JPS61110754A - 低炭素硫黄−鉛快削鋼 - Google Patents
低炭素硫黄−鉛快削鋼Info
- Publication number
- JPS61110754A JPS61110754A JP23355084A JP23355084A JPS61110754A JP S61110754 A JPS61110754 A JP S61110754A JP 23355084 A JP23355084 A JP 23355084A JP 23355084 A JP23355084 A JP 23355084A JP S61110754 A JPS61110754 A JP S61110754A
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- JP
- Japan
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- steel
- cutting
- tool
- free
- cutting steel
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- Pending
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
(産業上の利用分野)
本発明は低炭X硫黄−鉛快削鋼に関し、特に塑性変形能
にすぐれたマンガン硫化物を含有する耐工具摩耗特性の
すぐれた低炭素硫黄−鉛快削鋼に係るもので6る・。 (従来技術及び発明が解決しようとする間電点)近年切
削の自動化、NO化が進み快削鋼の需要量はこの10年
間に2〜3倍増となりている。さらに快削鋼の内でも特
に低炭素快削鋼の被削性能が注目されCお〕、たとえば
特公昭59−19182号公報においては1 (8〕/
チ〔C〕×チ(0)比を限定することによってプローホ
ールの発生を抑制する手法を採用し、Aj 、 Siな
どの脱酸剤および真空脱fスのごとき処理を採用しない
被剛性のすぐれた連鋳法による硫黄快削鋼について提案
されている。また特公昭59−59860号公報におい
ては快削添加物として低溶融点のB20.介在物、Ma
O”nB2O5系(n−1e 2 e 3 )系介在物
を利用した快削鋼およびその製造法について提案されて
いる。 所で、これらの低炭素快削鋼の耐工具摩耗特性は主とし
てMnSの形状および快削元素であるpbとSの含有量
によって決まるとされている(鉄と鋼、第57年(19
71)第13号P 1912−1932 )。 即ち、この場合脱酸材である人tおよびSlの添加を極
力少なくして溶鋼中
にすぐれたマンガン硫化物を含有する耐工具摩耗特性の
すぐれた低炭素硫黄−鉛快削鋼に係るもので6る・。 (従来技術及び発明が解決しようとする間電点)近年切
削の自動化、NO化が進み快削鋼の需要量はこの10年
間に2〜3倍増となりている。さらに快削鋼の内でも特
に低炭素快削鋼の被削性能が注目されCお〕、たとえば
特公昭59−19182号公報においては1 (8〕/
チ〔C〕×チ(0)比を限定することによってプローホ
ールの発生を抑制する手法を採用し、Aj 、 Siな
どの脱酸剤および真空脱fスのごとき処理を採用しない
被剛性のすぐれた連鋳法による硫黄快削鋼について提案
されている。また特公昭59−59860号公報におい
ては快削添加物として低溶融点のB20.介在物、Ma
O”nB2O5系(n−1e 2 e 3 )系介在物
を利用した快削鋼およびその製造法について提案されて
いる。 所で、これらの低炭素快削鋼の耐工具摩耗特性は主とし
てMnSの形状および快削元素であるpbとSの含有量
によって決まるとされている(鉄と鋼、第57年(19
71)第13号P 1912−1932 )。 即ち、この場合脱酸材である人tおよびSlの添加を極
力少なくして溶鋼中
〔0〕チを高めることKよってMi
sの形状をオーバルタイf(長軸と短軸との比の小さい
Mns )にすると、鋼の切欠効果が大きくなシ切削エ
ネルイーが減少するために快削鋼の耐摩耗特性が向上す
ることはたとえば鉄と鋼、第57年(1971)a!1
3号、1912−1932頁゛などの報文でよく知られ
ている。このようK Mn8形状をオーバルタイグにし
た低炭素快削鋼の耐工具摩耗特性は普通鋼のそれの数倍
で6タ、工業的規模で広く利用されている。しかし多軸
自動切削盤の普及に#−ない、最も工具寿命の短かい軸
方向への切込み切削用工具の摩耗を減少させ多軸自動盤
の稼動率の飛曙的向上をはかるため、現状快削鋼よシ一
段と高速度鋼工具および超硬合金工具に対する耐工具摩
耗特性のすぐれた低炭素快削鋼の開発が強く工業界から
