JP2003268488A - 含硫黄快削鋼 - Google Patents
含硫黄快削鋼Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】環境に悪影響を与える重金属の添加による被削
性の向上を図らず、含重金属快削鋼に対して被削性が勝
るとも劣らない含硫黄快削鋼を提供する。 【解決手段】質量％で、Ｃ：０．０３〜０．２０％、Ｓ
ｉ：０．３５％以下（０を含む）、Ｍｎ：０．３０〜
２．００％、Ｐ：０．０１〜０．１５％、Ｓ：０．３５
〜０．６５％、Ｏ：０．０１００〜０．０３５０％、
Ｎ：０．０２０％以下、Ａｌ：０．００５％以下（０も
含む）、Ｎｂ：０．０２〜０．２０％を含有し、さらに
Ｖ：０．０５〜０．５０％、Ｔｉ：０．０２〜０．２０
％の１種又は２種を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純
物よりなる化学成分の鋼中の非金属介在物の主たる硫化
物系介在物が１ｍｍ2当り５００〜１０００個存在する
ことを特徴とする含硫黄快削鋼である。
性の向上を図らず、含重金属快削鋼に対して被削性が勝
るとも劣らない含硫黄快削鋼を提供する。 【解決手段】質量％で、Ｃ：０．０３〜０．２０％、Ｓ
ｉ：０．３５％以下（０を含む）、Ｍｎ：０．３０〜
２．００％、Ｐ：０．０１〜０．１５％、Ｓ：０．３５
〜０．６５％、Ｏ：０．０１００〜０．０３５０％、
Ｎ：０．０２０％以下、Ａｌ：０．００５％以下（０も
含む）、Ｎｂ：０．０２〜０．２０％を含有し、さらに
Ｖ：０．０５〜０．５０％、Ｔｉ：０．０２〜０．２０
％の１種又は２種を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純
物よりなる化学成分の鋼中の非金属介在物の主たる硫化
物系介在物が１ｍｍ2当り５００〜１０００個存在する
ことを特徴とする含硫黄快削鋼である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＪＩＳ規格のＳＵ
Ｍ鋼、ＳＡＥ規格の１１系鋼、１２系鋼が利用される、
強度を余り必要としない部品の素材となる含硫黄快削鋼
の改良に関する。
Ｍ鋼、ＳＡＥ規格の１１系鋼、１２系鋼が利用される、
強度を余り必要としない部品の素材となる含硫黄快削鋼
の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳＵＭ鋼や１１系鋼等のＳ含有快削鋼
は、圧延後引抜加工して、磨棒鋼として自動盤切削用に
供される。このような従来の快削鋼は高速度鋼工具によ
る被削性を向上するため鋼中にＳを添加した硫黄快削鋼
が用いられていた。
は、圧延後引抜加工して、磨棒鋼として自動盤切削用に
供される。このような従来の快削鋼は高速度鋼工具によ
る被削性を向上するため鋼中にＳを添加した硫黄快削鋼
が用いられていた。
【０００３】この硫黄快削鋼中のＳ含有量は多ければ多
いほど被削性は良好になるが、反面、圧延、鍛造等の熱
間加工時の赤熱脆性のため割れ等の不良品が多く発生す
る。その理由は高硫黄のため低融点のＦｅＳが結晶粒界
に析出するためである。。そして高Ｓ鋼の場合、圧延方
向に対し横方向の延性・絞り値が低下し、引抜時のトラ
ブルが生ずるため一般的にはＳ含有量は０．３５％を上
限とし、多くても０．４０％止まりであった。
いほど被削性は良好になるが、反面、圧延、鍛造等の熱
間加工時の赤熱脆性のため割れ等の不良品が多く発生す
る。その理由は高硫黄のため低融点のＦｅＳが結晶粒界
に析出するためである。。そして高Ｓ鋼の場合、圧延方
向に対し横方向の延性・絞り値が低下し、引抜時のトラ
ブルが生ずるため一般的にはＳ含有量は０．３５％を上
限とし、多くても０．４０％止まりであった。
【０００４】更に、すぐれた被削性を有する快削鋼とし
てＳに加えてＰｂ、Ｔｅ、Ｂｉ等の重金属を含有する複
合快削鋼が開発されたが、近年環境問題が重要視され、
環境に悪影響を与えるこれら重金属を使用しない快削鋼
で、しかも被削性が含重金属快削鋼に勝るとも劣らない
鋼の開発が待たれていた。
てＳに加えてＰｂ、Ｔｅ、Ｂｉ等の重金属を含有する複
合快削鋼が開発されたが、近年環境問題が重要視され、
環境に悪影響を与えるこれら重金属を使用しない快削鋼
で、しかも被削性が含重金属快削鋼に勝るとも劣らない
鋼の開発が待たれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は環境に悪影響
を与える重金属の添加による被削性の向上を図らず、し
かも製造上特に熱間加工時や、冷間引抜時に問題をおこ
すことのない被削性に優れた含硫黄快削鋼を提供するこ
とを目的とする。
を与える重金属の添加による被削性の向上を図らず、し
かも製造上特に熱間加工時や、冷間引抜時に問題をおこ
