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Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
-
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- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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 %。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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。
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---|---|---|---|
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- 1986-07-23 ES ES8600519A patent/ES2000731A6/es not_active Expired
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