望まれている。 (問題を解決するための手段) そこで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とU含有
量とを調整することKよって、工Ajl!粍を抑制する
作用の6るMnS fji膜を工具表面層く形成させや
すい、塑性変形能の高いMnSを鋼中に分散させた耐工
具摩耗特性のすぐれた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る。 (発明の構成・作用) 本発明は以上の知見に基〈ものであって、その要旨とす
る所は重量嘩でCO,05〜0.15チ、Sl 0.0
03弾以下、Mrs O,5〜1.5 S 、 P 0
.05〜0.10 %、30.15〜0.40 % s
Pb 0.05〜0.40 % %Cu 0.15〜
0.40 To %00.010〜0.020チ、At
O,0009チ以下含有し、残部鉄および不純物よシな
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。 先ず本発明鋼の成分としては重量%で夫々次の範囲のも
のでなければならない、最初KCは切削仕上面粗さを確
保するためにその下限なo、ossにしなければならな
い。Cの上限については0.15%を超えると硬さの大
きい/ぐ−2イト組織の占める割合が高くなシ被剛性能
が低下するので0.151に限定する必要がある。 次にMnは鋼の結晶粒界へのF・S析出を防止し熱間圧
延時の割れを防ぐためK O,5−以上必要でらるが、
1.5チ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%以下に限定す°る必要が
るる。 またPは仕上面粗さを改善するためにその下限なo、o
s sくしなければならない。Pの上限については鋼
の機械的性質、冷間加工性を損なうので0.101に限
定する必要がある。 さらにSは工具摩耗を抑制する作用のろるMnSを生成
させるために0.15チ以上必要であるが、0.41を
超える場合鋼の冷間加工性能を低下させるので0.40
−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O,OS*以上
必要である・、Pbの上限については0.4チを超える
場合熱間加工性能、面疲労特性を損うので0.40チに
限定する必要がある。 次にCuは工具と被剛材との凝着を防止し工具摩耗な抑
制させるためKO,15%以上必要とするが、0.40
%を超えると鋼の熱間加工性を低下させるので0.40
%以下でなければならない。 さも・にOは圧延中にMnS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O,0IO1以上必要であ
るが、0.02(lを超えると切削中のMnSの塑性変
形能が低下するので、該性能を確保するために0.02
01以下に限定する必要がある。 一方S1はMn8の塑性変形能を小さくし工具刃先への
MnB皮膜生成を抑制する結果工具9粍を増大させるの
で、極力低目に抑えることが必要で6りその含有量が0
.0:l以下でなければならない。 またUもMn Sの塑性変形能を小さくし工具刃先への
Hns皮膜生成を抑制する結果、工具摩耗を増大させる
のでO,0O09%以下に抑制する必要がある。Atが
0.0O09%を超えるとMnS皮膜が工具表面を覆う
面積率は急激に低下して工具摩耗が著しくなる。このよ
うな態の範囲は次に示すような実験によシ定められたも
のでおる。供試材は実用炉で溶製し80箇径の丸棒に圧
延した。次に930℃X2hr加熱保持後空冷して被剛
性試験に供した。 第1表に供試材の化学組成を示した。これら供試材は人
を含有量を種々変化せしめるために、溶鋼にUを添加す
るものから全く行なわないものまで各種y4!Inた他
、製鋼グロセスにおいて耐火レンガの吟味、Arバブリ
ングによるAr、20s系介在物の浮上除去などの諸手
段を講じて製作されたものである。 被剛性の良否は高速度鋼工具および超硬合金工具を使用
して回転軸に対して直角方向に旋削(突切り方向の切削
)を行なって判定した。高速度鋼工具の場合には、工具
材種はSKH57、常用切削速度V −80rQ/!L
i nおよび120 Vmlnの2水準、送シ0.05
轡′revの条件で断続的切削(211切削−51c
非切削)を行なった。超硬合金工具の場合には工具材種
はKIO,その他の条件は高速度鋼工具の場合と同様で
6る。工具寿命判定規準は前逃げ百の溝状摩耗の長さが
高速度鋼工具の場合は300μm1超硬合金工具の場合
は150μmに達するまでのサイクル数(工具寿命)と
した。被削性評価M来を第1図およびgz図に示した。 まず高速度鋼工具の場合は、第1図に示す如く、uo、
