JP7024922B1 - 快削鋼およびその製造方法 - Google Patents
快削鋼およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7024922B1 JP7024922B1 JP2021538730A JP2021538730A JP7024922B1 JP 7024922 B1 JP7024922 B1 JP 7024922B1 JP 2021538730 A JP2021538730 A JP 2021538730A JP 2021538730 A JP2021538730 A JP 2021538730A JP 7024922 B1 JP7024922 B1 JP 7024922B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- free
- steel
- mass
- sulfide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0081—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/13—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by hot working
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/02—Hardening articles or materials formed by forging or rolling, with no further heating beyond that required for the formation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
- C21D8/0226—Hot rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
- C21D8/065—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0075—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rods of limited length
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/22—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for drills; for milling cutters; for machine cutting tools
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/008—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
(i)Mn、CrおよびSの適量添加ならびに2(Mn+2Cr)/Sの比の適正化により、適量の硫化物の組成がMn-Cr-Sの複合系となる。この複合系組成の硫化物は、熱間加工により微細化することができる。
1.質量%で、
C:0.09%未満、
Mn:0.50~1.50%、
S:0.250~0.600%、
O:0.0100%超0.0500%以下および
Cr:0.50~1.50%
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなり、下記式(1)で定められるA値が6.0~18.0を満足する成分組成を有し、
円相当径で1μm未満の硫化物が500個/mm2以上、円相当径で1~5μmの硫化物が2000個/mm2以上分布してなる鋼組織を有する快削鋼。
記
A値=2([Mn]+2[Cr])/[S] ・・・(1)
但し、[M]は[ ]内の元素の含有量(質量%)
Si:0.50%以下、
P:0.10%以下、
Al:0.010%以下および
N:0.0150%以下
から選ばれる1種または2種以上を含有する前記1に記載の快削鋼。
Ca:0.0010%以下、
Se:0.30%以下、
Te:0.15%以下、
Bi:0.20%以下、
Sn:0.020%以下、
Sb:0.025%以下、
B:0.010%以下、
Cu:0.50%以下、
Ni:0.50%以下、
Ti:0.100%以下、
V:0.20%以下、
Zr:0.050%以下および
Mg:0.0050%以下
から選ばれる1種または2種以上を含有する前記1または2に記載の快削鋼。
C:0.09%未満、
Mn:0.50~1.50%、
S:0.250~0.600%、
O:0.0100%超0.0500%以下および
Cr:0.50~1.50%
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなり、下記式(1)で定められるA値が6.0~18.0を満足する成分組成を有し、長手方向と垂直な断面の一辺の長さが250mm以上である矩形の鋳片を、加熱温度1120℃以上、減面率60%以上にて圧延してビレットとし、該ビレットを加熱温度:1050℃以上、減面率75%以上にて熱間加工する快削鋼の製造方法。
記
A値=2([Mn]+2[Cr])/[S] ・・・(1)
但し、[M]は[ ]内の元素の含有量(質量%)
Si:0.50%以下、
P:0.10%以下、
Al:0.010%以下および
N:0.0150%以下
から選ばれる1種または2種以上を含有する前記4に記載の快削鋼の製造方法。
