方式
下面详细说明本发明的铸钢的组织和化学组成。还有，在以下的说明中，如果没有特别说明，各元素含量的“％”是指质量％。
图1是不含Ti和Zr中的任一种的铸钢中铸块的宏观组织照片，是用后述实施例中的16号钢的铸钢制造直径143mm的铸块，并拍摄其宏观组织照片而得到的。虽然在中心部分看不到裂纹或极端的宏观偏析，但组织粗大，从表面沿半径方向约30％半径的范围是由柱状晶构成的。
图2是含Zr的铸钢中铸块的宏观组织照片，是用后述实施例中的2号钢的铸钢制造直径143mm的铸块，并拍摄其宏观组织照片而得到的。组织极其微细，看不到柱状晶，可以与热锻后的微观组织相匹敌。
图3是含Ti的铸钢(实施例的1号钢)的铸块中心部分里的夹杂物的微观照片，图4是含Zr的铸钢(实施例的2号钢)的铸块中心部分里的夹杂物的微观照片。
由根据夹杂物的EPMA的点分析所得到的硫化物组成分析结果可知，图3的夹杂物大部分是含Ti硫化物的夹杂物，而图4的夹杂物大部分是含Zr硫化物的夹杂物。
此现象是由铸钢的元素成分中的Ti、Zr、S及N所决定的。即，如果依据这些元素含量，上述式(1)中的有效Ti等量满足上述式(2)，则在凝固时，首先少量的Ti和Zr与N反应形成氮化物，剩下的大部分Ti和Zr生成硫化物。由于该硫化物在改变凝固形态的最终凝固部中，一举促进凝固而不会连带S、P等的较大的浓缩，因此在改善偏析的同时也可以改善伴随凝固收缩所产生的孔隙等铸造缺陷。
上述式(1)是可以作为硫化物反应的Ti和Zr的量，当满足上述式(2)给出的关系时，硫在化学计量上全部变成Ti和Zr的硫化物。实际上，在凝固之后，尽管有时可观察到少量的MnS，但其量不足以构成问题。如果式(2)左边的值低于1.5，则可观察到大量的MnS，凝固组织的改善以及与此相关联的缺陷的改善得不到确认。
还有，当Ti含量和Zr含量相对于S含量过多时，Ti和Zr的碳化物的生成量会增多，韧性和可切削性会变差，因此上述式(2)的左边的值以在10以下为优选。
下面说明如上述限定在本发明中所规定的各元素含量范围的理由。
C：
碳是可以用来以低价提高强度的元素。由于塑料金属模具等的可切削性被予以重视，需要尽量降低碳含量，并降低钢材硬度，从而减少工具摩耗。然而，不足0.02％时，硬度下降显著，在切削加工中产生挤裂，使得可切削性变差。而当含量超过0.60％时，硬度变得过高，可切削性与韧性变差。因此，碳含量取为0.02～0.45％范围，优选范围为0.08～0.45％。
Si：
硅是可有效脱氧和改善可切削性的元素。在含量不足0.1％时，得不到充分的效果。进而，铸造时熔汤的流动受阻而使得铸模内的熔钢不够充满。另一方面，含量超过2.5％而过高时，可切削性改善的效果和韧性会下降。因此，硅含量取为0.1～2.5％范围，优选范围为0.5～2.0％。
Mn：
锰是可作为脱氧剂使用的元素，不过含量过多会使可切削性变差。在含量不足0.1％时，得不到脱氧效果。另一方面，若含量超过2.5％使会可切削性变差。因此，锰含量取为0.1～2.5％范围，优选范围为0.1～1.5％。
P：
尽管磷会助长凝固时的偏析和韧性的劣化，但是，在另一方面，含有磷又有改善可切削性的作用。随钢的使用目的，磷可以作为杂质被含有，另外，也可以主动加入。例如，在重视韧性的场合，磷的含量优选在0.02％以下，而在重视可切削性的场合，以含有0.05％以上为优选。不过，当含量超过0.10％时，韧性明显变差，故P含量取0.10％以下。
S：
硫是为改善可切削性而含有的元素。当含量不足0.02％时，生成的Ti和Zr的硫化物的生成不够充分，得不到充分的效果。另一方面，当含量超过0.60％时，会生成大量的FeS和MnS，从而助长凝固时的偏析和孔隙或裂纹。这里，硫含量取为0.02～0.60％范围，优选范围为0.05～0.40％，更优选范围为0.05～0.20％。
Ti和Zr：
Ti和Zr是具有生成硫化物效果的元素。在本发明中，含有这些元素中的任一1种或2种。当其含量均不足0.05％时，因不能生成足够的硫化物，会生成大量的MnS，看不到凝固组织的改善以及与此相关联的缺陷的改善效果。另一方面，当Ti超过1.0％时，还有，Zr超过0.50％时，除了硫化物之外还会使碳化物的生成量增加，使得可切削性和韧性变差。
在此，Ti的含量范围取为0.05～0.25％，优选范围为0.10～0.25％。
另外，Zr的含量范围取为0.05～0.50％，优选范围为0.05～0.20％，更优选范围为0.10～0.20％。
还有，这些元素的含量必须要使得上述式(1)所给出的有效Ti等量满足上述式(2)。
N：