すことのない被削性に優れた含硫黄快削鋼を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、質量％で、
Ｃ：０．０３〜０．２０％
Ｓｉ：０．３５％以下（０を含む）
Ｍｎ：０．３０〜２．００％
Ｐ：０．０１〜０．１５％
Ｓ：０．３５〜０．６５％
Ｏ：０．０１００〜０．０２５０％
Ｎ：０．０２０％以下
Ａｌ：０．００５％以下（０も含む）
Ｎｂ：０．０２〜０．２０％
を含有し、更に
Ｖ：０．０５〜０．５０％
Ｔｉ：０．０２〜０．２０％
の１種又は２種を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物
よりなる化学成分の鋼中の非金属介在物の主たる硫化物
系介在物の平均サイズが５０μｍ2以下であり、且つ、
硫化物介在物が１ｍｍ2当り５００個乃至１０００個存
在することを特徴とする高硫黄快削鋼である。
よりなる化学成分の鋼中の非金属介在物の主たる硫化物
系介在物の平均サイズが５０μｍ2以下であり、且つ、
硫化物介在物が１ｍｍ2当り５００個乃至１０００個存
在することを特徴とする高硫黄快削鋼である。
【０００７】即ち、本発明では、まず第一にＳ含有量を
従来上限とされていた０．３５％を超える多量のＳを含
有させる。その多量に含有させたＳによる熱間脆性等の
悪影響が出ないようにするために、Ｍｎを多量に含有さ
せてＦｅＳの析出を止めＭｎＳ系酸化物のみにする。
従来上限とされていた０．３５％を超える多量のＳを含
有させる。その多量に含有させたＳによる熱間脆性等の
悪影響が出ないようにするために、Ｍｎを多量に含有さ
せてＦｅＳの析出を止めＭｎＳ系酸化物のみにする。
【０００８】また、良好な快削性を得るためにはこのＭ
ｎＳ系酸化物と切削工具との接触する頻度が多いほど良
いことを発見した。そのために、ＭｎＳ系硫化物の鋼中
への析出は溶鋼の凝固時から始まるが、溶鋼温度におい
て溶鋼中に析出しているＴｉＮや凝固の途中でγ鉄中に
析出するＮｂＮ、ＶＮをＭｎＳ系硫化物の析出核として
利用し微細化を図り析出個数を増し、かつ均等な分散を
図ることが出来ることを見出した。
ｎＳ系酸化物と切削工具との接触する頻度が多いほど良
いことを発見した。そのために、ＭｎＳ系硫化物の鋼中
への析出は溶鋼の凝固時から始まるが、溶鋼温度におい
て溶鋼中に析出しているＴｉＮや凝固の途中でγ鉄中に
析出するＮｂＮ、ＶＮをＭｎＳ系硫化物の析出核として
利用し微細化を図り析出個数を増し、かつ均等な分散を
図ることが出来ることを見出した。
【０００９】その上、工具寿命を短くするα型Ａｌ2Ｏ3
系介在物の存在を無くすため溶鋼の脱酸をＡｌによらず
Ｓｉ−Ｍｎの共同脱酸をベースにし、しかもＳｉを０．
３５％以下にすることにより、硬い珪酸系介在物も極力
無くし、脱酸後の溶鋼の酸素レベルを０．０１〜０．０
２５％に安定して保つため、脱酸補助剤としてのＮｂに
加えＶ、Ｔｉの一種又は二種を添加する。それらの溶鋼
への残留物もＭｎＳ系硫化物の析出核として利用するこ
とにより、ＭｎＳ系硫化物が微細、均等に分散析出させ
ることが可能であることを見出した。ここでいう残留物
には当然、Ｎｂなどの酸化物も含まれ、これらがＭｎＳ
系介在物の析出核や複合介在物の形で接着剤としての役
割を果たすことは十分に考えられる。
系介在物の存在を無くすため溶鋼の脱酸をＡｌによらず
Ｓｉ−Ｍｎの共同脱酸をベースにし、しかもＳｉを０．
３５％以下にすることにより、硬い珪酸系介在物も極力
無くし、脱酸後の溶鋼の酸素レベルを０．０１〜０．０
２５％に安定して保つため、脱酸補助剤としてのＮｂに
加えＶ、Ｔｉの一種又は二種を添加する。それらの溶鋼
への残留物もＭｎＳ系硫化物の析出核として利用するこ
とにより、ＭｎＳ系硫化物が微細、均等に分散析出させ
ることが可能であることを見出した。ここでいう残留物
には当然、Ｎｂなどの酸化物も含まれ、これらがＭｎＳ
系介在物の析出核や複合介在物の形で接着剤としての役
割を果たすことは十分に考えられる。
【００１０】しかも酸素レベルを０．０１〜０．０２５
０％に保つことにより析出するＭｎＳ系硫化物の硬度も
下がり、工具寿命の延長とアスペクト比（介在物の長さ
と径の比）を小さくして切屑破砕性が向上することを見
出した。
０％に保つことにより析出するＭｎＳ系硫化物の硬度も
下がり、工具寿命の延長とアスペクト比（介在物の長さ
と径の比）を小さくして切屑破砕性が向上することを見
出した。
【００１１】以上３つの発見が本発明の根幹をなすもの
であって、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｔｅ等の重金属を含有しなくて
もそれらを含有する鋼の機械加工性と同等ないし同等以
上の含硫黄快削鋼を開発した。
であって、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｔｅ等の重金属を含有しなくて
もそれらを含有する鋼の機械加工性と同等ないし同等以