0009%を境界として工具寿命に著しい差のあること
が認められる。切削速度80 +mm1nの場合に最も
μ含有量低減効果が著しく工具寿命は7〜8倍向上して
いる。切削速度120 n(winの場合の効果も4〜
5倍でsb工具寿命の向上は明確である。 また、超硬合金工具の場合も第2図に示す如く、見金有
量低減効果は高速度鋼工具の場合よシも若干小さいもの
の、Al 0.0009 %を境界として工具寿命にや
は)著しい差のあることが認められる。 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ぐ、Sl及びμの添加を抑制するも
のであり、このため溶鋼の脱酸を必要とする場合にはC
脱酸を行ないSl、AJLは一切使用しない。この他、
先に述べたように耐大物の吟味あるいはArバブリング
によるAA203系介在物等の浮上除去などの手段を用
いてSi、Atの低減をはかるものである。なおこれ以
外の製造手段については通常の造塊、連鋳、加熱、圧電
等の手段によシ所望の形状寸法の鋼材とすることが出来
る。 次に実施例によ〕本発明の効果をさらに具体的く示す。 (実施例) 第2表に示す鋼材について高速度鋼工具および超硬合金
工具を使用して回転軸に対して直角方向O旋削試験(束
切シ方向の切削)を行をりた。同表中、71i1〜4が
本発明鋼、&5〜8が比較鋼でろるeなお本発明鋼につ
いてはm 、st含有量の少ないぷ材料の選択、耐火レ
ンガの吟味およびArバブリングによるAA20.系介
在物の浮上除去などの諸手段を講じて人Z、St含有量
を低減させた。 試験結果を第2表に併記する。なお試験条件は次のとお
りでるる。 高速度鋼工具による試験:工具材種は5KH57、切削
速度はV = 80 nfmt nと120 Vmin
、送シバ0、05 m7’r・マ、切削ナイクルは2
1=0切剛−511非切削で工具寿命は前逃げ面摩耗が
300μmに達するまでのサイクル数とした。 超硬合金工具による試験:工具材種はKIO1工具寿命
は前逃げ面摩耗が150μmに達するまでのサイクル数
でロシ、その他の試験条件は高速R鋼工具の場合と同様
である。 rX2表から明らかなように本発明鋼の工具寿命は高速
度鋼工具の場合、比較鋼の工具寿命の2.5〜7.5倍
でらシ、超硬合金工具の場合は1.6〜3倍程腿でいづ
れも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
鋼工具および超硬合金工具の耐摩耗性を著しく向上させ
る低炭素硫黄−鉛快削鋼を提供することが可能でロル、
産業上の効果は極めて顕著なものがらる。
sの形状をオーバルタイf(長軸と短軸との比の小さい
Mns )にすると、鋼の切欠効果が大きくなシ切削エ
ネルイーが減少するために快削鋼の耐摩耗特性が向上す
ることはたとえば鉄と鋼、第57年(1971)a!1
3号、1912−1932頁゛などの報文でよく知られ
ている。このようK Mn8形状をオーバルタイグにし
た低炭素快削鋼の耐工具摩耗特性は普通鋼のそれの数倍
で6タ、工業的規模で広く利用されている。しかし多軸
自動切削盤の普及に#−ない、最も工具寿命の短かい軸
方向への切込み切削用工具の摩耗を減少させ多軸自動盤
の稼動率の飛曙的向上をはかるため、現状快削鋼よシ一
段と高速度鋼工具および超硬合金工具に対する耐工具摩
耗特性のすぐれた低炭素快削鋼の開発が強く工業界から
望まれている。 (問題を解決するための手段) そこで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とU含有
量とを調整することKよって、工Ajl!粍を抑制する
作用の6るMnS fji膜を工具表面層く形成させや
すい、塑性変形能の高いMnSを鋼中に分散させた耐工
具摩耗特性のすぐれた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る。 (発明の構成・作用) 本発明は以上の知見に基〈ものであって、その要旨とす
る所は重量嘩でCO,05〜0.15チ、Sl 0.0
03弾以下、Mrs O,5〜1.5 S 、 P 0
.05〜0.10 %、30.15〜0.40 % s
Pb 0.05〜0.40 % %Cu 0.15〜
0.40 To %00.010〜0.020チ、At
O,0009チ以下含有し、残部鉄および不純物よシな
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。 先ず本発明鋼の成分としては重量%で夫々次の範囲のも
のでなければならない、最初KCは切削仕上面粗さを確
保するためにその下限なo、ossにしなければならな