氮是在生成Ti和Zr的硫化物之前生成氮化物，从而抑制Ti和Zr的硫化物生成的元素。进而，所生成的氮化物是硬质的，因此会使得工具的刀刃受损，缩短工具的寿命。为此，上限取为0.020％。含量越低越好，在低于0.002％时，可以避免由氮生成成为不良影响的原因的氮化物，因此是优选的。
Al：
铝是强有力的脱氧元素，具有改善韧性的效果。在含量不足0.001％时，得不到该效果。另一方面，含量超过0.03％时，在脱氧效果已经饱和的同时会降低可切削性。因此，铝含量取为0.001～0.03％范围。
再有，在本发明中，铝含量是指酸可溶铝含量(sol Al含量)。
Cr：
Cr是在提高强度、韧性和耐热性方面有效果的元素。含或不含皆可，但在要求提高强度、韧性和耐热性时，含有0.2％以上就可得到该效果。特别是，对热锻用金属模具来说，含有3.0％以上的Cr是优选的。另一方面，含量超过9.0％时，韧性就会变差。因此，将含Cr时的其含有量取为0.2～9.0％范围，优选的含量范围为0.5～5.0％。
Mo：
Mo是具有改善强度、韧性和高温强度的效果的元素。含或不含皆可，但在要求改善强度、韧性和高温强度时，含有0.05％以上就可得到此效果。另一方面，含量超过2.0％后，高温强度的改善效果会达到饱和，而且韧性会变差。因此，将含Mo时的其含量取为0.05～2.0％范围，优选的含量范围为0.05～1.0％。
Ni：
Ni是具有改善强度和韧性的效果的元素。含或不含皆可，但在要求改善韧性时，含有0.2％以上就可得到此效果。另一方面，含量超过2.0％时，虽然可以获得韧性的改善效果，但由于Ni元素的价格高，会损及其经济性。因此，将含Ni时的其含量取为0.2～2.0％范围，优选的含量范围为0.2～1.5％。
V：
V是具有改善强度的效果且因含它而导致的韧性的下降也较少的元素。含或不含皆可，但在要求改善强度时，含有0.01％以上就可得到此效果。另一方面，含量超过1.5％时，韧性就会变差。因此，将含V时的其含量取为0.01～1.5％范围，优选的含量范围为0.05～0.5％。
Cu：
Cu是具有改善可切削性、强度和韧性的效果的元素。含或不含皆可，但在要求改善可切削性、强度和韧性时，含有0.1％以上就可得到此效果。另一方面，含量超过3.0％时，韧性就会变差。因此，将含Cu时的其含量取为0.1～3.0％范围，优选的含量范围为0.2～1.0％。
O：
适当含有O(氧)可以在钢中形成低熔点氧化物，从而具有改善可切削性的效果。含或不含皆可，但在要求由氧化物的形成来改善可切削性时，含有0.005％以上就可得到此效果。另一方面，含量超过0.020％时，钢中会形成巨大的夹杂物，从而降低金属模具表面的加工精度，也使韧性变差。因此，将含O时的其含量取为0.005～0.020％范围，优选的含量范围为0.010～0.020％。
这里所述的为O(氧)指钢中的全部氧。
热处理：
根据本发明所得到的铸块可以通过其后的热处理来进一步改善其显微组织和硬度、韧性。还有，为了改善可切削性，也可以使其软化到所需的硬度。该热处理可以通过：在850～1050℃下加热后进行常化或淬火，然后通过在700℃以下的回火来进行软化处理，或者进行变形矫正退火，或者进行回火和变形矫正退火，来实施。
(实施例)
熔制具有下面表1所示化学组成的试验钢，制成直径143mm的圆柱状铸块。
在铸造之后直接实施宏观试验后，进一步实施以下的试验。
[硬度]用在宏观试验中使用的试验板，按照JIS Z 2243中所规定的布氏硬度试验方法，测定上述铸块的中心部分位置、半径的1/2位置和表面附近位置的硬度，根据其平均值进行评价。
[韧性]按照JIS Z 2242中规定的摆锤式冲击试验方法，在与铸块的圆柱中心軸平行的方向且在半径的1/2位置上采取U字型切口试验片(JIS Z2202中规定的宽度10mm的原尺寸试验片)，测定室温的冲击值。
[铣刀加工性]在采取了硬度试验和冲击试验用的各试验片之后，沿铸块的含直径的圆筒軸方向切断，之后实施铣加工，用工具的摩耗量来评价其铣刀加工性。
表1
    钢编号                                                           化学组成(质量％，其余为Fe和杂质)
  C   Si     Mn     P     S     Ti     Zr     N     Al   O     其它
    1   0.10   1.01     0.12     0.010     0.052     0.49     -     0.0009     0.018   -     -
