JPH01165749A - 熱間鍛造用快削鋼 - Google Patents

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 この発明は、熱間鍛造を施したままで使用される快削鋼
に関する。

従来の技術 各種の炭素鋼、合金鋼にＳ、Ｐｂ、Ｓｓ、Ｔｏ、ＢＬ、
Ｃａなどの快削性付与元素を加えて特に被削性を向上さ
せることは周知のことである。

しかし、被削性は切削の諸条件や“削られやすさ”を計
る基準の変化により多様性があり、単一の数値で表現す
ることは困難である。そこで、−般には旋削、穿孔、歯
切り、ブローチなどの切削加工方法と使用工具の種類に
より一定の条件下で数値的に表現したり、またある基準
材料との比較を用いて被削性を表現することが行われて
いる。

前記のごとく要求される被剛性には多様性があるため、
添加される快削性付与元素の添加量は一定しないが、一
般には被削性を向上し、しかも強度や塑性加工性など実
用上の機械的性質に害を与えないような量に制限する必
要がある。しかし、実際には各種鋼材に対し、どの位の
添加量が最適であるか具体的な成分範囲は決められてい
いない。

発明が解決しようとする問題点 この発明は、各種鋼材に対する快削性付与元素の最適添
加量範囲が不明な現状下において、熱間鍛造用鋼に優れ
た被削性を付与することにより熱間鍛造のままで切削加
工を施して使用できることを目的として、快削性付与元
素の添加含有邑を限定した熱間鍛造用快削鋼を提供する
ものである。

問題点を解決するための手段 この発明は、重量比で、 Ｃ０．３０〜０．６０％、　ＳＬｏ、７０％以下、ｒｌ
ｒｌｏ、６０〜２．０％１、　　Ｃｒ０．５０％以下、
Ｖ　０．０３〜０．２０％、　ｇＡＭ　０．０６％以下
を含有し、ざらに Ｓ　０．０８〜０．４０％、　Ｐｂ０．３０％以下、Ｔ
ｅ０．１０％以下、　　Ｓｅ０．１０％以下、Ｚｒ０．
３０％以下、　　Ｃａ０．０１％以下、Ｃ＠０．２０％
以下、　　ＢＬｏ、１０％以下のうち２種以上を複合し
て、かつ下記式で示される快削指数Ｆが５×１０″″３
〜１０Ｘ１０−３であるように添加量を調整して含有し
、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる熱間鍛造用快
削鋼である。

Ｆ＝１＋且＋ユ即＋１虹＋互十ノ工 十匹虹＋ｐｉ　（％） この発明の発明者らは熱間鍛造用鋼の種々の鋼種につい
て被剛性試験を行った結果、旋削、穿孔においては添加
した快削性付与元素の種類や含有量が異なっても、快削
性付与元素にある係数を掛けて求めた快削指数で整理で
きることを知見した。

この発明はこの知見に基いてなされたものである。

そして、この試験の結果より快削指数Ｆを求める式を次
式のとおり決定した。

ｐ　＝Ｓ　　＋　ＣＢ＋匝＋Ｊ虹や父や互＋匹虹十Ｂ４
　　（％） また、この試験において旋削、穿孔と快削指数の関係、
工具寿命と快削指数との関係を調べた結果、旋削、穿孔
は快削指数が５×１０４未満では急激に悪化し、また工
具寿命は５Ｘ１０−３〜１０ＸＩＯ−３の範囲で最も良
好であることがわかった。

そのため、快削指数Ｆは５Ｘ１０−３〜ｌ０ＸＩＯ−３
の範囲に限定した。

この発明において対象となる熱間鍛造用鋼の成分を限定
したのは次の理由による。また、快削性付与元素は優れ
た快削性を得るには２種以上を複合添加することが望ま
しい。

Ｃは固溶強化及び■、Ｃｒなどと炭化物を形成して鋼の
強度を増すのに必須の元素であるが、０、３０％未満で
は機械構造用鋼としての強度が得られず、また０１６０
％を超えると必要以上に硬化し加工性が低下するから０
．３０−０．６０％とした。

ＳＬはＤＲＩ剤として添加され、フェライト地の強度向
上に有効で、すべての鋼に含まれ工いるが、多量に添加
すると高硬度となり被削性が低下するので上限を０．７
０％とした。

ｉｎは固溶硬化作用が比較的大きくフェライトを強化す
る元素であるが、硬度を確保するため０．６０％以上の
添加が望ましい。しかし、２．０％を超えると硬化し過
ぎて加工性が低下するので、０．６０〜２．０％とした
。