上の含硫黄快削鋼を開発した。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の含硫黄快削鋼にお
いて化学成分の含有率を限定する理由について説明す
る。
いて化学成分の含有率を限定する理由について説明す
る。
【００１３】Ｃ：０．０３〜０．２０％
Ｃが多い時は、引抜き割れ性を生じるのでＣの上限は
０．２０％とする。また、Ｃが低い時は強度が低くなり
すぎるので、Ｃの下限は０．０３％とする。
０．２０％とする。また、Ｃが低い時は強度が低くなり
すぎるので、Ｃの下限は０．０３％とする。
【００１４】Ｓｉ：０．３５％以下（０を含む）
ＳｉはＭｎと共同の脱酸剤として用いるが、過多に添加
する時は鋼の硬度が上がり、その上脱酸生成物のけい素
酸化物は硬く、工具寿命を劣化させるので、上限は０．
３５％とした。好ましくは０．１０％添加し、Ｍｎとの
共同脱酸を実行し、鋳造前の溶鋼のＯ含有量を０．０１
〜０．０２５％に確実に保たせるため、後述のＮｂ並び
にＶ、Ｔｉの１種又は２種を脱酸補助剤として用いる。
する時は鋼の硬度が上がり、その上脱酸生成物のけい素
酸化物は硬く、工具寿命を劣化させるので、上限は０．
３５％とした。好ましくは０．１０％添加し、Ｍｎとの
共同脱酸を実行し、鋳造前の溶鋼のＯ含有量を０．０１
〜０．０２５％に確実に保たせるため、後述のＮｂ並び
にＶ、Ｔｉの１種又は２種を脱酸補助剤として用いる。
【００１５】Ｍｎ：０．３０〜２．００％
熱間脆性の原因となる低融点のＦｅＳの粒界析出を防ぐ
ため、Ｍｎを添加し安定なＭｎＳを析出させる。この効
果を有効に得るために０．３０〜２．０％の範囲で添加
することが必要である。
ため、Ｍｎを添加し安定なＭｎＳを析出させる。この効
果を有効に得るために０．３０〜２．０％の範囲で添加
することが必要である。
【００１６】Ｐ：０．０１〜０．１５％
鋼の切削仕上げ面を改善するため０．０１〜０．１５％
の範囲で加える。この範囲以外では所期の目的を十分に
達成することが出来ない。
の範囲で加える。この範囲以外では所期の目的を十分に
達成することが出来ない。
【００１７】Ｓ：０．３５〜０．６５％
Ｓ含有量が高いほど被削性が良好となること及びＳ含有
量が多くなると熱間加工性が低下することは知られてい
る。そのため従来Ｓの上限は０．３５％としていた。本
発明によるＮｂ並びにＶ、Ｔｉを脱酸補助剤とするＳｉ
−Ｍｎの共同脱酸を実施すれば、Ｓの上限は０．６５％
としてもなんら熱間加工性を損ねることはない。
量が多くなると熱間加工性が低下することは知られてい
る。そのため従来Ｓの上限は０．３５％としていた。本
発明によるＮｂ並びにＶ、Ｔｉを脱酸補助剤とするＳｉ
−Ｍｎの共同脱酸を実施すれば、Ｓの上限は０．６５％
としてもなんら熱間加工性を損ねることはない。
【００１８】Ｏ：０．０１００〜０．０２５０％
溶鋼の脱炭精練末期の酸素量は約６００〜１２００ｐｐ
ｍであるが、このような酸素レベルではリミングアクシ
ョンにより連続鋳造が不可能となるので、普通Ａｌによ
る強制脱酸を行なうが、本発明ではＡｌによる脱酸を行
なうと硬いα型Ａｌ2Ｏ3が脱酸生成物として生成し、そ
れが原因で切削時に工具寿命を低下させるので、本発明
ではＡｌによる脱酸は意図的に行なわない。さらにＳｉ
も好ましくは０．１０％添加にとどめＳｉ−Ｍｎ共同脱
酸限である約２５０ｐｐｍより１００ｐｐｍの範囲に安
定的にＯレベルを保つため補助的にＭｎと同程度の脱酸
力をもつＮｂやＶ及び少量のＴｉを用いて脱酸する。
ｍであるが、このような酸素レベルではリミングアクシ
ョンにより連続鋳造が不可能となるので、普通Ａｌによ
る強制脱酸を行なうが、本発明ではＡｌによる脱酸を行
なうと硬いα型Ａｌ2Ｏ3が脱酸生成物として生成し、そ
れが原因で切削時に工具寿命を低下させるので、本発明
ではＡｌによる脱酸は意図的に行なわない。さらにＳｉ
も好ましくは０．１０％添加にとどめＳｉ−Ｍｎ共同脱
酸限である約２５０ｐｐｍより１００ｐｐｍの範囲に安
定的にＯレベルを保つため補助的にＭｎと同程度の脱酸
力をもつＮｂやＶ及び少量のＴｉを用いて脱酸する。
【００１９】Ｎ：０．０２０％以下
本発明の特色はＭｎ硫化物と鋼中におおよそ均等に分散
析出させるため、析出核となる微細なＮｂＮ、ＶＮ、Ｔ
ｉＮをγ鉄中に析出させ、ＭｎＳをその各を中心に分散
させようとするものである。そのためＮ含有率を最大
０．０２０％必要とする。
析出させるため、析出核となる微細なＮｂＮ、ＶＮ、Ｔ
ｉＮをγ鉄中に析出させ、ＭｎＳをその各を中心に分散
させようとするものである。そのためＮ含有率を最大
０．０２０％必要とする。
【００２０】Ａｌ：０．００５％以下（０を含む）
前述したように、Ａｌによる強制脱酸は意図的に行なわ
ないが、Ａｌは使用するＦｅＳｉ、ＦｅＮｂ、ＦｅＶ、
ＦｅＴｉ中に若干含有し、それの溶鋼への添加に伴い微
