JP2671086B2 - 連続鋳造法による低炭硫黄系快削鋼 - Google Patents
連続鋳造法による低炭硫黄系快削鋼Info
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- JP2671086B2 JP2671086B2 JP25325992A JP25325992A JP2671086B2 JP 2671086 B2 JP2671086 B2 JP 2671086B2 JP 25325992 A JP25325992 A JP 25325992A JP 25325992 A JP25325992 A JP 25325992A JP 2671086 B2 JP2671086 B2 JP 2671086B2
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- cutting
- casting method
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造法による塑性変
形能および被削性に優れた低炭硫黄系快削鋼に関するも
のである。
形能および被削性に優れた低炭硫黄系快削鋼に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、連続鋳造法で硫黄系快削鋼を製造
する際の被削性改善方法については以下のものがある。
特公昭59−19182号公報では、%〔S〕/%
〔C〕/%〔O〕比を制限して、ブローホールの発生を
抑え、Al、Si等の脱酸剤の添加や脱ガス処理を採用
しない方法が提案されている。
する際の被削性改善方法については以下のものがある。
特公昭59−19182号公報では、%〔S〕/%
〔C〕/%〔O〕比を制限して、ブローホールの発生を
抑え、Al、Si等の脱酸剤の添加や脱ガス処理を採用
しない方法が提案されている。
【0003】特開昭59−205453号公報では、S
にTe、PbおよびBiを複合添加して、しかも短径と
長径をある値以上にすると共に長径/短径比が5以下の
MnSが全MnSの50%以上を占める快削鋼の製造方
法が提案されている。特開昭62−23970号公報で
は、連続鋳造法による硫黄−鉛快削鋼でC、Mn、P、
S、Pb、O、Si、Alの濃度範囲を規定すると共
に、Mn硫化物系介在物の平均サイズや酸化物と結合し
ていない硫化物系介在物の割合を規定する快削鋼を提案
している。
にTe、PbおよびBiを複合添加して、しかも短径と
長径をある値以上にすると共に長径/短径比が5以下の
MnSが全MnSの50%以上を占める快削鋼の製造方
法が提案されている。特開昭62−23970号公報で
は、連続鋳造法による硫黄−鉛快削鋼でC、Mn、P、
S、Pb、O、Si、Alの濃度範囲を規定すると共
に、Mn硫化物系介在物の平均サイズや酸化物と結合し
ていない硫化物系介在物の割合を規定する快削鋼を提案
している。
【0004】本発明者らの経験では、MnSの短径、長
径や長径/短径比や、Mn硫化物系介在物の平均サイズ
や酸化物と結合していない硫化物系介在物の割合が、特
開昭59−205453号公報や特開昭62−2397
0号公報に記載されている条件を満足していても被削性
が良好でなかったり、逆にそれらの条件を満足していな
くても被削性が良好な場合があった。
径や長径/短径比や、Mn硫化物系介在物の平均サイズ
や酸化物と結合していない硫化物系介在物の割合が、特
開昭59−205453号公報や特開昭62−2397
0号公報に記載されている条件を満足していても被削性
が良好でなかったり、逆にそれらの条件を満足していな
くても被削性が良好な場合があった。
【0005】特開昭62−207547号公報および特
開昭62−207548号公報に開示されている発明は
連続鋳造法における比水量を制限したり、連鋳機内で鋳
片を保温、加熱して鋳片の冷却速度の低減を図り、Mn
S粒を大型化することで被削性の改善を達成しようとし
ている。また、特開平2−155548号公報では、連
続鋳造の際のタンディッシュ溶鋼加熱度を10℃以上と