Ca:0.0010%以下、
Se:0.30%以下、
Te:0.15%以下、
Bi:0.20%以下、
Sn:0.020%以下、
Sb:0.025%以下、
B:0.010%以下、
Cu:0.50%以下、
Ni:0.50%以下、
Ti:0.100%以下、
V:0.20%以下、
Zr:0.050%以下および
Mg:0.0050%以下
から選ばれる1種または2種以上を含有する前記4または5に記載の快削鋼の製造方法。
Cは、鋼の強度および被削性に大きな影響を及ぼす重要な元素である。しかし、その含有量が0.09%以上であると、硬質化し強度が高くなりすぎて、被削性が劣化する。従って、C含有量は、0.09%未満とする。好ましくは、0.07%以下の範囲内とする。なお、強度を確保する観点からは、C含有量を0.01%以上とすることが好ましい。さらには0.03%以上とすることがより好ましい。
Mnは、被削性の向上に重要な硫化物形成元素である。しかし、その含有量が0.50%未満では、硫化物量が少ないために十分な被削性が得られないので、下限を0.50%とする。Mn含有量は好ましくは、0.70%以上とする。一方、その含有量が1.50%を超えると、硫化物が粗大化することに加え、長く伸長して被削性が低下する。また、機械的性質が低下するので、Mn含有量の上限値は1.50%とする。Mn含有量は、好ましくは、1.20%以下とする。
Sは、被削性の向上に有効な硫化物形成元素である。しかし、その含有量が0.250%未満では微細な硫化物が少ないために被削性が向上しない。一方、その含有量が0.600%を超えると、硫化物が粗大化しすぎて、微細な硫化物の個数が減るため、被削性が低下する。また、熱間加工性ならびに重要な機械的特性である延性が低下する。従って、S含有量は、0.250~0.600%の範囲内とする。好ましくは、0.300%以上である。好ましくは、0.450%以下である。
Oは、酸化物を形成し、硫化物の析出核となることに加え、圧延等の熱間加工時における硫化物の伸長を抑制するのに有効な元素であり、この作用により被削性を向上させることができる。しかし、その含有量が0.0100%以下では、硫化物の伸長の抑制効果が十分ではなく、伸長した硫化物が残存して、本来の効果が期待できない。従って、Oの含有量は、0.0100%超とする。一方、0.0500%を超えて添加しても硫化物の伸長抑制効果が飽和することに加え、硬質な酸化物系介在物の量が多くなるため、および、過剰な量の添加は経済的に不利であるため、上限を0.0500%とする。
Crは、硫化物を形成し、切削時の潤滑作用により被削性を向上させる作用を有する。また、圧延等の熱間加工時における硫化物の伸長を抑制させるため、被削性を向上させることができる。しかし、その含有量が0.50%未満では、硫化物の生成が充分でなく、伸長した硫化物が残存しやすくなるため、本来の効果が充分に期待できない。一方、1.50%を超えて添加すると、硬質化することに加え、硫化物が粗大になり、かつ伸長を抑制する効果が飽和し、かえって被削性が低下する。また、過剰な量の合金コストの添加は経済的に不利である。従って、Cr含有量は、0.50~1.50%とする。好ましくは、0.70%以上である。好ましくは、1.30%以下である。
ここで、以上の成分組成において、次式(1)にて定義されるA値が6.0~18.0であることが肝要である。
A値=2([Mn]+2[Cr])/[S] ・・・(1)
但し、[M]は[ ]内の元素の含有量(質量%)
すなわち、A値は、圧延等の熱間加工時におけるMn-Cr-S系硫化物の微細化を左右する重要な指標で、このA値を限定することにより、被削性を向上させることができる。しかし、A値が6.0未満であると、Mn-S単独の硫化物が生成し、粗大な硫化物となりやすく、被削性が劣化する。一方、A値が18.0を超えると、硫化物を微細化する効果が飽和することに加え、硫黄に対して硫化物形成元素が多くなりすぎ、硫化物が粗大になる。従って、A値は6.0~18.0とする。好ましくは、6.5以上である。好ましくは、17.0以下である。
Si:0.50%以下、
P:0.10%以下、
Al:0.010%以下および
N:0.0150%以下
から選ばれる1種または2種以上
Siは、脱酸元素であり、また、Siの酸化物は硫化物の生成核として作用し、硫化物の生成を促進し硫化物を微細化し、切削工具寿命を向上させる作用を有することから、工具寿命を更に延ばしたい場合は、鋼に含有されていてもよい。ただし、0.50%を超えての添加は、酸化物が大きくなり、数も少なくなるため、硫化物の生成核としての効果がなくなることに加え、硬質な酸化物によるアブレイシブ摩耗を誘発し工具寿命の劣化を招く。そのため、Siの含有量は0.50%以下とする。好ましくは、0.03%以下とする。なお、Siによる上記の作用を発現させるためには、0.001%以上含有されていることが好ましい。
Pは、切削加工時に構成刃先の生成を抑制することにより、仕上げ面粗さを低減させるのに有効な元素である。この観点から、Pは0.01%以上含有されることが好ましい。ただし、その含有率が0.10%を超えると、材質が硬質化するため被削性を低下させるとともに、熱間加工性および延性を著しく低下させる。従って、P含有量は、0.10%以下とすることが好ましい。より好ましくは、0.08%以下とする。
Alは、Siと同様に脱酸元素であり含有されていてもよい。Alは鋼中でAl2O3を生成するが、この酸化物は硬質であるため、いわゆるアブレイシブ摩耗によって切削工具寿命を劣化させることから、Alを過剰に含有されることを回避する必要がある。この意味からは、Al添加量を0.010%以下とすることが好ましい。より好ましくは、0.005%以下とする。なお、Alによる脱酸効果を発現させる観点からは、Alは0.001%以上含有させることが好ましい。