量Ａｌが鋼中に残留してしまう。したがって、その最大
量を０．００５％と制限する。
ないが、Ａｌは使用するＦｅＳｉ、ＦｅＮｂ、ＦｅＶ、
ＦｅＴｉ中に若干含有し、それの溶鋼への添加に伴い微
量Ａｌが鋼中に残留してしまう。したがって、その最大
量を０．００５％と制限する。
【００２１】Ｎｂ：０．０２〜０．２０％
本発明の目的の一つは前述のようにＭｎＳの生成によっ
てＦｅＳの析出を抑え、加工性と共に被削性を向上させ
る点にあるが、脱酸助剤としてのＮｂは溶鋼が凝固する
途中でγ鉄中に脱酸生成物、窒化物並びに炭窒化物を析
出し、これらがＭｎＳの析出核として有効に働き、硫化
物介在物の微細化と共に析出個数を増し、かつ均等に分
散して囲う性とひ削性を増大する。その量が０．０２％
未満及び０．２０％を超えるとその効果が十分でない。
てＦｅＳの析出を抑え、加工性と共に被削性を向上させ
る点にあるが、脱酸助剤としてのＮｂは溶鋼が凝固する
途中でγ鉄中に脱酸生成物、窒化物並びに炭窒化物を析
出し、これらがＭｎＳの析出核として有効に働き、硫化
物介在物の微細化と共に析出個数を増し、かつ均等に分
散して囲う性とひ削性を増大する。その量が０．０２％
未満及び０．２０％を超えるとその効果が十分でない。
【００２２】Ｖ：０．０５〜０．５０％又は／及びＴ
ｉ：０．０２〜０．２０％ 前述したように、これらの元素はＳｉ−Ｍｎ共同脱酸の
補助的役割を担わせ、溶鋼中の酸素量を１００〜２５０
ｐｐｍの範囲に安定して保持し、溶鋼の凝固後のＭｎＳ
の形状を被削性に好影響を与える球形に近いものにし、
且つ、上記Ｎｂと同じく、ＭｎＳの析出を鋼中におおよ
そ均等に分散させるため、γ鉄中に析出するＶの窒化物
及び溶鋼中に析出するＴｉＮが有効に作用する。その量
はそれぞれ下限未満並びに上限を超えると効果が十分で
ない。
ｉ：０．０２〜０．２０％ 前述したように、これらの元素はＳｉ−Ｍｎ共同脱酸の
補助的役割を担わせ、溶鋼中の酸素量を１００〜２５０
ｐｐｍの範囲に安定して保持し、溶鋼の凝固後のＭｎＳ
の形状を被削性に好影響を与える球形に近いものにし、
且つ、上記Ｎｂと同じく、ＭｎＳの析出を鋼中におおよ
そ均等に分散させるため、γ鉄中に析出するＶの窒化物
及び溶鋼中に析出するＴｉＮが有効に作用する。その量
はそれぞれ下限未満並びに上限を超えると効果が十分で
ない。
【００２３】実施例並びに比較例
高周波誘導炉によって表１に示す組成の鋼を溶製し、２
０ｋｇの鋼塊に鋳造した。
０ｋｇの鋼塊に鋳造した。
【表１】
【００２４】前記鋼塊を直径４０ｍｍの丸棒に鍛伸し、
供試材を作り、旋盤を使い旋削試験を行なった。試験条
件を下記に示す。 供試材熱処理：焼準 工具 ：超硬チップ ＳＮＧＡ１２０４０４ 切削速度 ：１００ｍ／分 切込み量 ：１ｍｍ 送り ：０．０２、０．０５、０．１０、 ０．
１５、 ０．２０ｍｍ／ｒｅｖ 切削油 ：なし 評価項目 ：切屑の破砕性
供試材を作り、旋盤を使い旋削試験を行なった。試験条
件を下記に示す。 供試材熱処理：焼準 工具 ：超硬チップ ＳＮＧＡ１２０４０４ 切削速度 ：１００ｍ／分 切込み量 ：１ｍｍ 送り ：０．０２、０．０５、０．１０、 ０．
１５、 ０．２０ｍｍ／ｒｅｖ 切削油 ：なし 評価項目 ：切屑の破砕性
【００２５】供試材の旋盤による加工時の旋削切屑破砕
性の評価と横断面における硫化物系介在物の平均サイズ
及び被検面積１ｍｍ2当りの個数を表２に示した。
性の評価と横断面における硫化物系介在物の平均サイズ
及び被検面積１ｍｍ2当りの個数を表２に示した。
【表２】
【００２６】これらの結果から明らかなように、本発明
の快削鋼は環境に有害な重金属を一切含有せず、従来の
重金属含有快削鋼に勝るとも劣らない快削鋼を発明でき
た。被削性の評価は切屑の破砕性によって行なった。そ
の破砕性の優劣の評価基準は図１に示す◎、○、△、×
の４段階で評価した。本発明では表２に示すように、旋
盤の各送り速度の全てにおいて◎であった。
の快削鋼は環境に有害な重金属を一切含有せず、従来の
重金属含有快削鋼に勝るとも劣らない快削鋼を発明でき
た。被削性の評価は切屑の破砕性によって行なった。そ
の破砕性の優劣の評価基準は図１に示す◎、○、△、×
の４段階で評価した。本発明では表２に示すように、旋
盤の各送り速度の全てにおいて◎であった。
【００２７】又、鋼中の硫化物の性状（平均サイズ、個
数）を次の方法で調査した。被削性試験試料の延長であ
る直径Ｄ：４０ｍｍの丸棒より鍛伸方向に対し横方向の
断面すなわち横断面の表皮から直径の１／６（Ｄ／６）
迄の箇所から顕微鏡試料を切り出し、４００倍の光学顕
微鏡により硫化物系介在物の平均サイズ、個数を調査し
た。横断面での介在物の観察は介在物の大きさやその分
布状態を容易に把握できる。
数）を次の方法で調査した。被削性試験試料の延長であ
る直径Ｄ：４０ｍｍの丸棒より鍛伸方向に対し横方向の
断面すなわち横断面の表皮から直径の１／６（Ｄ／６）
