JPH0873989A - 黒鉛複合快削鋼 - Google Patents

黒鉛複合快削鋼

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JPH0873989A
JPH0873989A JP20984994A JP20984994A JPH0873989A JP H0873989 A JPH0873989 A JP H0873989A JP 20984994 A JP20984994 A JP 20984994A JP 20984994 A JP20984994 A JP 20984994A JP H0873989 A JPH0873989 A JP H0873989A
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俊幸 星野
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】Pbを添加しないか、従来より少ない添加量で
も、Pb添加鋼と同等程度の被削性を有する、黒鉛複合
快削鋼。 【構成】重量%で、C:0.1〜1.5、Si:0.5
〜2.0、Mn:0.1〜2.0、Ti:0.005〜
0.05、N:0.0015〜0.0150、O:0.
0030以下を含み、かつ上記TiおよびNは、Ti/
N:2.5〜4.0を満足して含有し、さらにPb:
0.03〜0.3、Bi:0.01〜0.3、Te:
0.002〜O.5、Se:0.003〜0.10、
P:0.004〜0.15、S:0.005〜0.25
およびCa:0.0002〜0.30のうちから選ばれ
るいずれか1種または2種以上を含有し、残部がFeお
よび不可避的不純物の組成からなり、組織が主としてフ
ェライトと黒鉛からなる、被削性に優れた黒鉛複合快削
鋼。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、機械部品の素材とし
て用いられる機械構造用鋼、すなわち黒鉛複合快削鋼に
関し、とくにその被削性の一層の向上を図らんとして開
発したものである。
【0002】
【従来の技術】機械部品に用いられる鋼材のうち、切削
加工によって所定の形状を得るものには、優れた被削性
が要求される。かかる鋼材については、従来、機械構造
用炭素鋼にPb, Te, Bi, SおよびCa等の快削性元素を単
独または複合添加して、その被削性の向上を図ってき
た。なかでもPbは、その添加によって鋼材の機械的性質
の劣化を伴わず、また、TeやBi等に比較して安価なこと
から、快削性元素として賞用されている。
【0003】しかし、Pbは一般に、人体に有害であるこ
とから、鋼材の製造工程のみならず、これを用いた機械
部品の製造工程において、大がかりな排気設備を必要と
し、また鋼材のリサイクルの上からも多くの問題があっ
た。このため従来から、Pbを添加しないか、従来より少
ない添加量でも、Pb添加鋼と同等程度の被削性を有する
鋼材の開発が望まれていた。これに対して最近、Pbを含
有しない快削鋼についての研究がすすみ、その代替材料
としての黒鉛鋼が注目されている。
【0004】こうした黒鉛を用いた快削鋼としては、例
えば特開昭49-67816号、特開昭49−103817号および特開
昭50-96416号各公報に開示の鋼が知られている。これら
の鋼材は、鋼中のCを黒鉛として存在させ、その切欠き
および潤滑効果を利用することにより、Pbを用いること
なしに被削性を改善することとしたものである。しか
し、これらの従来技術で製造した鋼材では、黒鉛粒が粗
大であり安定した被削性が得られないという問題があっ
た。しかも、鋼中のCを黒鉛化するために、いずれも前
処理としての焼入れが不可欠であり、必ずしも経済的と
は言えなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、従来技術