い。Cの上限については0.15%を超えると硬さの大
きい/ぐ−2イト組織の占める割合が高くなシ被剛性能
が低下するので0.151に限定する必要がある。 次にMnは鋼の結晶粒界へのF・S析出を防止し熱間圧
延時の割れを防ぐためK O,5−以上必要でらるが、
1.5チ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%以下に限定す°る必要が
るる。 またPは仕上面粗さを改善するためにその下限なo、o
s sくしなければならない。Pの上限については鋼
の機械的性質、冷間加工性を損なうので0.101に限
定する必要がある。 さらにSは工具摩耗を抑制する作用のろるMnSを生成
させるために0.15チ以上必要であるが、0.41を
超える場合鋼の冷間加工性能を低下させるので0.40
−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O,OS*以上
必要である・、Pbの上限については0.4チを超える
場合熱間加工性能、面疲労特性を損うので0.40チに
限定する必要がある。 次にCuは工具と被剛材との凝着を防止し工具摩耗な抑
制させるためKO,15%以上必要とするが、0.40
%を超えると鋼の熱間加工性を低下させるので0.40
%以下でなければならない。 さも・にOは圧延中にMnS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O,0IO1以上必要であ
るが、0.02(lを超えると切削中のMnSの塑性変
形能が低下するので、該性能を確保するために0.02
01以下に限定する必要がある。 一方S1はMn8の塑性変形能を小さくし工具刃先への
MnB皮膜生成を抑制する結果工具9粍を増大させるの
で、極力低目に抑えることが必要で6りその含有量が0
.0:l以下でなければならない。 またUもMn Sの塑性変形能を小さくし工具刃先への
Hns皮膜生成を抑制する結果、工具摩耗を増大させる
のでO,0O09%以下に抑制する必要がある。Atが
0.0O09%を超えるとMnS皮膜が工具表面を覆う
面積率は急激に低下して工具摩耗が著しくなる。このよ
うな態の範囲は次に示すような実験によシ定められたも
のでおる。供試材は実用炉で溶製し80箇径の丸棒に圧
延した。次に930℃X2hr加熱保持後空冷して被剛
性試験に供した。 第1表に供試材の化学組成を示した。これら供試材は人
を含有量を種々変化せしめるために、溶鋼にUを添加す
るものから全く行なわないものまで各種y4!Inた他
、製鋼グロセスにおいて耐火レンガの吟味、Arバブリ
ングによるAr、20s系介在物の浮上除去などの諸手
段を講じて製作されたものである。 被剛性の良否は高速度鋼工具および超硬合金工具を使用
して回転軸に対して直角方向に旋削(突切り方向の切削
)を行なって判定した。高速度鋼工具の場合には、工具
材種はSKH57、常用切削速度V −80rQ/!L
i nおよび120 Vmlnの2水準、送シ0.05
轡′revの条件で断続的切削(211切削−51c
非切削)を行なった。超硬合金工具の場合には工具材種
はKIO,その他の条件は高速度鋼工具の場合と同様で
6る。工具寿命判定規準は前逃げ百の溝状摩耗の長さが
高速度鋼工具の場合は300μm1超硬合金工具の場合
は150μmに達するまでのサイクル数(工具寿命)と
した。被削性評価M来を第1図およびgz図に示した。 まず高速度鋼工具の場合は、第1図に示す如く、uo、
0009%を境界として工具寿命に著しい差のあること
が認められる。切削速度80 +mm1nの場合に最も
μ含有量低減効果が著しく工具寿命は7〜8倍向上して
いる。切削速度120 n(winの場合の効果も4〜
5倍でsb工具寿命の向上は明確である。 また、超硬合金工具の場合も第2図に示す如く、見金有
量低減効果は高速度鋼工具の場合よシも若干小さいもの
の、Al 0.0009 %を境界として工具寿命にや
は)著しい差のあることが認められる。 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ぐ、Sl及びμの添加を抑制するも
のであり、このため溶鋼の脱酸を必要とする場合にはC
脱酸を行ないSl、AJLは一切使用しない。この他、
先に述べたように耐大物の吟味あるいはArバブリング
によるAA203系介在物等の浮上除去などの手段を用
いてSi、Atの低減をはかるものである。なおこれ以
外の製造手段については通常の造塊、連鋳、加熱、圧電
等の手段によシ所望の形状寸法の鋼材とすることが出来
る。 次に実施例によ〕本発明の効果をさらに具体的く示す。 (実施例) 第2表に示す鋼材について高速度鋼工具および超硬合金