迄の箇所から顕微鏡試料を切り出し、４００倍の光学顕
微鏡により硫化物系介在物の平均サイズ、個数を調査し
た。横断面での介在物の観察は介在物の大きさやその分
布状態を容易に把握できる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、環境に悪影響を与える
重金属の添加による被削性の向上を図ることなく、しか
も製造上の問題を起こすことなく重金属添加の場合に勝
るとも劣らない被削性を有する含硫黄快削鋼を提供す
る。
重金属の添加による被削性の向上を図ることなく、しか
も製造上の問題を起こすことなく重金属添加の場合に勝
るとも劣らない被削性を有する含硫黄快削鋼を提供す
る。
【図１】本発明鋼による供試材の旋盤による加工時にで
きる切屑の破砕性の評価基準を示す写真である。
きる切屑の破砕性の評価基準を示す写真である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年５月９日（２００２．５．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】即ち、本発明では、まず第一にＳ含有量を
従来上限とされていた０．３５％を超える多量のＳを含
有させる。その多量に含有させたＳによる熱間脆性等の
悪影響が出ないようにするために、Ｍｎを多量に含有さ
せてＦｅＳの析出を止めＭｎＳ系硫化物のみにする。
従来上限とされていた０．３５％を超える多量のＳを含
有させる。その多量に含有させたＳによる熱間脆性等の
悪影響が出ないようにするために、Ｍｎを多量に含有さ
せてＦｅＳの析出を止めＭｎＳ系硫化物のみにする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】しかも酸素レベルを０．０１〜０．０２５
０％に保つことにより析出するＭｎＳ系硫化物の硬度も
下がり、工具寿命の延長とＭｎＳ系介在物のアスペクト
比（ＭｎＳ系介在物の長さと径の比）を小さくして切屑
破砕性が向上することを見出した。
０％に保つことにより析出するＭｎＳ系硫化物の硬度も
下がり、工具寿命の延長とＭｎＳ系介在物のアスペクト
比（ＭｎＳ系介在物の長さと径の比）を小さくして切屑
破砕性が向上することを見出した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】Ｓｉ：０．３５％以下（０を含む）
ＳｉはＭｎと共同の脱酸剤として用いるが、過多に添加
する時は鋼の硬度が上がり、その上脱酸生成物のけい素
酸化物は硬く、工具寿命を劣化させるので、上限は０．
３５％とした。好ましくは０．１０％以下添加し、Ｍｎ
との共同脱酸を実行し、鋳造前の溶鋼のＯ含有量を０．
０１〜０．０２５％に確実に保たせるため、後述のＮｂ
並びにＶ、Ｔｉの１種又は２種を脱酸補助剤として用い
る。
する時は鋼の硬度が上がり、その上脱酸生成物のけい素
酸化物は硬く、工具寿命を劣化させるので、上限は０．
３５％とした。好ましくは０．１０％以下添加し、Ｍｎ
との共同脱酸を実行し、鋳造前の溶鋼のＯ含有量を０．
０１〜０．０２５％に確実に保たせるため、後述のＮｂ
並びにＶ、Ｔｉの１種又は２種を脱酸補助剤として用い
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】Ｍｎ：０．３０〜２．００％
熱間脆性の原因となる低融点のＦｅＳの粒界析出を防ぐ
ため、Ｍｎを添加し安定なＭｎＳを析出させる。この効
果を有効に得るために０．３０〜２．００％の範囲で添
加することが必要である。
ため、Ｍｎを添加し安定なＭｎＳを析出させる。この効
果を有効に得るために０．３０〜２．００％の範囲で添
加することが必要である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】Ｏ：０．０１００〜０．０２５０％
溶鋼の脱炭精練末期の酸素量は約６００〜１２００ｐｐ
ｍであるが、このような酸素レベルではリミングアクシ
ョンにより連続鋳造が不可能となるので、普通Ａｌによ
る強制脱酸を行なうが、Ａｌによる脱酸を行なうと硬い
α型Ａｌ２Ｏ３が脱酸生成物として生成し、それが原因
で切削時に工具寿命を低下させるので、本発明ではＡｌ
による脱酸は意図的に行なわない。さらにＳｉも好まし
くは０．１０％以下の添加にとどめＳｉ−Ｍｎ共同脱酸
限である約２５０ｐｐｍより１００ｐｐｍの範囲に安定
的にＯレベルを保つため補助的にＭｎと同程度の脱酸力
をもつＮｂやＶ及び少量のＴｉを用いて脱酸する。
ｍであるが、このような酸素レベルではリミングアクシ
ョンにより連続鋳造が不可能となるので、普通Ａｌによ
る強制脱酸を行なうが、Ａｌによる脱酸を行なうと硬い
α型Ａｌ２Ｏ３が脱酸生成物として生成し、それが原因
で切削時に工具寿命を低下させるので、本発明ではＡｌ
による脱酸は意図的に行なわない。さらにＳｉも好まし