が抱えている上記の問題を有利に克服できる技術の開発
を目的としており、黒鉛粒を微細化したうえ、少量の快
削性元素の添加により、従来の快削性元素を添加した快
削鋼よりも著しく優れた被削性を有する黒鉛複合快削鋼
を提案することにある。またこの発明は、黒鉛化に際
し、前処理としての焼入れが不要な、優れた被削性を有
する黒鉛複合快削鋼を提案することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】さて発明者らは、上記の
問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、鋼中のTiおよ
びNの量、Ti/Nを適正に制御すると共に、C、Si、Mn
およびOの量を調整したうえ、少量のPb、Se、Ca およ
びTeなどの快削性元素を複合して添加すれば、被削性が
格段に向上し、しかも前処理として焼入れを行わずとも
熱間圧延ままで黒鉛化を行うことが可能となることを知
見した。この発明は、上記の知見に立脚してなされたも
のである。
【0007】すなわち、この発明の要旨構成は次のとお
りである。 (1) C:0.1 〜1.5 wt%、 Si:0.5 〜2.0 wt%、 Mn:0.1 〜2.0 wt%、 Ti:0.005 〜0.05wt%、 N:0.0015wt〜0.0150wt%、O:0.0030wt%以下 を含み、かつ上記TiおよびNは、Ti/N:2.5 〜4.0 を
満足して含有し、さらに Pb:0.03〜0.3 wt%、 Bi:0.01〜0.3 wt%、 Te:0.002 〜 O.5wt%、 Se:0.003 〜0.10wt%、 P:0.004 〜0.15wt%、 S:0.005 〜0.25wt% およびCa:0.0002〜0.30wt% のうちから選ばれるいずれか1種または2種以上を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物の組成からなり、組
織が主としてフェライトと黒鉛からなることを特徴とす
る被削性に優れた黒鉛複合快削鋼。
【0008】 (2) C:0.1 〜1.5 wt%、 Si:0.5 〜2.0 wt%、 Mn:0.1 〜2.0 wt%、 Ti:0.005 〜0.05wt%、 N:0.0015wt〜0.0150wt%、O:0.0030wt%以下 を含み、かつ上記TiおよびNは、Ti/N:2.5 〜4.0 を
満足して含有し、さらに Pb:0.03〜0.3 wt%、 Bi:0.01〜0.3 wt%、 Te:0.002 〜 O.5wt%、 Se:0.003 〜0.10wt%、 P:0.004 〜0.15wt%、 S:0.005 〜0.25wt% およびCa:0.0002〜0.30wt% のうちから選ばれるいずれか1種または2種以上を含有
し、さらに REM :0.0005〜0.2 wt% を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組成からな
り、組織が主としてフェライトと黒鉛からなることを特
徴とする被削性に優れた黒鉛複合快削鋼。
【0009】 (3) C:0.1 〜1.5 wt%、 Si:0.5 〜2.0 wt%、 Mn:0.1 〜2.0 wt%、 Ti:0.005 〜0.05wt%、 N:0.0015wt〜0.0150wt%、O:0.0030wt%以下 を含み、かつ上記TiおよびNは、Ti/N:2.5 〜4.0 を
満足して含有し、さらに Pb:0.03〜0.3 wt%、 Bi:0.01〜0.3 wt%、 Te:0.002 〜 O.5wt%、 Se:0.003 〜0.10wt%、 P:0.004 〜0.15wt%、 S:0.005 〜0.25wt% およびCa:0.0002〜0.30wt% のうちから選ばれるいずれか1種または2種以上を含有