すると共に鋳片断面内特定位置の冷却速度を特定値以下
に制御して被削性を改善する方法が示されている。
開昭62−207548号公報に開示されている発明は
連続鋳造法における比水量を制限したり、連鋳機内で鋳
片を保温、加熱して鋳片の冷却速度の低減を図り、Mn
S粒を大型化することで被削性の改善を達成しようとし
ている。また、特開平2−155548号公報では、連
続鋳造の際のタンディッシュ溶鋼加熱度を10℃以上と
すると共に鋳片断面内特定位置の冷却速度を特定値以下
に制御して被削性を改善する方法が示されている。
【0006】上記特開昭62−207547号公報、特
開昭62−207548号公報および特開平2−155
548号公報に開示されている発明は、既設の連鋳機で
は設備上の制約から保温帯、加熱帯が設置できなかった
り、緩冷却は鋳片形状によってはバルジングを助長して
内部割れを発生し易くするため適用できない場合があ
る。
開昭62−207548号公報および特開平2−155
548号公報に開示されている発明は、既設の連鋳機で
は設備上の制約から保温帯、加熱帯が設置できなかった
り、緩冷却は鋳片形状によってはバルジングを助長して
内部割れを発生し易くするため適用できない場合があ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】連続鋳造法では各成分
濃度が均一で、そのため被削性を含めた鋼材の特性は均
一なものが得やすいが、一般に鋳片の断面サイズは鋼塊
に比べ小さく、MnS系介在物が減少するため被削性が
低下してしまう。鋳片の断面サイズが小さいほど被削性
を確保する上で不利となる。
濃度が均一で、そのため被削性を含めた鋼材の特性は均
一なものが得やすいが、一般に鋳片の断面サイズは鋼塊
に比べ小さく、MnS系介在物が減少するため被削性が
低下してしまう。鋳片の断面サイズが小さいほど被削性
を確保する上で不利となる。
【0008】本発明は、被削性に優れ、しかも被削性等
鋼材特性のロット内変動が少ない連続鋳造法による快削
鋼を提供することを目的とするものである。
鋼材特性のロット内変動が少ない連続鋳造法による快削
鋼を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは種々検討を
重ね、被削性に大きな影響を及ぼすMn硫化物系介在物
の塑性変形能を適正に制御するといった視点から従来の
連続鋳造法による快削鋼に改良を加え、切削面の仕上面
粗さやドリル寿命等が良好な被削性の優れた快削鋼を開
発した。
重ね、被削性に大きな影響を及ぼすMn硫化物系介在物
の塑性変形能を適正に制御するといった視点から従来の
連続鋳造法による快削鋼に改良を加え、切削面の仕上面
粗さやドリル寿命等が良好な被削性の優れた快削鋼を開
発した。
【0010】即ち、連続鋳造法による低炭硫黄系快削鋼
において鋼中のMn硫化物系介在物中のFe含有量を調
整することでその塑性変形能を適正化して、これにより
構成刃先の生成、成長を抑制して切削仕上面粗さやドリ
ル寿命の改善を図るものであり、その要旨とするところ
は下記のとおりである。 (1) 重量で、C:0.05〜0.15%、Mn:
0.5〜2.0%、P:0.05〜0.10%、S:
0.15〜0.40%、O:0.010〜0.040%
を基本成分とし、さらにSiを0.003%以下、Al
を0.009%以下に制限し、残部実質的にFeからな
り、かつMn硫化物系介在物中の平均Fe含有量が0.
5〜10%であることを特徴とする連続鋳造法による低
炭硫黄系快削鋼。
において鋼中のMn硫化物系介在物中のFe含有量を調
整することでその塑性変形能を適正化して、これにより
構成刃先の生成、成長を抑制して切削仕上面粗さやドリ
ル寿命の改善を図るものであり、その要旨とするところ
は下記のとおりである。 (1) 重量で、C:0.05〜0.15%、Mn:
0.5〜2.0%、P:0.05〜0.10%、S:
0.15〜0.40%、O:0.010〜0.040%
を基本成分とし、さらにSiを0.003%以下、Al
を0.009%以下に制限し、残部実質的にFeからな
り、かつMn硫化物系介在物中の平均Fe含有量が0.
