JPS6233747A

JPS6233747A - 構造用鉛快削鋼

Info

Publication number: JPS6233747A
Application number: JP17453685A
Authority: JP
Inventors: Morifumi Nakamura; 中村　守文; Hideo Takeshita; 秀男竹下; Toshihiko Sasaki; 敏彦佐々木
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1985-08-07
Filing date: 1985-08-07
Publication date: 1987-02-13

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、構造用鉛快削鋼に関し、詳しくは、超硬工具
、超硬コーティング工具、サーメット工具及びセラミッ
ク′工具等（以下、これらを単に超硬工具と総称する。

）の工具寿命を改善した弱脱酸型構造用鉛快削鋼、及び
安価で旋削性にすぐれた脱酸調整型複合快削鋼に関する
。

（従来の技術）従来の機械構造用鉛快削鋼は、被削性の向上のためにｐ
ｂが添加されていると共に、脱酸と結晶粒度の調整のた
めにＡｌが添加されている快削鋼であって、切り屑処理
性やドリル加工性にはすぐれるが、前記したような超硬
工具による旋削性は不十分であり、工具摩耗が大きい。

更に、鋼に添加されているＡ１は鋼中に一部、Ａｌ２Ｏ
２として残存して、被削性や機械的性質を劣化させるこ
とが知られている。

他方、よく知られているように、Ｃａ快削鋼は、超硬工
具による旋削性にすぐれている。即ち、Ｃａ快削鋼は、
被削性に有害な酸化物系介在物をＣａ処理によってＣａ
Ｏ−５ｉＯｚ−ＡＩｚＯ＝系の低融点複合介在物に調整
した快削鋼であって、この介在物が旋削時にＢｅｌａｇ
と呼ばれる付着物を生成し、これが工具摩耗面に付着し
て、超硬工具の摩耗を防止するのである。しかしながら
、よく知られているように、Ｃａ添加は高速度鋼工具寿
命や切り屑処理性の改善効果はない。

通常、部品加工においては、高速度鋼工具及び超硬工具
が共に使用され、また、自動化、省力化され゛た切削加
工においては、工具寿命よりも切り屑処理性が要求され
る。そのために、一般にＣａ快削鋼においてもｐｂが複
合添加されている。このように、ｐｂの複合添加によっ
て、切り屑処理性は改善されるが、更に、Ｃａ快削鋼を
機械構造用鋼として使用するには、強度及び靭性を確保
するために、結晶粒度の調整、即ち、細粒化が不可欠で
ある。ここで、安価な結晶粒度調整元素であるＡｎを添
加すると、介在物の組成がよりＡＩｚ０３に近くなって
、高融点高硬度となるので、却って被削性が劣化する。

そのために、現在、実用化されている機械構造用Ｃａ快
削鋼には、結晶粒度調整元素として高価なＮｂが添加さ
れており、製造費用が高価にならざるを得ない。更に、
このＮｂは、鋼中に硬いＮｂ炭窒化物を生成して、被削
性を劣化させたり、或いは結晶粒度調整元素としてＡＩ
を添加した快削鋼に比較して、熱処理性が異なる等の問
題を有する。

上記のように、従来のｐｂ快削鋼及びＣａ快削鋼はいず
れも、機械構造用鋼として使用するには種々の問題を有
する。本発明者らはかかる問題を解決するために鋭意研
究した結果、Ｐｂが被削性の改善に効果があるのみなら
ず、結晶粒の細粒化にも効果があることを見出し、従っ
て、ＡｌやＮｂの添加なしに、ｐｂの添加によって被削
性改善及び結晶粒度調整を達成し、かくして、超硬工具
寿命にずぐれるｐｂ快削鋼、及び安価で被削性にすぐれ
るＰｂ−Ｃａ複合快削鋼を得ることができることを見出
して、本発明に到ったものである。

（発明の目的）従って、本発明は、特に、超硬工具寿命にすぐれるｐｂ
快削鋼、及び安価で被削性にすぐれるＰｂ−Ｃａ複合快
削鋼を提供することを目的とする。

（発明の構成）本発明による鉛快削鋼の第１は、重量％でＣ０．０６〜
０．６０％、Ｓｉ０．０１〜０．５０％、Ｍｎ　　０．３０〜２．０％、及びＰｂ０．０８〜０．３５％を含有し、残部鉄及び不可避的不純物よりなることを特
徴とし、本発明による鉛快削鋼の第２は、Ｃ０．０６〜０．６０％、Ｓｉ０．０１〜０．５０％、Ｍｎ　　０．３０〜２．０％、Ｐｂ０．０８〜０．３５％、及びＣａ　　０．００１〜０．０２％を含有し、残部鉄及び不可避的不純物よりなることを特
徴とする。