し、さらに Ni:0.10〜3.0 wt%、 Cu:0.10〜3.0 wt%、 Cr:0.05〜1.0 wt%、 Mo:0.05〜0.5 wt%、 V:0.05〜0.5 wt%および Nb:0.005 〜0.05 wt %、 のうちから選ばれるいずれか1種または2種以上を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物の組成からなり、組
織が主としてフェライトと黒鉛からなることを特徴とす
る被削性に優れた黒鉛複合快削鋼。
【0010】 (4) C:0.1 〜1.5 wt%、 Si:0.5 〜2.0 wt%、 Mn:0.1 〜2.0 wt%、 Ti:0.005 〜0.05wt%、 N:0.0015wt〜0.0150wt%、O:0.0030wt%以下 を含み、かつ上記TiおよびNは、Ti/N:2.5 〜4.0 を
満足して含有し、さらに Pb:0.03〜0.3 wt%、 Bi:0.01〜0.3 wt%、 Te:0.002 〜 O.5wt%、 Se:0.003 〜0.10wt%、 P:0.004 〜0.15wt%、 S:0.005 〜0.25wt% およびCa:0.0002〜0.30wt% のうちから選ばれるいずれか1種または2種以上を含有
し、さらに REM :0.0005〜0.2 wt% を含有し、さらにまた Ni:0.10〜3.0 wt%、 Cu:0.10〜3.0 wt%、 Cr:0.05〜1.0 wt%、 Mo:0.05〜0.5 wt%、 V:0.05〜0.5 wt%および Nb:0.005 〜0.05 wt %、 のうちから選ばれるいずれか1種または2種以上を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物の組成からなり、組
織が主としてフェライトと黒鉛からなることを特徴とす
る被削性に優れた黒鉛複合快削鋼。
【0011】(5) ただし、上記(1) 〜(4) において、選
択的に添加される成分(Pb、Bi、Te、Se、P、S、Ca)
については、上記組成の範囲内において、次のような組
合わせで添加することが推奨される。 0.03〜0.3 wt%Pb−(Bi、Te、Se、P、SおよびCa
のいずれか1種以上) 0.01〜0.3 wt%Bi−(Te、Se、P、SおよびCaのい
ずれか1種以上) 0.002 〜 O.5wt%Te−(Se、P、SおよびCaのいず
れか1種以上) 0.003 〜0.10wt%Se−(P、SおよびCaのいずれか
1種以上) 0.004 〜0.15wt%P−(SおよびCaのいずれか1種
以上) 0.005 〜0.25wt%S− Ca
【0012】(6) また、上記(3) 、(4) において、選択
的に添加される成分(Ni、Cu、Cr、Mo、V、Nb)につい
ては、上記組成の範囲内において、次のような組合わせ
で添加することが推奨される。 0.10〜3.0 wt%Ni−(Cu、Cr、Mo、VおよびNbのい
ずれか1種以上) 0.1 〜3.0 wt%Cu−(Cr、Mo、VおよびNbのいずれ
か1種以上) 0.05〜1.0 wt%Cr−(Mo、VおよびNbのいずれか1
種以上) 0.05〜0.5 wt%Mo−(VおよびNbのいずれか1種以
上) 0.05〜0.5 wt%V−Nb
【0013】
【作用】この発明の着想の基本は、低C系鋼において、
Ti、NおよびTi/Nを適正に制御した場合、前処理とし
ての焼入れなしでも、微細な黒鉛粒を迅速に形成させる
ことができるということの知見にある。この理由につい
ては、必ずしも明確に解明されたわけではないが、Tiと
Nにより微細なTiNを多数形成し、このTiNが焼鈍時に
黒鉛結晶化の核を提供することによると思われる。な
お、上述したような微細黒鉛粒が被削性を向上させるの
は次の理由によると思われる。すなわち、黒鉛鋼の切削
は、被削材が工具よりせん断応力を受ける領域におい
て、鋼材中の黒鉛と母相との界面で微小なクラックが発
生し、このクラックが連結するという機構で進行する。
このため、黒鉛粒が細かく黒鉛粒の間隔が小さいほど、
クラックの発生箇所が増し、クラック間の距離が小さく
クラック同志の連結はは容易となり被削性は向上するの
である。そして、この発明においては、上述した黒鉛形
成による被削性の向上と相まってPb、Bi、Te、Se、P、
SおよびCaの1種または2種以上を添加することによっ
て、被削性の一層の向上が可能となる。
【0014】以上説明したように、この発明では、熱間
圧延後そのまま黒鉛化処理を施すことが可能となり、従
来、黒鉛化促進のために不可欠とされた前処理としての
焼入れを施すことなしに、従来のPb快削鋼またはPb複合
快削鋼に比べて、より優れた被削性を有する機械構造用
鋼が得られるのである。なお、この発明において、潤滑
作用に基づく快削性の点からは、組織中に少なくとも体
積率で0.3 %以上の黒鉛相を含有させることが望まし
い。
【0015】次に、この発明において、上述した技術思
想に基づく各成分組成を限定した理由につき以下に説明
する。 C:0.1 〜1.5 wt% Cは、黒鉛相を形成する上で不可欠なだけでなく、機械
部品の強度を確保する上で必須の元素である。その含有
量が 0.1wt%未満ではその効果が小さく、一方1.5wt%
を超えて多量に含有させると熱間圧延性を低下させるの
で、 0.1〜1.5wt%の範囲に限定した。なお、0.2 〜0.8
wt%の範囲とするのが好ましい。
【0016】Si:0.5 〜2.0 wt% Siは、鋼の溶製時に脱酸剤として作用するだけでなく、
鋼中の鉄炭化物を不安定にして黒鉛化を促進する働きも
あるので、積極的に添加する。この含有量が 0.5wt%未
満ではその効果に乏しく、一方 2.0wt%を超えて含有さ
せると熱間圧延時に脱炭を増大し焼き入れ焼き戻し後の
機械的性質を低下させるので、 0.5〜2.0 wt%の範囲で
含有させるものとした。なお、0.8 〜1.7 wt%の範囲と
するのが好ましい。
【0017】Mn:0.1 〜2.0 wt% Mnは、鋼材の強度を確保する上でも有用な元素であると
ともに、MnS、MnSe、MnTeを形成して被削性の向上に寄
与する。その含有量が0.1 %wt未満ではその効果が小さ
く、一方 2.0wt%を超えて含有させると黒鉛化が阻害さ
れるので 0.5〜2.0 wtwt%の範囲で含有さるものとし
た。なお、0.2 〜0.8 wt%の範囲とするのが好ましい。
【0018】Ti:0.005 〜0.05wt% Tiは、炭窒化物を形成して、熱間圧延の加熱過程におけ
るγ粒の成長を抑制することにより、熱間圧延後の組織
を微細化し、黒鉛化を促進する。とくに鋼中のNと化合
して形成するTiNは、黒鉛の結晶化の核として作用し、
黒鉛粒の微細化および黒鉛化速度の向上に寄与するとい
う重要な役割を有している。また、TiNの形成によりB
の焼き入れ性も助長する。さらにTiは、TiCを形成しフ
ェライト中に析出して強度向上に寄与する。含有量が
0.005wt%に満たないとその添加効果に乏しく、一方0.0
5wt%を超えて添加すると靱性を劣化させるので、0.005
〜0.05wt%の範囲に限定した。なお、0.01〜0.03 wt
%の範囲とするのが好ましい。
【0019】N:0.0015wt〜0.0150wt% Nは、TiNを形成して結晶化の核として作用し黒鉛化を
促進する。また、固溶Nは動的歪み時効により被削性を
改善する。含有量が、0.0015wt%未満ではその効果に乏
しく、一方、0.0150wt%を超えて含有させると、熱間加
工性が低下して鋼材の割れ、疵の原因となるので0.0015
wt〜0.0150wt%の範囲とする。なお、0.0020〜0.0080wt
%の範囲とするのが好ましい。
【0020】O:0.0030wt%以下 Oは、酸化物系非介在物を形成し、機械部品の疲労強度
を劣化させるほか、熱間および冷間における加工性を劣
化させる。このため、Oは極力低減させることが望まし
いが、0.0030wt%までの含有は許容される。なお、0.00
15wt%以下の範囲とするのが好ましい。
【0021】Ti/N:2.5 〜4.0 Ti/Nは、黒鉛の微細化のために必要な要件である。す
なわち、黒鉛の微細化はTiNの微細化によって達成さ
れ、TiNの微細化はTi/Nに依存する。Ti/Nは理想的
には化学量論比3.43であるが、2.5 〜4.0 の範囲であれ
ば十分な黒鉛の微細化が行われる。
【0022】Pb:0.03〜0.3 wt% Pbは、切削時の加工熱で溶融し、液体潤滑効果により切
削性を向上させる。その効果を得るには、0.03wt%以上
の添加が必要であるが、0.3 wt%を超えると黒鉛化を阻
害し、むしろ被削性を低下させるので、0.03〜0.30wt%
とする。なお、0.06〜0.2 wt%の範囲とするのが好まし
い。
【0023】Bi:0.01〜0.3 wt% Biは、Pbと同様に液体潤滑効果により切削性を向上させ
る。その効果は0.01wt%以上の添加で得られるが、0.3
wt%を超えると黒鉛化を阻害し、むしろ被削性を低下さ
せるので、0.01〜0.3 wt%とする。なお、0.05〜0.2 wt
%の範囲とするのが好ましい。
【0024】Te:0.002 〜 0.5wt% Teは、MnTeを形成し、これが切削時のチップブレーカー
として作用し被削性を向上させる。この効果は0.002 wt
%以上の含有量で得られるが、0.5wt %を超えて含有す
ると黒鉛化を阻害し、むしろ被削性を低下させるので、
0.002〜0.5 wt%とする。なお、0.01〜0.03wt%の範囲
とするのが好ましい。
【0025】Se:0.003 〜0.10wt% Seは、MnSe形成し、これが切削時のチップブレーカーと
して作用するとともに、黒鉛化の核となり黒鉛化促進の
作用をして、被削性を改善する。この効果を得るには、
0.003 wt%以上の含有量が必要であるが、0.10wt%を超
えて添加してもその効果が飽和するので0.003 〜0.10wt
%とする。なお、0.010 〜0.035 wt%の範囲とするのが
好ましい。
【0026】P:0.004 〜0.15wt% Pは、フェライト相を硬化させることにより被削性を向
上させる元素である。その効果を得るには0.004 wt%以
上の添加が必要であるが、0.15wt%を超えると黒鉛化を
阻害し、むしろ被削性を低下させるので、0.004 〜0.15
wt%とする。なお、0.020 〜0.10wt%の範囲とするのが
好ましい。
【0027】S:0.005 〜0.25wt% Sは、MnSを形成して、チップブレーカーとして作用し
被削性を向上させるほか、黒鉛形成の際に核として作用
して黒鉛化を促進させることにより、被削性を向上させ
る。また、REM と反応して(La,Ce)Sなどの硫化物を形成
し、これが黒鉛化の際の核となり、被削性を向上させ
る。この含有量が0.005 wt%未満ではその添加効果に乏
しく、一方0.25wt%を超えても効果が飽和するので、0.
005 〜0.25wt%の範囲で含有させるものとした。なお、
0.020 〜0.075 wt%の範囲とするのが好ましい。
【0028】Ca:0.0002〜0.30wt% Caは、Ca系の酸化物を形成し、これが黒鉛化の核として
作用して黒鉛化を促進する。添加量が、0.0002wt%未満
ではその効果に乏しく、一方0.30wt%を超えて添加する
と多量の酸化物系非金属介在物が形成されて、機械部品
の疲労強度を低下させる。したがって、その含有量は0.
0002〜0.30wt%とする。なお、0.0010〜0.0100wt%の範
囲とするのが好ましい。
【0029】以上、基本成分について説明したが、この
発明では、さらに、主として黒鉛化の促進および黒鉛の
微細化のためにREM を、主として強度改善のためにNi、
Cu、Cr、Mo、VおよびNbのうちから選んだ一種または二
種以上を、添加することができる。
【0030】REM :0.0005〜0.2 wt% La,Ce などのREM は、Sと化合して硫化物を形成し、こ
れが黒鉛の結晶化の核として作用する。これにより、黒
鉛化に要する時間が短縮され、黒鉛粒も極めて微細にな
る。添加量が、0.0005wt%未満ではその効果に乏しく、
一方0.2 wt%をこえても効果が飽和するので、0.0005〜
0.2 wt%、好ましくは0.01〜0.05wt%の範囲とする。
【0031】Ni:0.10〜3.0 wt% Niは、鋼の焼入れ性を高め、焼入れ・焼戻し処理による
組織強化により、またCuとの複合添加の場合は、フェラ
イト相の析出強化により、強度強度改善に有用なだけで
なく、黒鉛化の促進にも有効に寄与するが、0.10wt%未
満ではその添加効果に乏しく、3.0 wt%を超えて添加し
てもその効果が飽和するので、 0.1〜3.0 wt%の範囲と
する。なお、0.5 〜2.0 wt%の範囲とするのが好まし
い。
【0032】Cu:0.10〜3.0 wt% Cuは、鋼の焼入れ性を高めて焼入れ・焼戻し処理による
組織強化と共に、Niとの複合添加における析出強化によ
り、強度向上に有効に寄与し、また黒鉛化の促進にも有
用な元素である。しかしながら、含有量が0.10wt%に満
たないとその添加効果に乏しく、一方 3.0wt%を超えて
添加すると熱間変形能を劣化させるので、 0.1〜3.0 wt
%の範囲とする。なお、0.5 〜1.5 wt%の範囲とするの
が好ましい。
【0033】Cr:0.05〜1.0 wt% Crは、鋼の焼入れ性を高めて焼入れ・焼戻し処理による
強度向上に寄与するが、0.05wt%未満では添加効果に乏
しく、1.0 wt%を超えて添加するとセメンタイトの安定
化により黒鉛化が妨げられるので0.05〜1.0 wt%の範囲
とする。なお、0.05〜0.3 wt%の範囲とするのが好まし
い。
【0034】Mo:0.05〜0.5 wt% Moは、鋼の焼入れ性を高めて焼入れ・焼戻し処理による
強度向上に寄与するが、0.05wt%未満では添加効果に乏
しく、0.5 wt%を超えて添加するとセメンタイトの安定
化により黒鉛化が妨げられるので0.05〜0.5 wt%の範囲
に限定する。なお、0.1 〜0.3 wt%の範囲とするのが好
ましい。
【0035】V:0.05〜0.5 wt% Vは、鋼の焼入れ性を高めて焼入れ・焼戻し処理による
強度向上に寄与する。また、熱間圧延後の組織を微細化
し、黒鉛化促進にも寄与する。含有量が 0.05wt %に満
たないとその添加効果に乏しく、一方0.5wt %を超えて
添加しても効果が飽和するので0.05〜0.5wt %の範囲と
する。なお、0.1 〜0.3 wt%の範囲とするのが好まし
い。
【0036】Nb:0.005 〜0.05 wt % Nbは、鋼の焼入れ性を高めて焼入れ・焼戻し処理による
強度向上と、微細なNb炭窒化物の析出による強度向上に
寄与する。また、熱間圧延後の組織を微細化し、黒鉛化
促進にも寄与する。含有量が 0.005wt%に満たないとそ
の添加効果に乏しく、一方0.05wt%を超えて添加しても
効果が飽和するので、0.005 〜0.05wt%の範囲とする。
なお、0.01〜0.04wt%の範囲とするのが好ましい。
【0037】上記の成分組成範囲に調整することによっ
て、前処理としての焼入れの必要なしに金属組織が主に
フェライトと黒鉛からなる被削性に優れた鋼材を得るこ
とができる。またこの発明では、成分組成のみならず、
金属組織が重要であり、上述したように、主にフェライ
トと黒鉛の組織とする必要がある。というのは、黒鉛の
潤滑作用により切削時に切削工具の温度上昇を抑制し、
それにより切削工具の寿命を向上させようとするのが、
この発明に必須の要件だからである。ここに、鋼中にお
けるCの黒鉛化度は、50%以上とするのが好ましい。
【0038】次に、この発明の製造方法について説明す
る。まず素材の製造については、従来公知の転炉、電気
炉などで溶製した後、連続鋳造法または造塊・分塊法に
よってスラブとする。ついで熱間圧延により所定の形状
にしたのち、黒鉛化焼なましを施して、金属組織中に所
定量の黒鉛相を析出させて製造できる。本発明鋼は所定
の部品形状に成形後、機械部品とする。なお窒化処理を
施して製品とする場合もある。
【0039】ここで、熱間圧延条件としては、快削元素
により熱間加工性が劣化するので1000℃以上の加熱と85
0 ℃以上での圧延を行うのが望ましい。黒鉛化のための
熱処理としては、600 ℃〜Ac1の温度に5 〜30時間保持
するのみで十分である。ただし、快削元素としてTe,P,B
i,Pb等の元素を単独で添加する場合には、前記の範囲内
で処理時間を長くしたほうがよい。
【0040】
【実施例】表1および表2に示す化学組成の鋼を転炉、
真空脱ガスにて溶製し、連続鋳造によりブルームとした
のち、熱間圧延により150mm 角ビレットとし、さらにビ
レット圧延を経て、52mmφの棒鋼とした。ついで 700
℃, 10hの加熱後、空冷による黒鉛化処理を施したの
ち、黒鉛化率、硬さおよび被削性について調査した。被
削性試験は、高速度工具鋼SKH4を用いて、切り込み:2
mm、送り速度:0.25mm/rev.および切削速度:70 m/min
の条件で実施し、切削不能となるまでの時間を工具寿命
として評価した。得られた調査結果を表3に示す。
【0041】
【表1】
【0042】
【表2】
【0043】
【表3】
【0044】表1, 表2のNo.1〜29は発明鋼、No.30 〜
44は比較鋼、No.45 はPb−S−Pの複合快削鋼( SAE 規
格の12L14相当鋼)であり、NO.46 はJIS S45CにPbを添
加した快削鋼である。
【0045】表3から明らかなように、発明鋼はいずれ
も、黒鉛化処理後、鋼中Cは 50 %以上黒鉛化してい
る。このため発明鋼は被削性に優れ、工具寿命が57.4 m
in以上の極めて良好な寿命を示す。これに対し従来のPb
快削鋼の工具寿命は著しく劣り、またこの発明の適正範
囲を逸脱した比較鋼のそれはいずれも、工具寿命がmin
以下となっている。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多量のPbを用いることなく、従来のPb快削鋼に比較して
格段に優れた被削性を得ることができるので、環境に著
しい悪影響を及ぼすことなしに、機械部品の工業的製造
が可能となる。また、この発明によれば、黒鉛化焼鈍前
に前処理としての焼入れが不要で、圧延ままで黒鉛化が
達成されるので、生産性の向上に対する寄与が極めて大
きい。さらに、本発明によれば、微細な黒鉛粒を効果的
に形成しうるので、被削性の向上が容易に達成可能とな
る。
フロントページの続き (72)発明者 天野 虔一 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社鉄鋼開発・生産本部鉄鋼研究所 内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C:0.1 〜1.5 wt%、 Si:0.5 〜2.0 wt%、 Mn:0.1 〜2.0 wt%、 Ti:0.005 〜0.05wt%、 N:0.0015wt〜0.0150wt%、O:0.0030wt%以下 を含み、かつ上記TiおよびNは、Ti/N:2.5 〜4.0 を
    満足して含有し、さらに Pb:0.03〜0.3 wt%、 Bi:0.01〜0.3 wt%、 Te:0.002 〜 O.5wt%、 Se:0.003 〜0.10wt%、 P:0.004 〜0.15wt%、 S:0.005 〜0.25wt% およびCa:0.0002〜0.30wt% のうちから選ばれるいずれか1種または2種以上を含有
    し、残部がFeおよび不可避的不純物の組成からなり、組
    織が主としてフェライトと黒鉛からなることを特徴とす
    る被削性に優れた黒鉛複合快削鋼。
  2. 【請求項2】 C:0.1 〜1.5 wt%、 Si:0.5 〜2.0 wt%、 Mn:0.1 〜2.0 wt%、 Ti:0.005 〜0.05wt%、 N:0.0015wt〜0.0150wt%、O:0.0030wt%以下 を含み、かつ上記TiおよびNは、Ti/N:2.5 〜4.0 を
    満足して含有し、さらに Pb:0.03〜0.3 wt%、 Bi:0.01〜0.3 wt%、 Te:0.002 〜 O.5wt%、 Se:0.003 〜0.10wt%、 P:0.004 〜0.15wt%、 S:0.005 〜0.25wt% およびCa:0.0002〜0.30wt% のうちから選ばれるいずれか1種または2種以上を含有
    し、さらに REM :0.0005〜0.2 wt% を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組成からな
    り、組織が主としてフェライトと黒鉛からなることを特
    徴とする被削性に優れた黒鉛複合快削鋼。
  3. 【請求項3】 C:0.1 〜1.5 wt%、 Si:0.5 〜2.0 wt%、 Mn:0.1 〜2.0 wt%、 Ti:0.005 〜0.05wt%、 N:0.0015wt〜0.0150wt%、O:0.0030wt%以下 を含み、かつ上記TiおよびNは、Ti/N:2.5 〜4.0 を
    満足して含有し、さらに Pb:0.03〜0.3 wt%、 Bi:0.01〜0.3 wt%、 Te:0.002 〜 O.5wt%、 Se:0.003 〜0.10wt%、 P:0.004 〜0.15wt%、 S:0.005 〜0.25wt% およびCa:0.0002〜0.30wt% のうちから選ばれるいずれか1種または2種以上を含有
    し、さらに Ni:0.10〜3.0 wt%、 Cu:0.10〜3.0 wt%、 Cr:0.05〜1.0 wt%、 Mo:0.05〜0.5 wt%、 V:0.05〜0.5 wt%および Nb:0.005 〜0.05 wt %、 のうちから選ばれるいずれか1種または2種以上を含有
    し、残部がFeおよび不可避的不純物の組成からなり、組
    織が主としてフェライトと黒鉛からなることを特徴とす
    る被削性に優れた黒鉛複合快削鋼。
  4. 【請求項4】 C:0.1 〜1.5 wt%、 Si:0.5 〜2.0 wt%、 Mn:0.1 〜2.0 wt%、 Ti:0.005 〜0.05wt%、 N:0.0015wt〜0.0150wt%、O:0.0030wt%以下 を含み、かつ上記TiおよびNは、Ti/N:2.5 〜4.0 を
    満足して含有し、さらに Pb:0.03〜0.3 wt%、 Bi:0.01〜0.3 wt%、 Te:0.002 〜 O.5wt%、 Se:0.003 〜0.10wt%、 P:0.004 〜0.15wt%、 S:0.005 〜0.25wt% およびCa:0.0002〜0.30wt% のうちから選ばれるいずれか1種または2種以上を含有
    し、さらに REM :0.0005〜0.2 wt% を含有し、さらにまた Ni:0.10〜3.0 wt%、 Cu:0.10〜3.0 wt%、 Cr:0.05〜1.0 wt%、 Mo:0.05〜0.5 wt%、 V:0.05〜0.5 wt%および Nb:0.005 〜0.05 wt %、 のうちから選ばれるいずれか1種または2種以上を含有
    し、残部がFeおよび不可避的不純物の組成からなり、組
    織が主としてフェライトと黒鉛からなることを特徴とす
    る被削性に優れた黒鉛複合快削鋼。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102719749A (zh) * 2012-06-28 2012-10-10 宝山钢铁股份有限公司 铁路车轴用钢及其生产工艺
CN103352177A (zh) * 2013-06-17 2013-10-16 浙江浦宁不锈钢有限公司 一种强度增强的钢材
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CN103352179A (zh) * 2013-06-24 2013-10-16 浙江浦宁不锈钢有限公司 一种碳合金
CN103436817A (zh) * 2013-06-19 2013-12-11 浙江浦宁不锈钢有限公司 一种强度增强的钢材制备方法
CN106756503A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 北京首钢吉泰安新材料有限公司 易切削合金、合金丝、其制备方法、笔头、笔芯及笔

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