5〜10%であることを特徴とする連続鋳造法による低
炭硫黄系快削鋼。
【0011】(2) 前項1記載の快削鋼にPb、B
i、Teのうち少なくとも1種類以上をそれらのトータ
ル重量で0.01〜0.40%含有させた連続鋳造法に
よる低炭硫黄系複合快削鋼。なお、Mn硫化物系介在物には、純粋なMnS以外に、
通常、MnSを主体として含み、MnSの他に本発明で
対象とするFeや他の硫化物形成元素、例えば、Ca、
Ti、Zr等の硫化物がMnSと固溶したり、結合して
共存している介在物や、やはり、MnSを主体として含
み、MnTeのようにS以外の元素がMnと化合物を形
成し、MnSと固溶したり、結合して共存している介在
物が含まる。 また、Mn硫化物系介在物にFeを含有す
る状態とは、その硫化物系介在物にFeSの形で固溶
し、(Mn,Fe,X)(S,Y)として存在している
状態を意味する(X:Mn,Fe以外の硫化物形成元
素、Y:S以外でMnと化合物を形成する元素)。
i、Teのうち少なくとも1種類以上をそれらのトータ
ル重量で0.01〜0.40%含有させた連続鋳造法に
よる低炭硫黄系複合快削鋼。なお、Mn硫化物系介在物には、純粋なMnS以外に、
通常、MnSを主体として含み、MnSの他に本発明で
対象とするFeや他の硫化物形成元素、例えば、Ca、
Ti、Zr等の硫化物がMnSと固溶したり、結合して
共存している介在物や、やはり、MnSを主体として含
み、MnTeのようにS以外の元素がMnと化合物を形
成し、MnSと固溶したり、結合して共存している介在
物が含まる。 また、Mn硫化物系介在物にFeを含有す
る状態とは、その硫化物系介在物にFeSの形で固溶
し、(Mn,Fe,X)(S,Y)として存在している
状態を意味する(X:Mn,Fe以外の硫化物形成元
素、Y:S以外でMnと化合物を形成する元素)。
【0012】
C:Cは、良好な仕上面粗さを確保する上で0.05%
以上は必要であるが、0.15%超ではパーライト組織
が多くなり、被削性が低下する。 Mn:Mnは、熱間圧延時にFeSの液膜脆化による熱
間加工性の低下に起因する表面割れの防止のため0.5
%以上が必要であるが、2.0%超ではマトリックスの
固溶Mn量が増大し、マトリックスが硬化するため被削
性が低下する。
以上は必要であるが、0.15%超ではパーライト組織
が多くなり、被削性が低下する。 Mn:Mnは、熱間圧延時にFeSの液膜脆化による熱
間加工性の低下に起因する表面割れの防止のため0.5
%以上が必要であるが、2.0%超ではマトリックスの
固溶Mn量が増大し、マトリックスが硬化するため被削
性が低下する。
【0013】P:Pは、仕上面粗さの改善のためには
0.05%以上が必要であるが、0.10%超では機械
的性質、冷間加工性が劣化する。 S:Sは、MnSを鋼中に生成させて仕上面粗さを改善
するには0.15%以上が必要であるが、冷間加工性を
確保するには0.40%以下でなければならない。
0.05%以上が必要であるが、0.10%超では機械
的性質、冷間加工性が劣化する。 S:Sは、MnSを鋼中に生成させて仕上面粗さを改善
するには0.15%以上が必要であるが、冷間加工性を
確保するには0.40%以下でなければならない。
【0014】Pb、Bi、Te:これらの元素は、切屑
破砕性を向上させると共に仕上面粗さを改善させるため
に添加され、トータル重量で0.01%以上加えると被
削性改善が図れる。しかし、トータル重量で0.40%
を超えると熱間加工性および面疲労特性が劣化する。 O:Oは、0.010%未満ではMnSが小型化し、被
削性の劣化が大きいため0.010%以上が必要である
が、0.040%超では耐火物の溶損が激しく、溶損し
た耐火物が鋼中に混入すると被削性が低下し、またCO
気泡の急激な発生による突沸現象が発生し、鋳造が困難
となる。
破砕性を向上させると共に仕上面粗さを改善させるため
に添加され、トータル重量で0.01%以上加えると被
削性改善が図れる。しかし、トータル重量で0.40%
を超えると熱間加工性および面疲労特性が劣化する。 O:Oは、0.010%未満ではMnSが小型化し、被
削性の劣化が大きいため0.010%以上が必要である
が、0.040%超では耐火物の溶損が激しく、溶損し
た耐火物が鋼中に混入すると被削性が低下し、またCO
気泡の急激な発生による突沸現象が発生し、鋳造が困難
となる。
【0015】Si、Al:Siが0.003%、Alが
0.009%を超えると被削性に有害な硬質な酸化物で
あるSiO2 、Al2 O3 が顕著に増加し、被削性を害
するため、Siを0.003%以下、Alを0.009
%以下にする必要がある。Mn硫化物系介在物中の平均
Fe含有量:切削面の仕上面粗さやドリル寿命は構成刃
先の生成状況に左右され、構成刃先が大きいと仕上面粗
さやドリル寿命は低下するが、この構成刃先の生成状況
にMn硫化物系介在物の塑性変形能が深く関与してい
る。Mn硫化物系介在物中のFe含有量はMn硫化物系
介在物の塑性変形能を支配する因子でFe含有量が高い
ほど塑性変形し易く、平均Fe含有量が0.5%を切る
とMn硫化物系介在物の変形能が不足し、また平均Fe
含有量が10%を超えると工具との摩擦により表層部の
Mn硫化物系介在物は容易に変形し伸びてしまうため、
工具先端の構成刃先生成域では構成刃先の生成、成長抑
制に十分な厚みを有せず、仕上面粗さやドリル寿命は低