    2   0.10   1.06     0.23     0.020     0.055     -     0.43     0.0038     0.010   -     -
    3   0.08   0.48     0.21     0.012     0.340     0.68     -     0.0043     -   -     Cr：0.56，Mo：0.23
    4   0.07   0.23     0.75     0.063     0.580     0.86     0.48     0.0051     -   -     -
    5   0.09   0.47     0.21     0.014     0.180     0.08     0.44     0.0035     0.015   -     Cu：1.18
    6   0.25   0.67     0.22     0.038     0.040     0.26     -     0.0068     0.002   0.0098     Cu：2.45
    7   0.23   0.48     0.67     0.025     0.080     0.18     -     0.0098     0.012   0.0087     C：0.16，Cr：1.53
    8   0.24   0.16     1.20     0.013     0.058     0.12     -     0.0089     0.001   0.0150     Cr：0.12
    9   0.20   0.12     1.77     0.022     0.076     0.23     0.05     0.0055     0.028   0.0057     Ni：1.02
    10   0.08   1.51     0.78     0.026     0.093     0.24     -     0.0120     0.006   -     Ni：1.68
    11   0.22   1.67     0.28     0.086     0.150     -     0.49     0.0069     0.009   -     V：0.19
    12   0.38   1.22     0.45     0.059     0.059     0.15     -     0.0079     0.009   0.0058     V：0.14
    13   0.26   1.02     0.80     0.009     0.021     0.05     0.06     0.0059     0.005   -     Cr：1.48，V：0.10
    14   0.56   0.23     0.89     0.035     0.034     0.12     -     0.0114     0.003   -     -
    15   0.35   0.76     0.58     0.007     0.026     0.18     -     0.0036     0.002   -     Cr：6.8，V：0.82，Mo：1.57
    16   0.08   0.23     0.23     0.022     0.060     0.04*     0.03*     0.0057     0.002   0.0052     -
    17   0.07   0.58     2.64*     0.022     0.160     0.05     -     0.0029     0.043*   -     -
    18   0.10   0.27     0.34     0.120*     0.050     0.27     0.15     0.0236*     0.001   0.0068     Cr：1.05
    19   0.29   0.75     1.18     0.027     0.025     1.09*     -*     0.0068     0.017   -     -
    20   0.24   0.25     0.82     0.035     0.016*     -*     -*     0.0086     0.020   -     Cr：1.69，V：0.13
    21   0.64*   0.25     0.96     0.029     0.014*     -*     -*     0.0096     0.001   -     -
    22   0.42   0.22     0.92     0.025     0.540     -*     -*     0.0080     0.024   -     Cr：1.2
(注)*表示在本发明规定的范围之外。
表2
    钢编号   式(1)的值   式(2)的值   硬度HB   冲击值(J/cm2)     宏观组织(*1)    铣刀加工性(*2)   备注(热处理等)
    1   0.49   9.4   153   109     ○     0.12
    2   0.21   3.9   159   107     ○     0.13
    3   0.67   2.0   155   122     ○     0.06
    4   1.10   1.9   142   109     ○     0.04
    5   0.30   1.7   192   137     ○     0.13
    6   0.24   6.8   248   85     ○     0.20
    7   0.15   1.8   210   96     △     0.22
    8   0.09   1.5   186   76     △     0.12
    9   0.24   3.1   171   131     ○     0.22
    10   0.20   2.1   185   98     ○     0.10
    11   0.24   1.6   214   129     ○     0.21
    12   0.12   2.1   206   108     ○     0.09
    13   0.06   2.9   223   63     ○     0.23
    14   0.08   2.4   267   41     △     0.24   950℃常火后600℃回火
    15   0.17   6.5   312   23     △     0.27   1020℃常火后700℃回火
    16   0.04   0.6*   147   101     ×     0.35
    17   0.04   0.3*   177   15     ××     0.46
    18   0.27   5.4   155   28     ×     0.58
    19   1.07   42.7   272   5     ××   ＞0.60   2000mm切削时工具破损
    20   -0.-3   -1.8*   206   35     ×     0.43
    21   -0.03   -2.3*   220   32     ××     0.56   550℃回火
    22   -0.03   -0.1*   263   15     ×     0.45   600℃回火
(注)*表示在本发明规定的范围之外。
(*1)图1(16号钢)的宏观组织用×评价，图2(2号钢)的宏观组织以及与其同等或以上者用○评价，比×表示的稍有改善者用△评价，在钢块中心有空洞和裂纹者用××评价。
(*2)工具材质：TiCN涂层超硬材料，切削速度：428m/min.，进给量：0.22mm/刀，切入量：5mm×25mm，用在无润滑条件下切削3000mm后的最大摩耗量Vbmax(mm)评价工具的摩耗。
表2示出了各试验钢的前述式(1)和式(2)的计算值、上述试验结果和宏观组织的考察结果。
在表1中所示的试验钢中，1～15号钢是本发明的钢，其钢成分满足本发明规定的化学组成范围。还有，如表2所示，根据钢的化学组成计算的式(1)的值已经满足由式(2)所给出的关系。
如下评价试验钢的宏观组织。
将图1所示的16号钢(比较钢)的宏观组织作为粗大的不期望的组织，以×表示，而将图2所示的2号钢(本发明钢)的宏观组织作为微细的良好组织，以○表示，与其同等或在其之上的组织也用○表示，而介于×和○之间的组织用△表示。