Nは、Cr等と窒化物を形成し、切削加工中の温度上昇により窒化物が分解することで、工具表面にベラーグと呼ばれる酸化物被膜を形成する。ベラーグは、工具表面を保護する作用があるため、工具寿命を向上させることから、Nを含有させてもよい。この作用を有効に発現させるためには、Nは0.0050%以上含有させることが好ましい。一方、0.0150%を超えて添加すると、ベラーグの効果が飽和することに加え、材質が硬質化するため、工具寿命が短くなる。そのため、Nの含有量は、0.0150%以下とすることが好ましい。より好ましくは、0.0060%以上である。より好ましくは、0.0120%以下である。
Ca:0.0010%以下、
Se:0.30%以下、
Te:0.15%以下、
Bi:0.20%以下、
Sn:0.020%以下、
Sb:0.025%以下、
B:0.010%以下、
Cu:0.50%以下、
Ni:0.50%以下、
Ti:0.100%以下、
V:0.20%以下、
Zr:0.050%以下および
Mg:0.0050%以下
から選ばれる1種または2種以上
Ca、Se、Te、Bi、Sn、Sb、B、Cu、Ni、Ti、V、Zr、Mgは、何れも被削性を向上させる作用を有するため、被削性が重視される場合に添加されてもよい。被削性の向上を目的としてこれら元素を含有させる場合、その添加量が、Ca:0.0001%未満、Se:0.02%未満、Te:0.10%未満、Bi:0.02%未満、Sn:0.003%未満、Sb:0.003%未満、B:0.003%未満、Cu:0.05%未満、Ni:0.50%未満、Ti:0.003%未満、V:0.005%未満、Zr:0.005%未満、Mg:0.0005%未満では十分な効果が得られないので、それぞれ、Ca:0.0001%以上、Se:0.02%以上、Te:0.10%以上、Bi:0.02%以上、Sn:0.003%以上、Sb:0.003%以上、B:0.003%以上、Cu:0.05%以上、Ni:0.05%以上、Ti:0.003%以上、V:0.005%以上、Zr:0.005%以上、Mg:0.0005%以上とすることが好ましい。
円相当径で1μm未満の硫化物が500個/mm2以上、円相当径で1~5μmの硫化物が2000個/mm2以上分布
快削鋼の組織に関しては、硫化物が微細分散していることが、切削加工時の工具と被削材の間の潤滑作用を促進するのに有利である。硫化物の微細分散により快削鋼の被削性を確保するためには、鋼組織中に、円相当径1μm未満と円相当径で1~5μmの硫化物が一定量以上に分散している必要がある。円相当径1μm未満の硫化物は主に工具と被削材との間の潤滑に有効である。また、円相当径1~5μmの硫化物は、前記の潤滑効果だけでなく、切りくずの分断性にも有効である。そのため、円相当径で1μm未満の硫化物の個数が500個/mm2以上、円相当径で1~5μmの硫化物が2000個/mm2以上とする。
すなわち、上記した成分組成を有し、長手方向と垂直な断面の一辺の長さが250mm以上である矩形の鋳片を、加熱温度1120℃以上、減面率60%以上にて圧延してビレットとし、該ビレットを加熱温度:1050℃以上、減面率75%以上にて熱間加工する。
長手方向と垂直な断面の一辺の長さが250mm以上の矩形断面
まず、前記成分組成に調整された溶鋼を、鋳造して鋳片とするが、鋳片としては、長手方向と垂直な断面の一辺の長さが250mm以上である矩形の鋳片を用いる。
該鋳片は、連続鋳造法や造塊法によって矩形断面の鋳片として製造する。その際、矩形断面の一辺の長さが250mmより小さいと、鋳片凝固時に硫化物粒のサイズが大きくなる。そのため、引き続き鋼片圧延でビレットとした後も粗大な硫化物が残存するため、最終的な熱間加工された後の硫化物の微細化に不利となる。そのため、鋳片の断面における一辺の長さは250mm以上とする。より好ましくは300mm以上とする。なお、鋳片の断面における一辺の長さについて、上限は特に規制する必要はないが、鋳造に続く熱間圧延の実現性の観点から、上記長さは600mm以下とすることが好ましい。
鋳片の加熱温度:1120℃以上
鋳片は、熱間圧延されてビレットとされるが、この熱間圧延の際の加熱温度は1120℃以上とする必要がある。加熱温度が1120℃未満では、鋳造段階において冷却-凝固する際に晶出した粗大な硫化物が固溶せず、ビレットとなった後も粗大な硫化物が残存することとなる。その結果、引き続く熱間加工後も硫化物が粗大なままで、所望の微細な硫化物の分布状態が得られない。そのため、鋳片をビレットへ熱間圧延する際の加熱温度は1120℃以上、好ましくは1150℃以上とする。なお、鋳片の加熱温度について、上限は特に規制する必要はないが、スケールロス抑制の観点から、加熱温度は1300℃以下、より好ましくは1250℃以下とすることが好ましい。
凝固時に晶出した硫化物粒のサイズは大きいため、鋼片圧延である程度サイズを小さくしておく必要がある。熱間圧延での減面率が少ないと、硫化物粒が大きいままビレットとなる。そのため、引き続きビレットを棒鋼や線材へ熱間加工する際の加熱時-圧延時に、硫化物粒を微細化させることが困難である。そのため、鋳片からビレットへ60%以上の減面率にて熱間圧延することとする。
100×(S0-S1)/S0
によって求めることができる。
加熱温度:1050℃以上