下する。従って、良好な被削性を確保するにはMn硫化
物系介在物中の平均Fe含有量を0.5〜10%に制御
する必要がある。
0.009%を超えると被削性に有害な硬質な酸化物で
あるSiO2 、Al2 O3 が顕著に増加し、被削性を害
するため、Siを0.003%以下、Alを0.009
%以下にする必要がある。Mn硫化物系介在物中の平均
Fe含有量:切削面の仕上面粗さやドリル寿命は構成刃
先の生成状況に左右され、構成刃先が大きいと仕上面粗
さやドリル寿命は低下するが、この構成刃先の生成状況
にMn硫化物系介在物の塑性変形能が深く関与してい
る。Mn硫化物系介在物中のFe含有量はMn硫化物系
介在物の塑性変形能を支配する因子でFe含有量が高い
ほど塑性変形し易く、平均Fe含有量が0.5%を切る
とMn硫化物系介在物の変形能が不足し、また平均Fe
含有量が10%を超えると工具との摩擦により表層部の
Mn硫化物系介在物は容易に変形し伸びてしまうため、
工具先端の構成刃先生成域では構成刃先の生成、成長抑
制に十分な厚みを有せず、仕上面粗さやドリル寿命は低
下する。従って、良好な被削性を確保するにはMn硫化
物系介在物中の平均Fe含有量を0.5〜10%に制御
する必要がある。
【0016】尚、平均Fe含有量は鋳造の際、1100
℃以上の温度域の冷却速度を特定範囲にコントロールす
るか、ブルームやビレットの段階において加熱炉を用
い、1100℃以上の温度で熱処理し、その際の加熱温
度と加熱時間を特定することにより、平均Fe含有量を
0.5〜10%に制御できる。
℃以上の温度域の冷却速度を特定範囲にコントロールす
るか、ブルームやビレットの段階において加熱炉を用
い、1100℃以上の温度で熱処理し、その際の加熱温
度と加熱時間を特定することにより、平均Fe含有量を
0.5〜10%に制御できる。
【0017】
【実施例】350mm×560mm断面のブルームに鋳
造し、ブルームを復熱炉で1150〜1250℃で90
〜120分加熱後、分塊圧延し、ビレットに成形した。
そのビレットを棒鋼工場の加熱炉で750〜900℃に
30〜40分保持後、80φの棒鋼に圧延し、この棒鋼
により被削性を調査した。
造し、ブルームを復熱炉で1150〜1250℃で90
〜120分加熱後、分塊圧延し、ビレットに成形した。
そのビレットを棒鋼工場の加熱炉で750〜900℃に
30〜40分保持後、80φの棒鋼に圧延し、この棒鋼
により被削性を調査した。
【0018】被削性はプランジカットおよびドリル切削
で評価した。 プランジカット条件:工具:SKH57、切削速
度:80m/min、送り:0.05mm/rev、
2sec切削/5sec 非切削仕上面粗さはJIS Rzで評価した。 ドリル穴開け条件:工具:SKH9 10φ、切削
速度:70〜90m/min、送り:0.33mm/
rev、切削油:有り ドリル切削性は1000mm穴開けするのに最大可能切
削速度VL,1000(m/min)で評価した。
で評価した。 プランジカット条件:工具:SKH57、切削速
度:80m/min、送り:0.05mm/rev、
2sec切削/5sec 非切削仕上面粗さはJIS Rzで評価した。 ドリル穴開け条件:工具:SKH9 10φ、切削
速度:70〜90m/min、送り:0.33mm/
rev、切削油:有り ドリル切削性は1000mm穴開けするのに最大可能切
削速度VL,1000(m/min)で評価した。
【0019】Mn硫化物系介在物中の平均Fe含有量
は、80φ棒鋼の切削部位対応位置よりサンプルを採取
し、Mn硫化物系介在物を無作為に10〜20個選び、
EPMAでそのFe含有量を求め、各サンプルのFe含
有量の平均値を算出した。被削性調査結果を表1に示
す。
は、80φ棒鋼の切削部位対応位置よりサンプルを採取
し、Mn硫化物系介在物を無作為に10〜20個選び、
EPMAでそのFe含有量を求め、各サンプルのFe含
有量の平均値を算出した。被削性調査結果を表1に示
す。
【0020】
【表1】
【0021】Pb、Bi、Teを添加しない本発明鋼は
表1のNo.1〜3鋼であり、それに対応する比較鋼は
No.11〜13鋼である。さらに、Pb、Bi、Te
を添加する本発明鋼はNo.4〜10鋼で、その場合の
比較鋼はNo.14〜20鋼である。Pb、Bi、Te
を添加する鋼、しない鋼共に本発明鋼の方が比較鋼に比
べ仕上面粗さ、ドリル寿命は顕著に改善されており、本
発明鋼の方が被削性が優れてている。
表1のNo.1〜3鋼であり、それに対応する比較鋼は
No.11〜13鋼である。さらに、Pb、Bi、Te
を添加する本発明鋼はNo.4〜10鋼で、その場合の
比較鋼はNo.14〜20鋼である。Pb、Bi、Te
を添加する鋼、しない鋼共に本発明鋼の方が比較鋼に比
べ仕上面粗さ、ドリル寿命は顕著に改善されており、本
発明鋼の方が被削性が優れてている。
【0022】Pb、Bi、Teを添加しない本発明鋼と
それらを添加する比較鋼を比べると本発明鋼の被削性は
同等以上である。即ち、Pb、Bi、Teといった快削
性元素を添加する従来鋼と同等以上の被削性を有する快
削鋼がそれらの添加なしに製造できるようになり、その
分製造コストは低減できる。
それらを添加する比較鋼を比べると本発明鋼の被削性は
同等以上である。即ち、Pb、Bi、Teといった快削
性元素を添加する従来鋼と同等以上の被削性を有する快
削鋼がそれらの添加なしに製造できるようになり、その
分製造コストは低減できる。
【0023】
【発明の効果】実施例からも明らかなように、本発明に
よれば、被削性に優れ、しかも被削性等鋼材特性のロッ
ト内変動が少ない連続鋳造法による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大きい。
よれば、被削性に優れ、しかも被削性等鋼材特性のロッ
ト内変動が少ない連続鋳造法による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大きい。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量で、C:0.05〜0.15%、M
n:0.5〜2.0%、P:0.05〜0.10%、
S:0.15〜0.40%、O:0.010〜0.04
0%を基本成分とし、さらにSiを0.003%以下、
Alを0.009%以下に制限し、残部実質的にFeか
らなり、かつMn硫化物系介在物中の平均Fe含有量が
0.5〜10%であることを特徴とする連続鋳造法によ
る低炭硫黄系快削鋼。 - 【請求項2】 請求項1記載の快削鋼にPb、Bi、T
eのうち少なくとも1種類以上をそれらのトータル重量
で0.01〜0.40%含有させた連続鋳造法による低
炭硫黄系複合快削鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25325992A JP2671086B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 連続鋳造法による低炭硫黄系快削鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25325992A JP2671086B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 連続鋳造法による低炭硫黄系快削鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06100978A JPH06100978A (ja) | 1994-04-12 |
JP2671086B2 true JP2671086B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=17248791
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25325992A Expired - Lifetime JP2671086B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 連続鋳造法による低炭硫黄系快削鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2671086B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007046198A1 (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | 被削性に優れた低炭素硫黄快削鋼 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1286045B1 (it) * | 1996-10-25 | 1998-07-07 | Lucchini Centro Ricerche E Svi | Acciaio a grano austenitico fine risolforato migliorato e relativo procedimento per ottenerlo |
EP3540082A4 (en) * | 2016-11-10 | 2020-06-03 | Nippon Steel Corporation | SULFUR ADDITIVE FOR STEEL MELT AND METHOD FOR PRODUCING STEEL WITH ADDED SULFUR |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP25325992A patent/JP2671086B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007046198A1 (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | 被削性に優れた低炭素硫黄快削鋼 |
CN101268208B (zh) * | 2005-10-17 | 2011-05-25 | 株式会社神户制钢所 | 切削加工性优异的低碳硫易切削钢 |
US8052925B2 (en) | 2005-10-17 | 2011-11-08 | Kobe Steel, Ltd. | Low carbon resulfurized free-machining steel having high machinability |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06100978A (ja) | 1994-04-12 |
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