先ず、本発明鋼における化学成分の限定理由について説
明する。

Ｃは、本発明鋼に機械構造用鋼としての所要の強度を与
えるために添加される元素であって、このために少なく
とも０．０６％の添加を必要とするが、過度の添加は、
鋼の硬度を適正範囲を越えて高くして、被削性を劣化さ
せると共に、靭性をも劣化させるので、本発明鋼におい
ては、Ｃの添加量の範囲は０．０６〜０．６０％とする
。

Ｍｎは、脱酸のためと共に、ＭｎＳを形成してＦｅＳの
生成を抑制し、鋼の熱間加工性を改善し、更に焼入れ性
を向上し、鋼の強度と靭性を改善するために添加される
。かかる効果を有効に発現させるためには、０．３０〜
２．０％の範囲で添加することが必要である。

Ｓｉは、脱酸剤として少なくとも０．０１％を添加する
ことが必要であるが、過多に添加するときは靭性を劣化
させ、また、鋼が硬さを増して、工具寿命を劣化させる
ので、添加量の上限は０．５０％とする。

Ｐ及びＳは、鋼の機械的性質を劣化させるので、含有量
は少ない程よく、本発明においては、共に０．０３５％
以下とするのが好ましい。

Ｐｂは、前述したように、本発明鋼においてその被削性
を改善すると共に、オーステナイト結晶粒を細粒化して
、構造用鋼としての強度と靭性を付与するために必須の
元素であり、特に、本発明鋼においては、オーステナイ
ト結晶粒を粒度番号６以上に細粒化するために少なくと
も０．０８％の添加を必要とする。しかし、過多に添加
するときは、地底となるおそれがあるので、添加量の上
限を０．３５％とする。

Ｃ０．４５％、Ｓｉ０．２３％、Ｍｎ０．７３％、Ｐ　　　０．０２０％及びＳ　　　０．０２０％を含有し、残部が鉄からなる鋼におけるｐｂ添加量と９
００℃におけるオーステナイト結晶粒度との関係を第１
図に示す。

次に、本発明鋼においては、上記した元素に加えて、Ｃ
ａを添加することができる。Ｃａは、０゜００１％以上
の添加によって、鋼の被削性を著しく向上する効果を有
するが、過多に添加するときは、大型又はクラスター状
の介在物として存在し、鋼の機械的性質を劣化させるの
で、添加量の上限を０．０２％とする。

また、本発明によるｐｂ快削鋼及びＰｂ−Ｃａ快削鋼は
、Ｃｒ　　０．０１〜１．５０％及びＭｏ　　０．０１〜０．５０％を含有することができる。

（発明の効果）以上のように、本発明によれば、Ｐｂが鋼の被削性を改
善するのみならず、結晶粒を細粒化させるので、Ａｌを
用いることなく、工具寿命及び強度にすぐれたｐｂ快削
鋼を得ることができ、また、Ａｌ’ＰＮｂを用いること
なく、被削性にすぐれた低度なＰｂ−Ｃａ複合快削鋼を
得ることができる。

（実施例）以下に本発明の実施例を挙げる。

以下において、被削性及びドリル寿命を評価するだめの
切削条件は、実施例１及び２においては、超硬工具切削
条件工具　　　　　　　　　Ｐｌｏ切削速度（ｍ／分）　　　１５０送り（龍／ｒｅｖ、）　　　　　０．２５切込み（ｎ）
　　　　　　１．５油　　　　　　　　　　なし工具寿命基準ＶＩ３（ｍｍ）　　　０．２被削材　　　
　　　　　焼ならしドリル切削条件工具　　　　　　　　　ＳＫＩ＋９　　径１０龍ストレ
ート・ドリル切削速度（ｍ／分）　　　５０送り　Ｃｕ＋／ｒｅｖ、”）　　　　　０．３３油　　
　　　　　　　　なしドリル寿命基準　　　　溶損被削材　　　　　　　　焼ならしとし、実施例３及び４においては、超硬工具切削条件の
うち、切削速度を３００ｍ／分とした以外は上記と同じ
とした。

実施例１表に示す化学成分を有する鋼Ａ１〜Ａ４についての焼入
れ温度とオーステナイト結晶粒度との関係を第２図に示
す。Ａｆｆ及びｐｂを共に含有しない比較鋼Ａ３に対し
て、Ａｌを含有する比較＆ＱＡ１及びＡ２は結晶粒が細
粒であるが、Ａ１を含まず、ｐｂを含有する本発明鋼Ａ
４もこれらと同程度に結晶粒が細粒である。しかし、こ
れらの鋼についての第２表に示す切削条件下における超
硬工具寿命とドリル寿命をそれぞれ第３図及び第４図に
示すように、本発明鋼は工具寿命及びドリル寿命にすぐ
れている。

実施例２表に示す化学成分を有するｍＢ１〜Ｂ４について、焼入
れ温度とオーステナイト結晶粒度との関係を第５図に示
し、前記した条件下における超硬工具寿命及びドリル寿
命をそれぞれ第６図及び第７図に示す。

本発明ｉＢ４は、Ａ１を含有せず、ｐｂを含有するが、
オーステナイト結晶粒が細粒であり、且つ、超硬工具寿
命及びドリル寿命にすぐれることが明らかである。

実施例３表に示す化学成分を有するｔａｃｔ〜Ｃ４について、焼
入れ温度とオーステナイト結晶粒度との関係を第８図に
示し、前記した条件下における超硬工具寿命及びドリル
寿命をそれぞれ第９図及び第１０図に示す。

前記本発明鋼の場合と同様に、本発明鋼Ｃ４は、Ａｌを
含有せず、Ｐｂを含有するが、オーステナイト結晶粒が
細粒であり、且つ、超硬工具寿命及びドリル寿命にすぐ
れる。

実施例４表に示す化学成分を有する鋼Ｄｉ−０４について、焼入
れ温度とオーステナイト結晶粒度との関係を第１１図に
示し、前記した条件下における超硬工具寿命及びドリル
寿命をそれぞれ第１２図及び第１３図に示す。

前記本発明鋼の場合と同様に、本発明ＮＤ４がオーステ
ナイト結晶粒が細粒であり、超硬工具寿命及びドリル寿
命にすぐれることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、０．４５Ｃ−０，２３Ｓｉ−０，７３Ｍｎ−
０，０２０Ｐ−０，０２０ｓ−ｐｂ鋼におけるｐｂ添加
量と９００℃におけるオーステナイト結晶粒度との関係
を示すグラフ、第２図は、鋼Ａ１〜Ａ４についての焼入
れ温度とオーステナイト結晶粒度との関係を示すグラフ
、第３図及び第４図は、鋼Ａ１〜Ａ４の超硬工具寿命と
ドリル寿命をそれぞれ示すグラフ、第５図は、鋼Ｂ１〜
Ｂ４についての焼入れ温度とオーステナイト結晶粒度と
の関係を示すグラフ、第６図及び第７図は、綱Ｂ１〜Ｂ
４の超硬工具寿命とドリル寿命をそれぞれ示すグラフ、
第８図は、ｍｃ１〜Ｃ４についての焼入れ温度とオース
テナイト結晶粒度との関係を示すグラフ、第９図及び第
１０図は、ＥＣＩ〜Ｃ４の超硬工具寿命とドリル寿命を
それぞれ示すグラフ、第１１図は、ｗ４Ｄ１〜Ｄ４につ
いての焼入れ温度とオーステナイト結晶粒度との関係を
示すグラフ、第１２図及び第１３図は、鋼Ｄ１〜Ｄ４の
超硬工具寿命とドリル寿命をそれぞれ示すグラフである
。第１図ｐｂ合有１６判α）第２図屯温度（°すＡｉ、　　　Ａ２　　　Ａ３　　　ＡりＡｔ　　　、１
１２　　　／４Ｂ　　　Ａｌｌ第５図洟入温度（°０）ＢＩ　　　ＢＺ　　　１３３　　１３４２３１　　　β
２Ｂ３　　　Ｂ４１゜第８図還又趨り賢Ｃ′り第１１図娩入混次Ｃ′０）第１２図Ｄｔ　　　Ｄ２Ｄ３　　　ＤＩ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％でＣ０．０６〜０．６０％、Ｓｉ０．０１〜０．５０％、Ｍｎ０．３０〜２．０％、及びＰｂ０．０８〜０．３５％を含有し、残部鉄及び不可避的不純物よりなることを特
徴とする構造用鉛快削鋼。
（２）重量％でＣ０．０６〜０．６０％、Ｓｉ０．０１〜０．５０％、Ｍｎ０．３０〜２．０％、Ｃｒ０．０１〜１．５０％、Ｍｏ０．０１〜０．５０％、及びＰｂ０．０８〜０．３５％を含有し、残部鉄及び不可避的不純物よりなることを特
徴とする構造用鉛快削鋼。
（３）重量％でＣ０．０６〜０．６０％、Ｓｉ０．０１〜０．５０％、Ｍｎ０．３０〜２．０％、Ｐｂ０．０８〜０．３５％、及びＣａ０．００１〜０．０２％を含有し、残部鉄及び不可避的不純物よりなることを特
徴とする構造用鉛快削鋼。
（４）重量％でＣ０．０６〜０．６０％、Ｓｉ０．０１〜０．５０％、Ｍｎ０．３０〜２．０％、Ｃｒ０．０１〜１．５０％、Ｍｏ０．０１〜０．５０％、Ｐｂ０．０８〜０．３５％、及びＣａ０．００１〜０．０２％を含有し、残部鉄及び不可避的不純物よりなることを特
徴とする構造用鉛快削鋼。