ビレットを棒鋼あるいは線材へと熱間加工する際の加熱温度は重要な因子である。加熱温度が1050℃未満では、硫化物が微細分散しないため、切削加工時の潤滑作用が少なくなる。その結果、工具摩耗が大きくなるため、工具寿命もが短くなる。従って、ビレットの加熱温度は1050℃以上とする。より好ましくは1080℃以上である。なお、上限は特に規制する必要はないが、スケールロスによる歩留まり低下抑制の観点から1250℃以下とすることが好ましい。
ビレットを棒鋼あるいは線材へと熱間加工する際の減面率も硫化物の微細化のため重要な因子である。この減面率が75%未満では、硫化物の微細化が十分でないため、減面率の下限を75%とした。より好ましくは80%以上とする。ここで、熱間加工の減面率は、熱間圧延前のビレットの、熱間加工方向に垂直な断面の断面積をS1、熱間加工により製造した棒鋼あるいは線材の熱間加工方向(延伸方向)に垂直な断面の断面積をS2として、次式
100×(S1-S2)/S1
によって求めることができる。
表1に示す化学組成の鋼を、連続鋳造機にて長手方向と垂直な断面が表2-1および表2-2に示す寸法の矩形形状の鋳片とした。得られた鋳片を表2-1および表2-2に示す製造条件にて棒鋼に圧延した。本発明鋼および比較鋼について以下のような試験に供した。すなわち、鋳片を、表2-1および表2-2に示す加熱温度、減面率にて熱間圧延を行い、長片寸法および短片寸法が表2-1および表2-2に示すとおりの角ビレットとした。得られたビレットを表2-1および表2-2に示す加熱温度にて加熱し、熱間圧延して表2-1および表2-2に示す直径の棒鋼とした。得られた棒鋼(本発明鋼および比較鋼)を、以下に示す試験に供した。
Claims (6)
- 質量%で、
C:0.09%未満、
Mn:0.50~1.50%、
S:0.250~0.600%、
O:0.0100%超0.0500%以下および
Cr:0.50~1.50%
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなり、下記式(1)で定められるA値が6.0~18.0を満足する成分組成を有し、
円相当径で1μm未満の硫化物が500個/mm2以上、円相当径で1~5μmの硫化物が2000個/mm2以上分布してなる鋼組織を有する快削鋼。
記
A値=2([Mn]+2[Cr])/[S] ・・・(1)
但し、[M]は[ ]内の元素の含有量(質量%) - 前記成分組成は、さらに、質量%で
Si:0.50%以下、
P:0.10%以下、
Al:0.010%以下および
N:0.0150%以下
から選ばれる1種または2種以上を含有する請求項1に記載の快削鋼。 - 前記成分組成は、さらに、質量%で
Ca:0.0010%以下、
Se:0.30%以下、
Te:0.15%以下、
Bi:0.20%以下、
Sn:0.020%以下、
Sb:0.025%以下、
B:0.010%以下、
Cu:0.50%以下、
Ni:0.50%以下、
Ti:0.100%以下、
V:0.20%以下、
Zr:0.050%以下および
Mg:0.0050%以下
から選ばれる1種または2種以上を含有する請求項1または2に記載の快削鋼。 - 質量%で、
C:0.09%未満、
Mn:0.50~1.50%、
S:0.250~0.600%、
O:0.010%超0.050%以下および
Cr:0.50~1.50%
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなり、下記式(1)で定められるA値が6.0~18.0を満足する成分組成を有し、長手方向と垂直な断面の一辺の長さが250mm以上である矩形の鋳片を、加熱温度1120℃以上、減面率60%以上にて圧延してビレットとし、該ビレットを加熱温度:1050℃以上、減面率75%以上にて熱間加工する、円相当径で1μm未満の硫化物が500個/mm 2 以上、円相当径で1~5μmの硫化物が2000個/mm 2 以上分布してなる鋼組織を有する快削鋼の製造方法。
記
A値=2([Mn]+2[Cr])/[S] ・・・(1)
但し、[M]は[ ]内の元素の含有量(質量%) - 前記成分組成は、さらに、質量%で
Si:0.50%以下、
P:0.10%以下、
Al:0.010%以下および
N:0.0150%以下
から選ばれる1種または2種以上を含有する請求項4に記載の快削鋼の製造方法。 - 前記成分組成は、さらに、質量%で
Ca:0.0010%以下、
Se:0.30%以下、
Te:0.15%以下、
Bi:0.20%以下、
Sn:0.020%以下、
Sb:0.025%以下、
B:0.010%以下、
Cu:0.50%以下、
Ni:0.50%以下、
Ti:0.100%以下、
V:0.20%以下、
Zr:0.050%以下および
Mg:0.0050%以下
から選ばれる1種または2種以上を含有する請求項4または5に記載の快削鋼の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020063741 | 2020-03-31 | ||
JP2020063741 | 2020-03-31 | ||
PCT/JP2021/014049 WO2021201178A1 (ja) | 2020-03-31 | 2021-03-31 | 快削鋼およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2021201178A1 JPWO2021201178A1 (ja) | 2021-10-07 |
JP7024922B1 true JP7024922B1 (ja) | 2022-02-24 |
Family
ID=77929205