くは０．１０％以下の添加にとどめＳｉ−Ｍｎ共同脱酸
限である約２５０ｐｐｍより１００ｐｐｍの範囲に安定
的にＯレベルを保つため補助的にＭｎと同程度の脱酸力
をもつＮｂやＶ及び少量のＴｉを用いて脱酸する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】Ｎ：０．０２０％以下
本発明の特色はＭｎ硫化物と鋼中におおよそ均等に分散
析出させるため、析出核となる微細なＮｂＮ、ＶＮ、Ｔ
ｉＮをγ鉄中に析出させ、ＭｎＳをその核を中心に分散
させようとするものである。そのためＮ含有率を最大
０．０２０％必要とする。
析出させるため、析出核となる微細なＮｂＮ、ＶＮ、Ｔ
ｉＮをγ鉄中に析出させ、ＭｎＳをその核を中心に分散
させようとするものである。そのためＮ含有率を最大
０．０２０％必要とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】Ｎｂ：０．０２〜０．２０％
本発明の目的の一つは前述のようにＭｎＳの生成によっ
てＦｅＳの析出を抑え、加工性と共に被削性を向上させ
る点にあるが、脱酸助剤としてのＮｂは溶鋼が凝固する
途中でγ鉄中に脱酸生成物、窒化物並びに炭窒化物を析
出し、これらがＭｎＳの析出核として有効に働き、硫化
物介在物の微細化と共に析出個数を増し、かつ均等に分
散して加工性と被削性を増大する。その量が０．０２％
未満及び０．２０％を超えるとその効果が十分でない。
てＦｅＳの析出を抑え、加工性と共に被削性を向上させ
る点にあるが、脱酸助剤としてのＮｂは溶鋼が凝固する
途中でγ鉄中に脱酸生成物、窒化物並びに炭窒化物を析
出し、これらがＭｎＳの析出核として有効に働き、硫化
物介在物の微細化と共に析出個数を増し、かつ均等に分
散して加工性と被削性を増大する。その量が０．０２％
未満及び０．２０％を超えるとその効果が十分でない。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】Ｖ：０．０５〜０．５０％又は／及びＴ
ｉ：０．０２〜０．２０％ 前述したように、これらの元素はＳｉ−Ｍｎ共同脱酸の
補助的役割を担わせ、溶鋼中の酸素量を１００〜２５０
ｐｐｍの範囲に安定して保持し、溶鋼の凝固後のＭｎＳ
の形状を被削性に好影響を与える球形に近いものにし、
且つ、上記Ｎｂと同じく、ＭｎＳの析出を鋼中におおよ
そ均等に分散させるため、γ鉄中に析出するＶの窒化物
及び溶鋼中に析出するＴｉＮが有効に作用する。その量
はそれぞれ下限未満並びに上限を超えると効果が十分で
ない。本発明の含硫黄快削鋼は上記の組成を有すると共
に、該鋼における非金属介在物の主たる硫化物系介在物
が該鋼の横断面においてその平均サイズが５０μｍ２以
下であり、且つ、１ｍｍ２当り５００個乃至１０００個
存在する。このように存在する硫化物系介在物により、
本発明鋼は良好な加工と共に優れた被削性を有する。硫
化物系介在物の平均サイズ、１ｍｍ２当りの個数が上記
の範囲外であると十分な被削性、加工が得られない。
ｉ：０．０２〜０．２０％ 前述したように、これらの元素はＳｉ−Ｍｎ共同脱酸の
補助的役割を担わせ、溶鋼中の酸素量を１００〜２５０
ｐｐｍの範囲に安定して保持し、溶鋼の凝固後のＭｎＳ
の形状を被削性に好影響を与える球形に近いものにし、
且つ、上記Ｎｂと同じく、ＭｎＳの析出を鋼中におおよ
そ均等に分散させるため、γ鉄中に析出するＶの窒化物
及び溶鋼中に析出するＴｉＮが有効に作用する。その量
はそれぞれ下限未満並びに上限を超えると効果が十分で
ない。本発明の含硫黄快削鋼は上記の組成を有すると共
に、該鋼における非金属介在物の主たる硫化物系介在物
が該鋼の横断面においてその平均サイズが５０μｍ２以
下であり、且つ、１ｍｍ２当り５００個乃至１０００個
存在する。このように存在する硫化物系介在物により、
本発明鋼は良好な加工と共に優れた被削性を有する。硫
化物系介在物の平均サイズ、１ｍｍ２当りの個数が上記
の範囲外であると十分な被削性、加工が得られない。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】前記鋼塊を直径４０ｍｍの丸棒に鍛伸し、
供試材を作り、旋盤を使い旋削試験を行なった。試験条
件を下記に示す。 供試材熱処理：焼準 工具 ：超硬チップ 三菱マテリアル社製ＳＮＧ
Ａ１２０４０４ 切削速度 ：１００ｍ／分 切込み量 ：１ｍｍ 送り ：０．０２、０．０５、０．１０、 ０．
１５、 ０．２０ｍｍ／ｒｅｖ 切削油 ：なし 評価項目 ：切屑の破砕性
供試材を作り、旋盤を使い旋削試験を行なった。試験条
件を下記に示す。 供試材熱処理：焼準 工具 ：超硬チップ 三菱マテリアル社製ＳＮＧ
Ａ１２０４０４ 切削速度 ：１００ｍ／分 切込み量 ：１ｍｍ 送り ：０．０２、０．０５、０．１０、 ０．
