JPH0978187A - メッキ用快削鋼 - Google Patents

メッキ用快削鋼

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JPH0978187A
JPH0978187A JP26457795A JP26457795A JPH0978187A JP H0978187 A JPH0978187 A JP H0978187A JP 26457795 A JP26457795 A JP 26457795A JP 26457795 A JP26457795 A JP 26457795A JP H0978187 A JPH0978187 A JP H0978187A
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JP
Japan
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cutting
steel
low
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free
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JP26457795A
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English (en)
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Tomonori Haniyuda
智紀 羽生田
Sadayuki Nakamura
貞行 中村
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】仕上げ面粗さ,耐孔食性および被削性の優れた
快削鋼を提供する. 【構成】合金元素の含有率が重量で,C:0.02〜
0.15%,Mn:0.6〜1.5%,Cr:0.10
〜0.30%,P:0.04〜0.20%,S:0.1
0〜0.40%,Pb:0.10〜0.40%,Bi:
0.05〜0.20%,Sn:0.0030〜0.02
00%および必要に応じて,Te:0.005〜0.1
5%,Se:0.02〜0.30%のうちから選んだ1
種または2種を含有し,残部実質的にFeからなり,か
つ,硫化物系介在物中のCrの濃度が重量で0.5〜5
%であり,メッキ前処理時の耐孔食性および低切削速度
域における仕上げ面粗さに優れることを特徴とする低炭
素快削鋼.

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は快削鋼に関し,さらに詳
しくは,被削性を向上する添加元素であるところのS,
PおよびPbをある程度以上含有した快削鋼において,
低速切削での仕上げ面性状に優れ,メッキの前処理とし
て行われる酸洗時の腐食ピットの発生を抑制したメッキ
処理用低炭素硫黄鉛複合快削鋼に関する.
【0002】
【従来の技術】低炭素硫黄鉛複合快削鋼は電子機器など
の小物部品に使用されることが多く,一般に切削速度が
低いため構成刃先が生成しやすく,仕上げ面粗さが大き
い.このため,切削肌で使用する場合でも,メッキする
場合でもその光沢度が不足する場合がある.また,低炭
素硫黄快削鋼に含まれる介在物は被削性を向上する効果
がある一方,耐食性を劣化させることがよく知られてい
る.特にメッキなどの下地処理として行われる酸洗処理
時に,介在物起因の腐食ピットを発生しやすく,メッキ
後の表面性状を劣化させる.
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】仕上げ面粗さを小さ
くするには構成刃先の生成の抑制が有効であり,このた
めには切削速度の増大や快削性介在物の増量が有効とさ
れているが,切削速度の増大は加工物が小さいため困難
であり,介在物の増量は切削速度の特に低い領域では必
ずしも有効ではない.また,酸洗時の腐食ピットの発生
は被削性を改善する効果のある介在物を減らすことで解
決するが,被削性が劣化するので好ましくない.したが
って,低速切削における仕上げ面粗さと酸洗時の耐孔食
性および被削性をすべて満足する快削鋼は得られておら
ず,特にメッキ処理を行う部品への適用は一般には困難
であるという問題があった.
【0004】
【問題点を解決するための手段】本発明者はSおよびP
bを添加した低炭素快削鋼の介在物と仕上げ面粗さや耐
孔食性の関係を調査した結果,以下のようなことを見出
した.
【0005】仕上げ面粗さを増大させる構成刃先は切削
速度が低くなるほど発生しやすくなるとともに,介在物
の量よりも介在物の融点が支配的となり,介在物の融点
が低いほど発生しにくくなる.硫黄鉛複合快削鋼の介在
物で最も融点が低いものは金属介在物である鉛であり,
この融点を低下させるにはBiとSnを同時に複合添加
することが有効である.一方,酸洗時の腐食ピットは非
金属介在物である硫化物が原因であり,金属介在物の影
響はほとんどない・腐食ピットの発生しやすさは硫化物
の組成によりがまり,硫化物の組成をMnSから(M
n,Cr)Sに変化させることにより,その発生が顕著
に抑制される.その効果は硫化物系介在物中のCrの濃
度が重量で0.5%以上で顕著となる.
【0006】また,一般的に被削性として論じられる切
削工具寿命はBiおよびSnの複合添加の効果により従
来の快削鋼に比べて向上することも判明し,メッキ処理
用快削鋼として低速切削時の仕上げ面性状および酸洗時
の耐孔食性および被削性に優れた快削鋼の製造が可能に
なった.
【0007】すなわち,本発明にかかわる快削鋼は,重
量で,C:0.02〜0.15%,Mn:0.6〜1.
5%,Cr:0.10〜0.30%,P:0.04〜
0.20%,S:0.10〜0.40%,Pb:0.1
0〜0.40%,Bi:0.05〜0.20%,Sn:
0.0030〜0.0200%を含有し,残部実質的に
Feからなり,かつ,硫化物系介在物中のCrの濃度が
重量で0.5〜5%である低炭素快削鋼を第1の発明と
し,これにさらに,必要に応じて,Te:0.005〜
0.15%,Se:0.02〜0.30%のうちから選
んだ1種または2種を含有する低炭素快削鋼を第2の発
明とする2つの発明よりなるものである.
【0008】本発明の快削鋼の請求範囲の限定理由につ
いて以下に説明する.
【0009】C:0.02〜0.15% Cは鋼の強度を向上するが,同時に延性を低下させる元
素であり,その含有量が極めて低い領域においては鋼の
適度な延性の低下により被削性を向上する効果がある.
このためには含有量を重量で0.02%以上とする必要
があるが,含有量が0.15%を越えると被削材の硬度
が高くなり,被削性が劣化する.よって,Cの含有量は
0.02〜0.15%とする.
【0010】Mn:0.6〜1.5% Mnは被削性の向上に有効な(Mn,Cr)Sを生成さ
せるために必要な元素であり,含有量が0.6%未満で
は熱間加工性が劣化し,また,1.5%を越えると被削
材の加工硬化が顕著になり被削性が劣化する.よって,
Mnの含有量は0.6〜1.5%とする.
【0011】Cr:0.10〜0.30% CrはMnSを(Mn,Cr)Sに変化させて,耐孔食
性を向上する元素であり,含有量が0.10%未満では
その効果が小さく,0.30%を越えると硫化物の硬度
が上昇し,被削性が劣化する.よって,Crの含有量は
0.10〜0.30%とする.
【0012】P:0.04〜0.20% Pは鋼の延性を低下させ,切削加工時の切りくず処理性
を向上するとともに仕上げ面粗さを低減する元素である
が,含有量が0.04%未満ではこれらの効果が小さ
く,0.20%を越えて含有されると熱間加工における
表面欠陥が多くなる.よって,Pの含有量は0.04〜
0.20%とする.
【0013】S:0.10〜0.40% Sは被削性全般の向上に有効な(Mn,Cr)Sを形成
する元素であるが,含有量が0.10%未満では効果が
小さく,また,0.40%を越えると耐孔食性および熱
間加工性の低下が著しい.よって,Sの含有量は0.1
0〜0.40%とする.
【0014】Pb:0.10〜0.40% Pbは被削性全般の向上に有効な元素であり,含有量が
0.10%未満では効果が小さく,また,0.40%を
越えると熱間加工性および延性の低下が著しい.よっ
て,Pbの含有量は0.10〜0.40%とする.
【0015】Bi:0.05〜0.20% BiはPbと同様に金属介在物を形成し,被削性を改善
する元素であるが,PbおよびSnと複合添加すると切
削速度が20m/min以下の低速切削における構成刃
先の付着を抑制する効果がある.0.05%未満ではそ
の効果が小さく,0.20%を越えると熱間加工性を著
しく害する.よって,Biの含有量は0.05〜0.2
0%とする.
【0016】Sn:0.0030〜0.0200% SnはPbおよびBiと複合添加すると切削速度が20
m/min以下の低速切削における構成刃先の付着を抑
制する効果があるが,0.0030%未満ではその効果
が小さく,0.0200%を越えると熱間加工性を著し
く害する.よって,Snの含有量は0.0030〜0.
0200%とする.
【0017】Te:0.005〜0.15% Teは被削性を改善する元素であり,第2の発明におい
て必要に応じて添加されるが,0.005%未満では効
果が小さく,0.15%を越えると熱間加工性を害す
る.よってTeの含有量は0.005〜0.15%とす
る.
【0018】Se:0.02〜0.30% Seは一般にはMnおよびSと化合し,MnSに比べて
耐食性に対する悪影響の小さいMn(S,Se)を形成
する元素であり,本発明においては少量の添加で耐孔食
性が向上され,増量に伴い介在物の量を増大させ,被削
性を向上する効果がある.0.02%未満ではいずれの
効果も小さく,0.30%を越えると熱間加工性を著し
く害するとともに,添加費用が高くなる.よって,Se
の含有量は0.02〜0.30%とする.
【0019】硫化物系介在物中のCrの濃度:0.5〜
5% 硫化物中系介在物中のCrの濃度はメッキ前処理の酸洗
時の腐食ピットの抑制のため0.5%以上必要である
が,5%を越えると硫化物の硬度が上昇し,被削性が劣
化する.よって,硫化物系介在物中のCrの濃度は0.
5〜5%とする.
【0020】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明する.表
1に示す化学組成の圧延鋼材を製造したのち,冷間引抜
き加工により直径4mmの丸棒材とした.なおD1およ
びC1は7tonのインゴット鋳造材であり,他はすべ
て連続鋳造材である.
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】表1においてD1からD4は本発明の請求
項第1項に該当する発明鋼であり,D5からD7は本発
明の請求項第2項に該当する発明鋼である.C1からC
7はそれぞれ発明鋼D1からD7に対してCr含有量,
Bi含有量またはSn含有量が本発明の請求範囲を逸脱
している比較鋼である.表1においてCRSはX線マイ
クロアナライザー(EPMA)で測定した硫化物中のC
rの濃度の重量百分率の平均値である.また,RZは表
2の切削条件で加工した試料の表面を触針式粗さ計にて
測定した十点平均粗さRz(μm)であり,PDは表2
の切削条件で加工後,20℃,1Nの希塩酸に90秒浸
漬した後,顕微鏡にて合計20cmにおける直径40
μm以上の腐食ピット数を測定し,1cm当たりの個
数(ピット密度)で表したものである.さらに,表中の
TWは表2の切削条件で8000個の試料を加工した工
具の逃げ面最大摩耗幅(μm)を示す.
【0024】発明鋼D1からD7の仕上げ面粗さRZお
よび腐食ピット密度PDはいずれも低い値であり,工具
摩耗TWはそれぞれの対応する比較鋼に比べて同等以下
である.
【0025】さらに詳細に検証すると,発明鋼D1はS
n含有量の低い比較鋼C1に対してPDすなわち耐孔食
性は同等であるが,仕上げ面粗さRZおよび工具摩耗T
Wは極めて小さい.これは比較鋼C1のCr含有量が本
発明の請求範囲内にあり,CRSすなわち硫化物中のC
rの濃度が発明鋼D1と同等であることおよびSnが添
加されていないことと対応している.また,発明鋼D2
はCr含有量の低い比較鋼C2に対して仕上げ面粗さR
Zおよび工具摩耗TWは同等であるが,PDすなわち腐
食ピット密度は極めて低い.これは比較鋼C2のSn含
有量が本発明の請求範囲内にあり,CRSすなわち硫化
物中のCrの濃度が低いことと対応している.さらに,
発明鋼D3はJISのSUM23LおよびAISIの1
2L14に相当する比較鋼C3に対して腐食ピット密度
PD,仕上げ面粗さRZおよび工具摩耗TWのいずれも
極めて低い値となっている.これは比較鋼C3のCr含
有量,Bi含有量およびSn含有量が本発明の請求範囲
の下限未満であり,金属介在物がPb単独であることと
硫化物中のCrの濃度CRSが低いことと対応してい
る.発明鋼D4,D5およびD6はCr含有量およびS
n含有量の低い比較鋼C4,C5およびC6に対して,
仕上げ面粗さRZ,腐食ピット密度PDおよび工具摩耗
TWのいずれも極めて低い値となっている.また,比較
鋼C7はCr含有量が本発明の請求範囲の上限を越えて
いる比較鋼であり,仕上げ面粗さRZおよび腐食ピット
密度は低いものの,工具摩耗TWが大きい.これに対
し,発明鋼D7は,仕上げ面粗さRZ,腐食ピット密度
PDおよび工具摩耗TWのいずれも比較鋼を含む本実施
例中で最も低い値となっており,BiおよびSnの複合
添加,高いCRS値および比較的高い快削成分量の効果
が現れている.
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明によれば,Biおよ
びSnを適量添加し,同時にCr含有量を適正化するこ
とにより,低速切削時の仕上げ面粗さが小さく,酸浸漬
時の腐食ピットが発生しにくく,かつ工具摩耗が小さい
快削鋼を製造することが可能であり,これにより,硫黄
鉛複合快削鋼において従来不可能であった,被削性とメ
ッキ処理表面品質との両立が可能となり,産業上の利点
は極めて大きい.

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量で,C:0.02〜0.15%,M
    n:0.6〜1.5%,Cr:0.10〜0.30%,
    P:0.04〜0.20%,S:0.10〜0.40
    %,Pb:0.10〜0.40%,Bi:0.05〜
    0.20%,Sn:0.0030〜0.0200%を含
    有し,残部実質的にFeからなり,かつ,硫化物系介在
    物中のCrの濃度が重量で0.5〜5%であり,メッキ
    前処理時の耐孔食性および低切削速度域における仕上げ
    面粗さに優れることを特徴とする低炭素硫黄鉛複合快削
    鋼.
  2. 【請求項2】 重量で,C:0.02〜0.15%,M
    n:0.6〜1.5%,Cr:0.10〜0.30%,
    P:0.04〜0.20%,S:0.10〜0.40
    %,Pb:0.10〜0.40%,Bi:0.05〜
    0.20%,Sn:0.0030〜0.0200%を含
    有し,さらに,Te:0.005〜0.15%,Se:
    0.02〜0.30%のうちから選んだ1種または2種
    を含有し,残部実質的にFeからなり,かつ,硫化物系
    介在物中のCrの濃度が重量で0.5〜5%であり,メ
    ッキ前処理時の耐孔食性および低切削速度域における仕
    上げ面粗さに優れることを特徴とする低炭素硫黄鉛複合
    快削鋼.
JP26457795A 1995-09-07 1995-09-07 メッキ用快削鋼 Pending JPH0978187A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003013188A (ja) * 2001-07-02 2003-01-15 Nippon Steel Corp Bi快削鋼
US6890389B2 (en) 2001-10-12 2005-05-10 Minebea Co., Ltd. Method for treating sulfur free-cutting alloy steel
US10472394B2 (en) 2001-10-19 2019-11-12 Aurinia Pharmaceuticals Inc. Cyclosporine analogue mixtures and their use as immunomodulating agents

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JP2003013188A (ja) * 2001-07-02 2003-01-15 Nippon Steel Corp Bi快削鋼
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