工具を使用して回転軸に対して直角方向O旋削試験(束
切シ方向の切削)を行をりた。同表中、71i1〜4が
本発明鋼、&5〜8が比較鋼でろるeなお本発明鋼につ
いてはm 、st含有量の少ないぷ材料の選択、耐火レ
ンガの吟味およびArバブリングによるAA20.系介
在物の浮上除去などの諸手段を講じて人Z、St含有量
を低減させた。 試験結果を第2表に併記する。なお試験条件は次のとお
りでるる。 高速度鋼工具による試験:工具材種は5KH57、切削
速度はV = 80 nfmt nと120 Vmin
、送シバ0、05 m7’r・マ、切削ナイクルは2
1=0切剛−511非切削で工具寿命は前逃げ面摩耗が
300μmに達するまでのサイクル数とした。 超硬合金工具による試験:工具材種はKIO1工具寿命
は前逃げ面摩耗が150μmに達するまでのサイクル数
でロシ、その他の試験条件は高速R鋼工具の場合と同様
である。 rX2表から明らかなように本発明鋼の工具寿命は高速
度鋼工具の場合、比較鋼の工具寿命の2.5〜7.5倍
でらシ、超硬合金工具の場合は1.6〜3倍程腿でいづ
れも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
鋼工具および超硬合金工具の耐摩耗性を著しく向上させ
る低炭素硫黄−鉛快削鋼を提供することが可能でロル、
産業上の効果は極めて顕著なものがらる。
第1図はAt含有量と高速度鋼工具による被剛性能との
関係を示す図、第2図は見金有量と超硬合金工具による
被削性能との関係を示す図でちる。 第1図 第2図 A7に
関係を示す図、第2図は見金有量と超硬合金工具による
被削性能との関係を示す図でちる。 第1図 第2図 A7に
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 重量%で C 0.05〜0.15% Mn 0.5〜1.5% P 0.05〜0.10% S 0.15〜0.40% Pb 0.05〜0.40% Cu 0.15〜0.40% O 0.010〜0.020% を含有し、且つ Si 0.003%以下 Al 0.0009%以下 残部鉄及び不純物よりなる低炭素硫黄−鉛快削鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23355084A JPS61110754A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 低炭素硫黄−鉛快削鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23355084A JPS61110754A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 低炭素硫黄−鉛快削鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61110754A true JPS61110754A (ja) | 1986-05-29 |
Family
ID=16956815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23355084A Pending JPS61110754A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 低炭素硫黄−鉛快削鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61110754A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4719079A (en) * | 1985-07-24 | 1988-01-12 | Nippon Steel Corporation | Continuous-cast low-carbon resulfurized free-cutting steel |
-
1984
- 1984-11-06 JP JP23355084A patent/JPS61110754A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4719079A (en) * | 1985-07-24 | 1988-01-12 | Nippon Steel Corporation | Continuous-cast low-carbon resulfurized free-cutting steel |
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