１５、 ０．２０ｍｍ／ｒｅｖ 切削油 ：なし 評価項目 ：切屑の破砕性
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】供試材の旋盤による加工時の旋削切屑破砕
性の評価と横断面における硫化物系介在物の平均サイズ
及び被検面積１ｍｍ２当りの個数を表２に示した。
性の評価と横断面における硫化物系介在物の平均サイズ
及び被検面積１ｍｍ２当りの個数を表２に示した。
【表２】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】これらの結果から明らかなように、本発明
の快削鋼は環境に有害な重金属を一切含有せず、従来の
重金属含有快削鋼に勝るとも劣らない快削鋼を発明でき
た。被削性の評価は切屑の破砕性によって行なった。そ
の破砕性の優劣の評価基準は図１に示す◎、○、△、×
の４段階で評価した。本発明では表２に示すように、旋
盤の各送り速度の全てにおいて◎(最良)であった。
の快削鋼は環境に有害な重金属を一切含有せず、従来の
重金属含有快削鋼に勝るとも劣らない快削鋼を発明でき
た。被削性の評価は切屑の破砕性によって行なった。そ
の破砕性の優劣の評価基準は図１に示す◎、○、△、×
の４段階で評価した。本発明では表２に示すように、旋
盤の各送り速度の全てにおいて◎(最良)であった。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 渡辺 幹
栃木県宇都宮市平出工業団地１ 三菱製鋼
株式会社宇都宮製作所内
(72)発明者 吉村 恒夫
東京都渋谷区猿楽町11−８ 有限会社吉村
技術事務所内
Claims (1)
- 【請求項１】 質量％で、 Ｃ：０．０３〜０．２０％ Ｓｉ：０．３５％以下（０を含む） Ｍｎ：０．３０〜２．００％ Ｐ：０．０１〜０．１５％ Ｓ：０．３５〜０．６５％ Ｏ：０．０１００〜０．０２５０％ Ｎ：０．０２０％以下 Ａｌ：０．００５％以下（０も含む） Ｎｂ：０．０２〜０．２０％ を含有し、更に Ｖ：０．０５〜０．５０％ Ｔｉ：０．０２〜０．２０％ の１種又は２種を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物
よりなる化学成分の鋼中の非金属介在物の主たる硫化物
系介在物の平均サイズが５０μｍ2以下であり、且つ、
硫化物介在物が１ｍｍ2当り５００個乃至１０００個存
在することを特徴とする高硫黄快鋼。
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|---|---|---|---|
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| EP02728168A EP1484422B1 (en) | 2002-03-12 | 2002-05-28 | Sulfur-containing free-cutting steel |
| DE60211958T DE60211958T2 (de) | 2002-03-12 | 2002-05-28 | Schwefelhaltiger automatenstahl |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JP2006200032A (ja) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Kobe Steel Ltd | 低炭素硫黄快削鋼 |
| CN103014562A (zh) * | 2012-12-19 | 2013-04-03 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种降低转炉高硫易切削钢铸坯表面气孔的控制方法 |
| CN104451458A (zh) * | 2014-12-01 | 2015-03-25 | 杭州钢铁集团公司 | 一种易切削钢及其生产方法和在制造钥匙中的应用 |
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| JP3918787B2 (ja) * | 2003-08-01 | 2007-05-23 | 住友金属工業株式会社 | 低炭素快削鋼 |
| CN100447273C (zh) * | 2003-12-01 | 2008-12-31 | 株式会社神户制钢所 | 成品表面粗糙度优异的低碳再硫化易切削钢产品及其制法 |
| JP4441360B2 (ja) * | 2003-12-01 | 2010-03-31 | 株式会社神戸製鋼所 | 仕上面粗さに優れた低炭素複合快削鋼材 |
| TWI384081B (zh) * | 2008-06-13 | 2013-02-01 | China Steel Corp | Manufacture of Medium Carbon and Sulfur Series Fast Cutting Steel |
| TWI391500B (zh) * | 2008-08-06 | 2013-04-01 | Posco | 環保無鉛之快削鋼及其製作方法 |
| CN102154534B (zh) * | 2010-03-30 | 2014-05-28 | 吴海涛 | 一种电弧炉冶炼高硫合金钢及其制备方法 |
| WO2016199843A1 (ja) * | 2015-06-10 | 2016-12-15 | 新日鐵住金株式会社 | 快削鋼 |
| US11051670B2 (en) | 2017-04-13 | 2021-07-06 | Intelligent Cleaning Equipment Holdings Co. Ltd. | Floor cleaning machines having intelligent systems, associated sub-assemblies incorporating intelligent systems, and associated methods of use |
| US20210262050A1 (en) * | 2018-08-31 | 2021-08-26 | Höganäs Ab (Publ) | Modified high speed steel particle, powder metallurgy method using the same, and sintered part obtained therefrom |
| JPWO2025047240A1 (ja) * | 2023-08-30 | 2025-03-06 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB815095A (en) | 1954-09-30 | 1959-06-17 | Lasalle Steel Co | Method for improving the machinability of steel |
| US3902898A (en) | 1973-11-08 | 1975-09-02 | Armco Steel Corp | Free-machining austenitic stainless steel |
| JPS62270752A (ja) | 1986-05-19 | 1987-11-25 | Daido Steel Co Ltd | 窒化処理性に優れた快削鋼 |
| CA1301489C (en) | 1986-06-10 | 1992-05-26 | St. Marie, Thomas A. | Cold drawn free-machining resulfurized and rephosphorized steel bars having controlled mechanical properties and controlled machinability |
| JPS63111157A (ja) | 1986-10-29 | 1988-05-16 | Kobe Steel Ltd | 硫黄及び硫黄複合系のＺｒ快削鋼 |
| JPH0356638A (ja) | 1989-07-24 | 1991-03-12 | Kobe Steel Ltd | 熱間鍛造型非調質鋼 |
| US5089067A (en) | 1991-01-24 | 1992-02-18 | Armco Inc. | Martensitic stainless steel |
| JPH11293391A (ja) | 1998-04-13 | 1999-10-26 | Kobe Steel Ltd | 切屑処理性に優れた低炭素快削鋼およびその製造方法 |
| JP3687370B2 (ja) | 1998-11-25 | 2005-08-24 | 住友金属工業株式会社 | 快削鋼 |
| JP2000319753A (ja) | 1999-04-30 | 2000-11-21 | Daido Steel Co Ltd | 低炭素硫黄系快削鋼 |
| WO2001066814A1 (fr) * | 2000-03-06 | 2001-09-13 | Nippon Steel Corporation | Acier presentant une excellente aptitude au forgeage et au decoupage |
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- 2002-03-12 JP JP2002067164A patent/JP3929029B2/ja not_active Expired - Lifetime
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