Ｃｒは炭化物の形成により硬度を向上するのに有効であ
るが、コスト上から上限を０．５０％とした。

■は熱間鍛造用鋼として必須元素であり、その添加効果
を得るには０．０３％以上が必要である。

しかし、０．２０％を超えて多く添加しても添加効果の
向上は見られず、またコスト高となるから０．０３〜０
．２０％とした。

鍾Ｎは脱酸剤として有効な元素であるが、添加量が多す
ぎると、逆に被削性に悪影響を及ぼすので上限を０．０
６％とした。

Ｓは被剛性を向上するのに有効な元素であるが、多く添
加すると赤熱脆性を引き起し、また被削性向上の効果を
狙い０．０８〜０．４０％とした。

Ｐｂは被剛性を向上するのに有効な元素であるが、多く
添加すると機械的性質が著しく低下するから上限を０．
３０％とした。

Ｔｏ及びＳｅはＳと同族元素であり、共に被削性を向上
するのに有効な元素であるが、赤熱脆性の点からいずれ
も上限をｏ、　ｉｏ％とした。

Ｚｒは被削性を向上するのに有効な元素であるが、コス
ト及び添加効果の点から上限を０．３０％とした。

Ｃａは鋼中の酸化物を被削性に適したものに変化させる
性質があり、その結果被剛性改善（有効であるが、添加
量が多くなると介在物が増加し、逆に被剛性が低下する
から上限を０．０１％とした。

乙は被剛性を向上するのに有効な元素であるが、コスト
及び添加効果の向上の点から上限を０．２０％とした。

ＢＬは円に類似した効果があり、主に８％円と複合添加
して使用されるが、コスト及び添加効果の向上の点から
上限を０．１０％とした。

実施例 この発明の実施により快削指数Ｆが５×１０ｘ１０−３
の範囲になるように成分調整を行った熱間圧延用鋼１〜
１０を溶製した。また比較のため快削指数Ｆが５Ｘ１０
−３〜ｌ０ＸＩＯ−３の範囲を外れた快削鋼１１〜１６
を溶製した。その溶製された８鋼の化学成分及び快削指
数Ｆを第１表に示す。

そして、８鋼１〜１６から試料を採取し、快削指数Ｆと
穿孔個数との関係及び快削指数と工具寿命（旋削）との
関係について試験した。その結果を第１表に示すと共に
、グラフ化して前者の場合を。

第１図に、後者の場合を第２図に示した。

なお、穿孔は 工　　　具：　ＳＫＩ　９１０φドリル回転数：　１３
０（）　ｒｐｍ 送　　　リ：　　０．２５　ｍｍ／ｒｅｖ穴深ざ：４０
ｍｍ盲孔 クーラント：湿式 寿命判定：工具摩耗まで で行い、旋削は 工　　具：Ｐ２Ｏ 切削速度：　１６０　ｍ／ｍｉｎ 送　　　リ：　　０，２５　ｍｍ／ｒｅｖ切込み：２ｍ
ｍ クーラント：乾式 寿命判定：フランク摩耗０．２ｍ１ｌｌで行った。

第１図より快削指数Ｆが５ｘｌＯ−３未満では穿孔個数
が急激に低下するから穿孔は快削指数Ｆが５Ｘ１０−３
以上の鋼を使用することが望ましく、比較ｔｊＡ１１〜
１３は穿孔に適しないことがわかる。

また第２図より旋削の場合は快削指数Ｆが５Ｘ１０　”
３〜１０Ｘ１０−３　（７）範囲にある発明ｗＡ１〜１
０はいずれも工具寿命が長く優れた快削性を有するが、
前記範囲を外れた比較鋼はいずれも工具寿命が短く快削
性が劣っていることがわかる。

以下余白 発明の効果 この発明は、快削性付与元素を添加含有する熱間鍛造用
鋼において、所定の数式により求められる快削指数を一
定範囲に限定することにより旋削及び穿孔に最適の優れ
た快削性を付与することができるから、熱間鍛造のまま
で能率良く機械加工を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１表に示す各発明鋼及び各比較鋼に対し穿孔
を施した場合の快削指数と穿孔個数の関係を示すグラフ
、第２図は同じく旋削を施した場合の快削指数と工具寿
命の関係を示すグラフである。 出願人　　住友金属工業株式会社 代理人　　弁理士　押田良久゛西４ ｊ１を山 快削指数（ＸＩＯ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 重量比で、 Ｃ０．３０〜０．６０％、Ｓｉ０．７０％以下、Ｍｎ０
   ．６０〜２．０％、Ｃｒ０．５０％以下、Ｖ０．０３〜
   ０．２０％、ｓｏｌＡｌ０．０６％以下を含有し、さら
   に Ｓ０．０８〜０．４０％、Ｐｂ０．３０％以下、Ｔｅ０
   ．１０％以下、Ｓｅ０．１０％以下、Ｚｒ０．３０％以
   下、Ｃａ０．０１％以下、Ｃｅ０．２０％以下、Ｂｉ０
   ．１０％以下 のうち２種以上を複合して、かつ下記式で示される快削
   指数Ｆが５×１０＾−＾３〜１０×１０＾−＾３である
   ように添加量を調整して含有し、残部がＦｅ及び不可避
   的不純物からなる熱間鍛造用快削鋼。 Ｆ＝Ｓ／３２＋Ｃａ／４１＋２Ｐｂ／２０７＋Ｔｅ／１
   ２８＋Ｓｅ／７９＋Ｚｒ／９１＋Ｃｅ／１４０＋Ｂｉ／
   ２０９（％）