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JPS6223970A - 連続鋳造による低炭素硫黄−鉛快削鋼 - Google Patents

連続鋳造による低炭素硫黄−鉛快削鋼

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Publication number
JPS6223970A
JPS6223970A JP60162047A JP16204785A JPS6223970A JP S6223970 A JPS6223970 A JP S6223970A JP 60162047 A JP60162047 A JP 60162047A JP 16204785 A JP16204785 A JP 16204785A JP S6223970 A JPS6223970 A JP S6223970A
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JP
Japan
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steel
cutting
manganese sulfide
free
cutting steel
Prior art date
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JP60162047A
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JPS634903B2 (ja
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Akira Katayama
片山 昌
Tatsuya Imai
達也 今井
Norio Onodera
徳郎 小野寺
Yasushi Ishibashi
靖 石橋
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Priority to EP86305632A priority patent/EP0212856B1/en
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Priority to US06/888,977 priority patent/US4719079A/en
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Priority to ES8600519A priority patent/ES2000731A6/es
Priority to AU60448/86A priority patent/AU560509B2/en
Priority to CA000514600A priority patent/CA1289777C/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は連続鋳造による低炭素硫黄−鉛快削鋼に関し、
特に塑性変形能にすぐれ、かつ切削仕上面性状のすぐれ
た、連続鋳造による低炭素硫黄−鉛快削鋼に係るもので
ある。
(従来の技術) 近年切削の自動化、NC化が進み快削鋼の需要置けこの
10年間に2〜3倍増となっている。快削鋼の内でもと
りわけ連続鋳造した快削鋼の被剛性能が注目されており
、たとえば特公昭59−19182号公報においては%
[8)/%[C〕X’%[0)比を限定することによっ
てブローホールの発生全抑制する方法を採用し、Ar1
. 、 Stなどの脱酸剤および真空脱ガスのごとき処
理を採用しない被削性のすぐれた連続鋳造法による硫黄
快削鋼について提案されている。また特開昭59−20
5453号公報においては8にT@ 、 Pb及びBl
を複合添加し、さらに連続鋳造して長径が5μm以上、
短径が2μm以上で長径/短径比が5以下のMnS介在
物が全MnS介在物の50優以上を占める快削鋼および
その製造法について提案されている。
所で連続鋳造した低炭素快削鋼はインゴット鋳造した快
削鋼よりも化学組成の変動が小さく、その結果ロット内
のハイスドリルにより評価される被剛性の変動が小さい
ため、たとえば鉄と鋼1983゜vol、69Ai5の
199頁にも見られるように切削加工の安定操業にとっ
て有利であることが知られているが、一方においては、
マンガン硫化物の寸法はインゴット鋳造した快削鋼のそ
れよりも小さいため旋削に工り評価される被剛性能の絶
対値において劣るという欠点がたとえば鉄と鋼1985
 vol。
71A5の242頁などに指摘されており、そのため市
場における実用化が遅れているのが実情である。連続鋳
造はインゴット鋳造と比較して溶鋼の凝固速度が大きく
マンガン硫化物が大きく成長できないのは宿命であり、
形状の小さいマンガン硫化物でも被剛性能のすぐれた、
連続鋳造にょる快削鋼の開発が工業界から強く望まれて
いる。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明はかかる実情に鑑み被剛性能の絶対値において優
れ、なおかつ被剛性のロット内変動幅の小さい工業的に
有益なる連続鋳造にょる快削鋼を提供せんものとするも
のである。
(問題点を解決するための手段) 即ち、本発明者らは種々検討を重ねた結果、従来の低炭
素硫黄−鉛快削鋼にさらに改良を加え鋼中O含有跋、A
t含有量およびマンガン硫化物と酸化物との複合化の程
度を調整することによって、構成刃先の生成を抑制して
切削仕上面粗さを改善する作用のあるMnS皮膜を工具
表面層に形成させやすい塑性変形能の大きいMnSを含
有する、連続鋳造による低炭素快削鋼を開発することに
成功して本発明をなしたものであり、その些旨とすると
ころは重態チでCO,05〜0.15%、 Mn 0.
5〜1.5 %。
Po、05〜0.10%、80.15〜0.40%、P
bO,05〜0.40俤、00.010〜0.020俤
、を基本成分とし、さらにS10.003チ以下、Al
0.0009チ以下に制限し、残部実質的にFeからな
り、かつ鋼材圧延方向断面l平万鵡当9に存在するマン
lj’ン硫化物系介在物および鉛が複合しているマンガ
ン硫化物系介在物の平均断面積が30〜150μm2で
、かつ酸化物と複合化していない硫化物系介在物の比率
が硫化物系介在物総数の80−以上であることを特徴と
する連続鋳造による低炭素硫黄−鉛快削鋼にある。以下
に本発明の詳細な説明する。
(作用) 先ず本発明鋼の成分としては重I%で夫々次の範囲のも
のでなければならない。最初にCは切削仕上面粗さを確
保するためにその下限を0.05fiにしなければなら
ない。Cの一ヒ限については0.15チを超えると硬さ
の大きい・9−ライト組織の占める割合が高くなり被剛
性能が低下するので0.15チに限定する必要がある。
次にMnは鋼の結晶粒界へのFI118析出を防止し熱
間圧延時の割れを防ぐために0゜5−以上必要であるが
、1.5優を超える場合には鋼の硬さを大きくして被剛
性能を低下させるので1.5チ以下に限定する必要がお
る。
またPは仕上面粗さを改善するためにその下限tO,0
5−にしなけれげ々らない。Pの上限については鋼の機
械的性質、冷間加工性全損なうので0.10優に限定す
る必要がある。
さらにSは構成刃先の大きさを抑制して切削仕上面粗さ
を改善する作用のあるMn8を鋼中に生成させるために
0.15優以上は必要であるが0.40チを超える場合
、鋼の冷間加工性能を低下させるので0.404以下で
なければならない。
pbは切屑のカール半径を小さくして切屑処理性を改善
すると共に仕上面粗さを向上させるため0.0!1以上
必要である。pbの上限については0.4−を超える場
合熱間加工性能、面疲労特性を損うので0.40%に限
定する必要がおる。
さらにOは圧延中にMn8が糸状に延伸して被剛性が低
下するのを防止するために0.010%以上必要である
が、o、o2o%を超えると切削中のMn8の塑性変形
能が低下するので、該性能を確保するために0.020
%以下に限定する必要がおる。
−万81はMn8の塑性変形能を小さくし工具刃先への
Mn8皮膜生成を抑制する結果、構成刃先の寸法が大き
くなう切削仕上面が劣化するので極力低目に抑えること
が必要でオシ、その含装置は0.003−以下に制限し
なければならない。
またAtもマンガン硫化物の塑性変形能を小さくし工具
刃先へのMnS皮膜生成を抑制する結果構成刃先の寸法
が犬きくなり、切削仕上面粗さを劣化させるので0.0
009%以下に抑制する必要がある。
Atが0.0009%を超えるとMn8皮膜が工具表面
を覆う面積率は急激に低下して切削仕」二面粗さが著し
く劣化する。
次にマンガン硫化物系介在物およびI)bと複合してい
るマンガン硫化物系介在物の平均断面積は工具刃先にM
n8皮膜を最も生成させやすい範囲が30〜150μm
2で、この範囲の上・下限を超えるとMn8皮膜の生装
置が減少するので30〜150μmzと定めた。鋼中マ
ンガン硫化物が工具刃先すぐ面上でMnS皮膜となって
潤滑剤の役割を継続的に果たすためには、切屑に持ち去
られるMn8皮膜にバランスした置の鋼中MnSが工具
刃先に供給されなげればならない、鋼中に含有されるS
含有風が一定の場合、鋼中MnS寸法が太きくなるとそ
の数が減少するためにMnSの工具刃先に当たる確率は
小さくなるため、一定量のMnS皮膜を形成させるため
には不適当である。一方細かくなるとMn8の工具刃先
に遭遇する確率は大きくなるが、MnSが鋼から分離し
にくくなり、工具へ移行して皮膜を形成する員が減少す
る。pbはMn8表面層に付着して存在する場合、Mn
Sの塑性変形能を大きくする作用があるので工具刃先で
MthS皮膜が生成しやすくなり潤滑効果はより大きく
なる。以上の理由からマンガン硫化物系介在物及び鉛が
複合しているマンガン硫化物系介在物の平均断面積を3
0〜150μm2  の範囲内とした。
−万At203.5in2. MnOの1種又は複数種
が複合化しているMnS系介在物はその塑性変形能が小
さく、切削中の工具刃先の温度と圧力のもとでは塑性変
形しにくいためMn8皮膜生成にとって効果がないばか
りでなく、酸化物は一般に硬質でおるためにアブレジョ
ン作用によりMnS皮膜を剥離させる作用がある。この
ように酸化物と複合化しているマンガン硫化物の比率が
20%を超えると急速にMn8皮膜生成緻が減少するの
で、酸化物と複合化していないマンガン硫化物の比率を
80チ以上とした。
ここで本発明鋼の製造手段について言及すると本発明に
おいては前記の如く、81及びAtの添加を抑制するも
のであり、このため解鋼の脱酸を必要とする場合にはC
脱酸を行ない81 、 Atは一切使用しない。この他
、先に述べたように耐火物の吟味あるいはArバブリン
グによるAt206系介在物等の浮上除去などの手段を
用いて81 、 Atの低減および酸化物と複合化した
マンガン硫化物の比率の低減をはかるものである。さら
に連続鋳造鋳型断面積と鋳片全断面が凝固するまでの水
冷による冷却速度の制御を行なうことにより、マンガン
硫化物系介在物およびpbと複合しているマンガン硫化
物系介在物の平均断面積の制御をはかるものである。凝
固後は加熱・圧延等の手段により所望の形状の鋼材とす
ることが出来る。
次に実施例により本発明の効果管さらに具体的に示す。
(実施例) 第1表に示す鋼材について高速度工具を使用して回転軸
に対して直角方向の旋削試験(突切り方向の切削)を行
なった。同表中、煮1〜7が本発明鋼、屋8〜11が比
較鋼である。
なお本発明鋼についてはkt 、 Sl含有装の少ない
原材料の選択、耐火レンガの吟味およびArバブリング
によるht2o、系介在物の浮上除去などの諸手段を講
じてAt、Si含有社を低減させた。試験結果を第1表
に併記する。なお試験条件は次のとおりである。
高速度鋼工具による試験:工具材種は5KI(57゜切
削速度はV −80m/min 、送りは0.05+w
a/ r@V+切削サイクルは2I@0切削−5100
非切削で切削仕上面粗さは切削サイクル800の時の値
−i JIS RZで嚢示した。
Mn8断面積は鋼材圧延方向1平方閣内に含まれるマン
ガン硫化物を倍率200の光学顕微鏡全併用して測定し
た。その際10μm8 以下の微小なマンガン硫化物は
除外した。酸化物と複合化していないマンガン硫化物の
比率は倍率200の光学顕微鏡を使用して1千万−内の
マンガン硫化物を観察することにより測定した。
(lO) 第1表から明らかなように本発明鋼の切削仕上面粗さは
比較鋼の切削仕上面粗さの30多程度であり本発明鋼の
方がすぐれている。
(発明の効果) 以上の実施例からも明らかな如く本発明によれば高速度
鋼工具切削時の切削仕上面粗さを著しく向上させうる連
続鋳造による低炭素硫黄−鉛快削鋼を提供することが可
能であり、産業上の効果は極めて顕著なものがある。
、   −、、、−、、met−肩111++I7j+
1− 1手続F+li ’iE書(自発) 昭和6()年10月18[I 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示 昭和60年特許願第162047号 2、発明の名称 連続鋳造による低炭素硫黄−船快削鋼 3、補11′、をする者 事件との関係 特許出願人 代表h 武  1)   豊 4代理人〒100 5、補正命令の日付 昭和  年  月   日6 補
正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 重量%でC0.05〜0.15%、Mn0.5〜1.5
    %、P0.05〜0.10%、S0.15〜0.40%
    、Pb0.05〜0.40%、O0.010〜0.02
    0%を基本成分とし、さらにSi0.003%以下、A
    l0.0009%以下に制限し、残部実質的にFeから
    なりかつ鋼材圧延方向断面1平方mm当りに存在するマ
    ンガン硫化物系介在物および鉛が複合しているマンガン
    硫化物系介在物の平均断面積が30〜150μm^2で
    、かつ酸化物と複合化していない硫化物系介在物の比率
    が硫化物系介在物総数の80%以上であることを特徴と
    する連続鋳造による低炭素硫黄−鉛快削鋼。
JP60162047A 1985-07-24 1985-07-24 連続鋳造による低炭素硫黄−鉛快削鋼 Granted JPS6223970A (ja)

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