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021538730A Active JP7024922B1 (ja) | 2020-03-31 | 2021-03-31 | 快削鋼およびその製造方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230108640A1 (ja) |
EP (1) | EP4130303A1 (ja) |
JP (1) | JP7024922B1 (ja) |
KR (1) | KR20220144864A (ja) |
CN (1) | CN115362278B (ja) |
TW (1) | TWI779544B (ja) |
WO (1) | WO2021201178A1 (ja) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002249823A (ja) * | 2001-02-22 | 2002-09-06 | Kawasaki Steel Corp | 快削鋼の製造方法 |
JP2004027297A (ja) * | 2002-06-26 | 2004-01-29 | Nkk Bars & Shapes Co Ltd | 表面疵の少ない被削性に優れた硫黄および硫黄複合快削鋼 |
JP2004176176A (ja) * | 2002-11-15 | 2004-06-24 | Nippon Steel Corp | 被削性に優れる鋼 |
JP2005232508A (ja) * | 2004-02-18 | 2005-09-02 | Jfe Bars & Shapes Corp | 被削性に優れた硫黄および硫黄複合快削鋼 |
JP2005307243A (ja) * | 2004-04-19 | 2005-11-04 | Daido Steel Co Ltd | 高硫黄快削鋼 |
JP2009007591A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 低炭素硫黄快削鋼 |
CN103966531A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-08-06 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种硫化物形态优异的低碳高硫易切削钢的生产方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5763667A (en) | 1980-10-02 | 1982-04-17 | Seiko Epson Corp | Free cutting steel |
JPH026824A (ja) | 1988-06-27 | 1990-01-11 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 濾過方法および装置 |
JP3196579B2 (ja) | 1995-07-11 | 2001-08-06 | 住友金属工業株式会社 | 強度と靭性に優れた快削非調質鋼 |
JP3687370B2 (ja) | 1998-11-25 | 2005-08-24 | 住友金属工業株式会社 | 快削鋼 |
CN1276985C (zh) * | 2001-11-30 | 2006-09-27 | Jfe条钢株式会社 | 易切钢 |
KR100708430B1 (ko) * | 2002-11-15 | 2007-04-18 | 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 | 피삭성이 우수한 강과 그 제조 방법 |
JP4264247B2 (ja) * | 2002-11-15 | 2009-05-13 | 新日本製鐵株式会社 | 被削性に優れる鋼およびその製造方法 |
JP3918787B2 (ja) * | 2003-08-01 | 2007-05-23 | 住友金属工業株式会社 | 低炭素快削鋼 |
JP2006206967A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 機械構造用快削鋼の連続鋳造方法 |
KR101091275B1 (ko) * | 2009-03-04 | 2011-12-07 | 주식회사 포스코 | 친환경 무연쾌삭강 |
RU2437739C1 (ru) * | 2010-03-29 | 2011-12-27 | ЗАО "Омутнинский металлургический завод" | Способ производства автоматной стали ам14 |
-
2021
- 2021-03-31 JP JP2021538730A patent/JP7024922B1/ja active Active
- 2021-03-31 WO PCT/JP2021/014049 patent/WO2021201178A1/ja unknown
- 2021-03-31 EP EP21780703.1A patent/EP4130303A1/en active Pending
- 2021-03-31 KR KR1020227033225A patent/KR20220144864A/ko unknown
- 2021-03-31 US US17/907,271 patent/US20230108640A1/en active Pending
