JPH01319651A - 温間加工性にすぐれた快削鋼 - Google Patents

温間加工性にすぐれた快削鋼

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JPH01319651A
JPH01319651A JP15171788A JP15171788A JPH01319651A JP H01319651 A JPH01319651 A JP H01319651A JP 15171788 A JP15171788 A JP 15171788A JP 15171788 A JP15171788 A JP 15171788A JP H01319651 A JPH01319651 A JP H01319651A
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JP
Japan
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less
steel
cutting steel
free
inclusions
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JP15171788A
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English (en)
Inventor
Sadayuki Nakamura
中村 貞行
Tomonori Haniyuda
智紀 羽生田
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明は、介在物を調整して温間加工性を改善した快削
鋼に関する。
【従来の技術】
自動車や各種産業機械を構成する機械構造部品の製造に
当って、機械加工の能率を高めるために、好んで快削鋼
が使用されている。 一方、それ以前の圧延や鍛造などの加工工程は、温間で
実施したい場合がしばしばある。 ここで「温間加工」
とは、一般に800°○より低い温度、好適には600
〜700′C近辺の温度領域におりる加工をいい、よく
知られているとあり、熱間加工につぐ小さい変形抵抗で
加工を行なうことができ、冷間加工に近い仕上げ精度が
得られることが、温間加工の利点である。。 ところか、現在使用されている機械構造用快削鋼はs、
pb、 B; 、丁eなどの快削元素を含有してa3す
、これらは温間加工性にとって有害である。 代表的な
Sについてみれば、Sは主としてMnS介在物の形で鋼
中に存在して被削性を高めるが、MnSは圧延により長
く展伸し、等方性を損なうとともにワレの拠点となる。 発明者らは、BN(六方晶系)介在物が鋼の被削性を向
上させることを見出し、これを0.001〜0.1%含
有する快削鋼を開示した(待聞昭62’−211350
@)。 その後の研究により、上記した適量のBNを鋼中に析出
させるには、B:0.004〜0.020%、N:0.
005〜0.050%、そしてN/B(重量比):0.
5〜4.0の条件をみたし、0を0.0015%以下に
、Ti 、Zr 、REMなど窒化物を生成しやすい元
素の総量を0.01%以下に規制ずべきことを見出した
。 このような鋼は、他の特定の合金成分と組み合わせ
た組成により、浸炭焼入れ用快削鋼として(特願昭63
−15460号)、おるいは非調質快削鋼として(特願
昭63−42875@)有用でおることを確認し、ずで
に提案した。 今回、BN介在物は鋼の温間加工性にとって有害てない
という新たな知見を得た。 [発明か解決しようとする課題1 本発明の目的(Jl、上記の新たな知見を利用し、快削
性を、主としてBN介在物に頼るとともに仙の介在物の
助けも措りて高いレベルに保ち、しかも温間加工[性に
有害な介在物を極力少なくすることによって、従来は両
立し難かった快削性と温間加工性とを兼ねそなえた鋼を
提供することにある。 [課題を解決するための手段] 本発明の湿間加工性にすぐれた快削鋼は、基本組成とし
て、C:0.15〜0.70%、Si :0.35%以
下、Mn:2.0%以下、S:0゜040%以上、A〃
 :0,00口〜0.100%、Ca :0.0005
〜0.0100%、B:○。 004〜0.020%d3よびN:0.○05−0゜0
20%を含有し、ただしN/B (重量比):0゜5〜
4.○て必りO:0.002%以下、かつT i +7
r 十RFM : 0.01%以下であって、残余が実
質上Feからなる組成を有し、硫化物系介在物中にCa
か平均5〜50重量%含まれていることを特徴と覆る。 上記の鋼は、任意添加元素として、下記のグループの成
分を含むことができる。 o  Pb :0.005〜0.050%およびBi 
:0.01〜0.10%の1種または2種o  x: 
 :0.3〜5.0%、Cr:0.1〜5゜0%おにび
Mo:Q、05〜3.0%の1種または2種以上 ○ Pb :0.005〜0.05%およびBi :0
.01〜0.10%の1種または2種、ならびに、Ni
 :0.3〜5.0%、Cr  :0. 1〜5.0%
およびMo :0.05〜3.0%の1種または2種以
上 [作 用] 上記の合金成分のはたらきと、その組成範囲の限定理由
は、つぎのとありである。 C:0.15〜0.70% 構造用鋼として要求される強度を得るためには、0.1
5%以上必要である。 一方、含有量が高くなれば変形
抵抗が人となって温間加工も困難になるから、0.70
%を上限としlこ 。 Si  :0.35%以下 脱酸剤として添加するか、延性を低くするから、0.3
5%を超えないようにする。 Mn:2.0%以下 強度と焼入性のため適量添加Jるが、被削性にとっては
好ましい存在でないから、2.0%以下で少量に止める
。 S:0.040%以下 多くの快削鋼で利用するSも、温間加工性にとっては有
害であるから、積極的な添加はしない。 しかし、避り
難い不純物で必って、硫化物系介在物の生成は免れない
から、後記するようにCaの添加によりその形態をコン
1〜ロールする。 許容できる限界が0.040%であ
る。 八9:○、○01〜0.100% 鋼中のOを固定しBの酸化物生成を妨げることによって
、BNの析出を促す作用がおり、0.001%以上の存
在が必要である。 多量になると焼入性や鋳造性が低下
するし、地キズも多くなるから、0.100%以下に止
める。 B:0.004〜0.020%、好ましくは00006
〜0.009% N:0.005〜0.020% N/B (重量比):0.5〜4.0 本発明の快削鋼は、適量のBNの析出により被削性を確
保する。 各下限値は、そのために必要な最低限の添加
量である。 Bが上限を超えると熱間加工性が低くなり
、Nが上限を超えると鋳造性が低下する。 N/Bの比
が上記の下限に及ばないと熱間加工性か悪く、上限を超
えると被削性を損う。 Ca :0.0005〜0.0100%次に述べる硫化
物系介在物のコントロールに必要で、010005%以
上添加しないと温間加工性がにりならない。 0.01
%を超えると地キズが無視できなくなる。 不純物規制の理由は、下に記すとa″3ゆである。 O:0.0020%以下 鋼中のBは、○が存在すると8203を生成してしまい
、期待したBNの析出が妨げられる。 それゆえ、Oは
極力低減しな(プればならない。 Ti +7r +REM: 0.01%以下これらはN
と結合しやすく、窒化物をつくってBNの生成を妨害覆
るから、やはり微量しか許容できない。 近年これらの
元素を含む特殊鋼が多く生産され、使用されるようにな
った結果、原料スクラップの成分を確めないと、不用意
にこの限度を超過り−ることかあるから注意を要する。 硫化物系介在物中のCa含有量をある程度確保づ−るの
は、前記のようにMnSは展伸されやすいのに対し、C
aSはほとんど展伸されず、CaSの割合が高まれば仝
休として硫化物系介在物が展伸されにくくなる結果、介
在物か温間加工時にワレの拠点となる度合か低くなるか
らでおる。 この効果は介在物中のCaが5重量%以上
で得られ、10%以上で顕著である。 50%以上の存
在は必要ない。 なあ、硫化物系介在物中のCa@は、各介在物粒子をF
PMA(X線マイクロアナライザー)で分析してMn 
、 CaおよびSの各元素の存在割合を知り、Ca /
 (Mn 十〇a +S)として算出する。 任意に添加する元素の作用はつぎのとありであって、そ
の組成範囲はそれぞれ併記した理由にもとすく。 Pb :0.005〜0.05%およびBi:0゜01
〜0.10%の1種または2種 いずれも切りくず破砕性を高め、被削性に寄与する。 
両者を(,74用すると、低融点の共晶をつくって高い
効果をあられすがら好ましい。 しかし、前述のように温間加工性にとっては好ましくな
い元素でおるから、その弊害が出ない範囲で利用すべき
でおる。 Ni:0.3〜5.0%、 Cr :0.1〜5.○%a3よび Mo:0.05〜3.0%の1種または2種以上これら
はいずれも強度の向上に寄与するから、効果か確実にな
るそれぞれの下限値以上を添加するとよい。 上限値を
超えて添加しても、効果が飽和してしまい]ス1〜を高
くするだりでおる。 [実施例1] 355C鋼をベースとして、本発明を適用した鋼を溶製
した。 その組成は第1表に示すとおりである。 表中
、AJ5よびBは比較例、1〜3が実施例である。 各編のり〜ンプルについて、硫化物系介在物のうち長さ
5μm5以上のもの10個をとりあげ、その中の6aa
をEPMAにより分析した。 被削性は、超硬工具による下記条件の旋削を行ない、ザ
ンプルAの工具寿命を1として、それに対する比であら
れした。 工  具:Plo 切削速度:200m/m1n −]3− 寿命判定:逃げ面摩耗0.2簡 温間加工時を、つぎの条件での端面拘束圧縮にJ5Gプ
るワレ発生率(%)をもって評価した。 試 験 片:直径20mm×高さ30m加工速度: 1
00mm/ sec 加工前温度ニア00’C 加工率−(圧縮量/初期高さ)=0.8以上のデータを
、第6表に掲げる。 [実施例2〜51 それぞれ下記の鋼をベースにして本発明を適用した鋼を
溶製し、実施例1と同様な試験を行なった。 合金組成
と試験結果を、下記のように示づ。 実施例  ベース鋼  合金組成 試験データ2  5
CR4−20第2表  第7表3  3CM/120 
 第3表  第8表4  3NC631第4表  第9
表 5 3NCMI20  第5表  第10表表中、C〜
Fは比較例であり、4〜15は実施例で必る。 第6表 第9表 第10表 [発明の効果] 本発明の温間1JrlJ性にすぐれた快削鋼は、温間加
工性を損わないBN介在物に被削性の多くを担わせ、硫
化物系介在物の形態を温間加工性に対する悪影響のない
よう制御して被削性向上を助(プさせることにより、従
来は両立し難いとされていた被削性と温間加工性とを両
立させたものである。 所望により、他の被削性改善元素をも利用してざらに被
削性を高めたり、強度を向上させる元素を添加したりす
ることもできる。 従って本発明は、実施例に示した鋼種(SC。 SCR,SCM、SNCおよびSNCM)を中心とする
多数の鋼に改良をもたらしたものといえ、代表的な用途
として自動車部品、たとえば]ンロッドやステアリング
関係の部品が挙げられ、これらの製造に本発明を適用し
て、能率の向上と二1ス1〜の低減をはかることかでき
る。 特許出願人   人同特殊鋼株式会社 代理人  弁理士  須 貿 総 夫

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)C:0.15〜0.70%、Si:0.35%以
    下、Mn:2.0%以下、S:0.040%以下、Al
    :0.001〜0.100%、Ca:0.0005〜0
    .0100%、B:0.004〜0.020%およびN
    :0.005〜0.020%を含有し、ただしN/B(
    重量比):0.5〜4.0であり、O:0.002%以
    下、かつTi+Zr+REM:0.01%以下であつて
    、残余が実質上Feからなる組成を有し、硫化物系介在
    物中にCaが平均5〜50重量%含まれていることを特
    徴とする温間加工性にすぐれた快削鋼。
  2. (2)C:0.15〜0.70%、Si:0.35%以
    下、Mn:2.0%以下、S:0.040%以下、Al
    :0.001〜0.100%、Ca:0.0005〜0
    .0100%、B:0.004〜0.020%およびN
    :0.005〜0.020%を含有し、ただしN/B(
    重量比):0.5〜4.0であり、それに加えてPb:
    0.005〜0.050%およびBi:0.01〜0.
    10%のいずれか1種または2種を含有し、O:0.0
    02%以下、かつTi+Zr+REM:0.01%以下
    であつて、残余が実質上Feからなる組成を有し、硫化
    物系介在物中にCaが平均5〜50重量%含まれている
    ことを特徴とする温間加工性にすぐれた快削鋼。
  3. (3)C:0.15〜0.70%、Si:0.35%以
    下、Mn:2.0%以下、S:0.040%以下、Al
    :0.001〜0.100%、Ca:0.0005〜0
    .0100%、B:0.004〜0.020%およびN
    :0.005〜0.020%を含有し、ただしN/B(
    重量比):0.5〜4.0であり、それに加えてNi:
    0.3〜5.0%、Cr:0.1〜5.0%およびMo
    :0.05〜3.0%の1種または2種以上を含有し、
    O:0.002%以下、かつTi+Zr+REM:0.
    01%以下であって、残余が実質上Feからなる組成を
    有し、硫化物系介在物中にCaが平均5〜50重量%含
    まれていることを特徴とする温間加工性にすぐれた快削
    鋼。
  4. (4)C:0.15〜0.70%、Si:0.35%以
    下、Mn:2.0%以下、S:0.040%以下、Al
    :0.001〜0.100%、Ca:0.0005〜0
    .0100%、B:0.004〜0.020%およびN
    :0.005〜0.020%を含有し、ただしN/B(
    重量比):0.5〜4.0であり、それに加えてPb:
    0.005〜0.050%およびBi:0.01〜0.
    10%のいずれか1種または2種、ならびに、Ni:0
    .3〜5.0%、Cr:0.1〜5.0%およびMo:
    0.05〜3.0%の1種または2種以上を含有し、O
    :0.002%以下、かつTi+Zr+REM:0.0
    1%以下であって、残余が実質上Feからなる組成を有
    し、硫化物系介在物中にCaが平均5〜50重量%含ま
    れていることを特徴とする温間加工性にすぐれた快削鋼
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998023784A1 (fr) * 1996-11-25 1998-06-04 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Acier d'excellente usinabilite et composant usine
US5922145A (en) * 1996-11-25 1999-07-13 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Steel products excellent in machinability and machined steel parts
JP2007107020A (ja) * 2005-10-11 2007-04-26 Jfe Bars & Shapes Corp 工具寿命に優れたbn快削鋼
JP2012197513A (ja) * 2012-03-26 2012-10-18 Jfe Bars & Shapes Corp 工具寿命に優れたbn快削鋼
CN104862584A (zh) * 2015-05-14 2015-08-26 武汉钢铁(集团)公司 一种高性能经济复合易切削钢
CN112080700A (zh) * 2020-09-14 2020-12-15 新余钢铁股份有限公司 一种高硫低铝易切削钢连铸板坯及其生产方法

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