对本发明钢的宏观组织的大体评价都为○。部分试验钢(7、8、14和15号钢)的评价为△，这是由于它们中的S含量较少，贡献于改善凝固组织的Ti和Zr的硫化物的生成量较少所致。
14和15号钢的铸造之后的硬度过高，因此通过在常火之后进行回火处理，予以软化，使之易于进行铸造后的切削加工。特别是，15号钢由于用在热锻用金属模具，因此在切削加工之后，再次实施淬火和回火热处理。
尽管S含量的较高，除了15号钢，其余所有本发明钢的冲击值仍然均为良好。
还有，任一种本发明钢在铣刀加工时，工具摩耗量较少，具有良好的可切削性。
7号钢含有Cr和Cu，13号钢含有Cr和V，虽然硬度有所上升，但韧性得到了改善。
9号和10号钢中含有Ni，被确认具有改善韧性的效果。3号钢含有Cr和Mo，被确认具有改善强度和韧性的效果。
11号和12号钢含有V，其强度和韧性已大有改善。5号钢含有Cu，提高强度的同时，也改善了可切削性。
6号钢含有Cu和O(氧)，可切削性得到了改善。7号和8号钢含有O(氧)，可切削性得到了改善。
与此相对应，16～22号钢为比较钢，在钢的成分或由式(2)所给出的关系中至少有1条超出了本发明中规定的范围。
其中，16、17、20、21和22号钢不能满足由式(2)所给出的关系，宏观组织的评价为×或××。还有，18号和19号钢，尽管满足由式(2)所给出的关系，但是它们各自的P和Ti含量过多，因此P或Ti的偏析严重，在钢块中心部分观察到伴随裂纹有明显的偏析。
16号钢成为柱状晶明显生长的宏观组织，其结果在钢块中心部看到P、S等的明显的偏析组织。进而，在存在这种偏析组织的位置上，也观察到了孔隙和裂纹。另外，20号钢也与此相同。
22号钢中还发现冲击值低，韧性差。
17号钢的Mn和Al含量过高，而18号钢的N含量过高，因此其铣刀加工性均较差。19号钢的Ti含量过高，因此生成了大量的TiC，而且硬度高，而21号钢的C含量过高而且S含量不足，因此其铣刀加工性均较差。
由以上结果可知，通过把钢中的Ti、Zr、S和N含量调整到适当范围，形成Ti和Zr的微细硫化物，就可以得到铸造后的内部品质和可切削性优异的铸钢，并且可以制造出在铸造状态下的内部品质与锻钢制品相匹敌的具有优异可切削性的金属模具。
产业上的利用可能性
根据本发明的铸钢以及铸造金属模具，通过对钢组成中的特定成分进行限制，同时把钢中的Ti、Zr、S和N含量调整到适当的范围，形成Ti和Zr的微细硫化物，就可以确保铸造后的内部品质和优异的可切削性，并由该铸钢制造出其铸造状态下的内部品质与锻钢制品相匹敌的具有优异可切削性的金属模具。由此，可以广泛应用于以往不能适用的加工表面涉及到原材料内部的深度雕刻用铸造材料、或对表面性状的良好程度具有严格要求的精加工用用途。

Claims (5)

1.一种铸造后的内部品质和可切削性优异的铸钢，其特征在于，以质量％计，含C：0.02～0.45％、Si：0.1～2.5％、Mn：0.1～2.5％、P：0.10％以下、S：0.02～0.60％、N：0.020％以下、Al：0.001～0.03％，且还含有Ti：0.05～0.25％和Zr：0.05～0.50％中的1种或2种，而其余部分由Fe和杂质所组成，且由下式(1)所给出的有效Ti等量(Ti*)满足下式(2)所示关系，钢中含有含Ti和Zr中的1种以上的硫化物，
          Ti*＝Ti+0.53×Zr
                 -3.4×N               (1)
          Ti*/S≥1.5                   (2)。
2.如权利要求1所述的铸造后的内部品质和可切削性优异的铸钢，其特征在于，替代Fe的一部分，含有选自以质量％计Cr：0.2～9.0％、Ni：0.2～2.0％、Mo：0.05～2.0％和V：0.01～1.5％中的1种或2种以上。
3.如权利要求1所述的铸造后的内部品质和可切削性优异的铸钢，其特征在于，替代Fe的一部分，含有以质量％计Cu：0.1～3.0％和O(氧)：0.005～0.20％中的1种或2种。
4.如权利要求1所述的铸造后的内部品质和可切削性优异的铸钢，其特征在于，替代Fe的一部分，含有选自以质量％计为Cr：0.2～9.0％、Ni：0.2～2.0％、Mo：0.05～2.0％和V：0.01～1.5％中的1种或2种以上，还含有以质量％计Cu：0.1～3.0％和O(氧)：0.005～0.20％中的1种或2种。
5.由权利要求1～4～中的任一项所述铸钢铸造而成的金属模具。
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