- 2021-03-31 CN CN202180025472.0A patent/CN115362278B/zh active Active
- 2021-03-31 TW TW110112011A patent/TWI779544B/zh active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002249823A (ja) * | 2001-02-22 | 2002-09-06 | Kawasaki Steel Corp | 快削鋼の製造方法 |
JP2004027297A (ja) * | 2002-06-26 | 2004-01-29 | Nkk Bars & Shapes Co Ltd | 表面疵の少ない被削性に優れた硫黄および硫黄複合快削鋼 |
JP2004176176A (ja) * | 2002-11-15 | 2004-06-24 | Nippon Steel Corp | 被削性に優れる鋼 |
JP2005232508A (ja) * | 2004-02-18 | 2005-09-02 | Jfe Bars & Shapes Corp | 被削性に優れた硫黄および硫黄複合快削鋼 |
JP2005307243A (ja) * | 2004-04-19 | 2005-11-04 | Daido Steel Co Ltd | 高硫黄快削鋼 |
JP2009007591A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 低炭素硫黄快削鋼 |
CN103966531A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-08-06 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种硫化物形态优异的低碳高硫易切削钢的生产方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20220144864A (ko) | 2022-10-27 |
CN115362278A (zh) | 2022-11-18 |
EP4130303A1 (en) | 2023-02-08 |
CN115362278B (zh) | 2024-02-27 |
JPWO2021201178A1 (ja) | 2021-10-07 |
US20230108640A1 (en) | 2023-04-06 |
TW202138583A (zh) | 2021-10-16 |
WO2021201178A1 (ja) | 2021-10-07 |
TWI779544B (zh) | 2022-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI707047B (zh) | 麻田散鐵系s快削不鏽鋼 | |
JP4986203B2 (ja) | 工具寿命に優れたbn快削鋼 | |
JP2007063589A (ja) | 棒鋼・線材 | |
JP5954483B2 (ja) | 鉛快削鋼 | |
JP5092578B2 (ja) | 低炭素硫黄快削鋼 | |
JP7024922B1 (ja) | 快削鋼およびその製造方法 | |
JP4348163B2 (ja) | 被削性に優れる鋼及びその製造方法 | |
JP7024921B1 (ja) | 快削鋼およびその製造方法 | |
JP6055400B2 (ja) | 鋼材およびその製造方法 | |
AU2006241390B2 (en) | Free-cutting steel having excellent high temperature ductility | |
JP2019183257A (ja) | フェライト系s快削ステンレス鋼 | |
JP6814655B2 (ja) | フェライト系快削ステンレス線材 | |
JP6927444B1 (ja) | 快削鋼およびその製造方法 | |
TWI717990B (zh) | 快削鋼及其製造方法 | |
JP2005307241A (ja) | 高硫黄快削鋼 | |
JP2003034842A (ja) | 切屑処理性に優れた冷間鍛造用鋼 | |
JP4310800B2 (ja) | 高硫黄快削鋼 | |
JP2011168859A (ja) | 鍛造性に優れるオーステナイト系ステンレス快削鋼棒線 | |
JP4222112B2 (ja) | 高硫黄快削鋼 | |
JP2005307243A (ja) | 高硫黄快削鋼 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210630 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20210630 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210921 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211108 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220111 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220124 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7024922 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |