KR20090128559A - Low-carbon sulphur free-cutting steel - Google Patents

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KR20090128559A
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나오키 마츠이
다츠야 하세가와
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수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드
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Abstract

A low-carbon sulphur free-cutting steel which contains C: 0.02% to less than 0.20%, Si: more than 0.10% to 1.5%, Mn: 0.8 to 2.2%, P: 0.005 to 0.25%, S: more than 0.40% to 0.8%, O: <0.010%, N: <= 0.025%, and Ca: 0.0003 to 0.005% with the balance consisting of Fe and impurities and in which the impurities contain Al < 0.005%, Mg < 0.0003%, Ti <= 0.002%, Zr <= 0.002%, and REM < 0.0003% and the relationships: 2.0 < Mn/S < 4.0, and 0.0005 <= 10Ca x Si <= 0.050 are satisfied attains a smaller finished-surface roughness than that of conventional non-Pb low-carbon free-cutting steel and excellent chip disposability in the finish cutting process by turning with a carbide tool. The low-carbon sulphur free-cutting steel may contain one or more of Te <= 0.05%, Bi <= 0.15%, and Sn <= 0.5% and/or one or more of Cr <= 2.0%, Mo <= 0.5%, V <= 0.3%, and Nb <= 0.3%.

Description

저탄소 유황 쾌삭강{LOW-CARBON SULPHUR FREE-CUTTING STEEL}LOW-CARBON SULPHUR FREE-CUTTING STEEL}

본 발명은, 저탄소 유황 쾌삭강에 관한 것이며, 초경 공구를 이용한 마무리 선삭 가공을 행했을 때에 뛰어난 피삭성을 가지는, 특히 세경(細徑)의 프린터 샤프트 등의 OA 부품의 용도에 적합한 Pb 비첨가의 저탄소 유황 쾌삭강에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to low carbon sulfur free-cutting steel, and has low Pb non-additive low carbon suitable for the use of OA parts, such as a printer shaft of a narrow diameter, which has outstanding machinability, especially when finishing turning using a carbide tool. It is about sulfur free cutting steel.

종래, 연질의 소물 부품, 예를 들면, 자동차 부품의 브레이크 파트, OA 부품의 프린터 샤프트 및 전기 기기 부품 등의 소재에는, 생산성 향상을 위해 피삭성이 뛰어난 강재인 소위 「쾌삭강 강재」가 이용되어 왔다.Background Art Conventionally, so-called "free-cutting steels", which are steel materials excellent in machinability, have been used for materials such as soft small parts, for example, brake parts of automobile parts, printer shafts of OA parts, and electrical equipment parts.

쾌삭강 강재로서는 JIS G 4804(1999)에 규정된 강재, 즉, S를 다량으로 첨가해 MnS에 의해 피삭성을 개선한 「유황 쾌삭강 강재」(이하, 「S 쾌삭강재」라고 한다.), S와 Pb의 양자를 첨가한 「유황 복합 쾌삭강 강재」(이하, 「S 복합 쾌삭강재」라고 한다.), 혹은 Pb를 첨가한 「납 쾌삭강 강재」(이하, 「Pb 쾌삭강재」라고 한다.)가 잘 알려져 있다.As the free-cutting steel, the steel specified in JIS G 4804 (1999), that is, "sulfur free-cutting steel" which improved the machinability by MnS by adding a large amount of S (hereinafter, referred to as "S free-cutting steel"), S and "Sulfur composite free-cutting steel" which added both of Pb (henceforth "S composite free-cutting steel"), or "lead free cutting steel" which added Pb (henceforth "Pb free-cutting steel") is well. Known.

상기의 쾌삭강재 중에서도 Pb를 포함하는 것, 즉, Pb 쾌삭강재 및 S 복합 쾌삭강재는, 부스러기가 분단되기 쉽기 때문에, 소위 「부스러기 처리성」이 뛰어나고, 또한 공구 수명이 길며, 절삭 가공후의 강재 표면의 마무리면 거칠기가 뛰어나다고 하는 특성을 가지고 있다.Among the above free cutting steels, Pb containing, that is, Pb free cutting steels and S composite free cutting steels are easily broken into chips, so that they are excellent in the so-called "crude treatment property", have a long tool life, and have a long tool life. It has the characteristic that the finish surface is excellent in roughness.

그러나, 근년, 지구 환경 문제에 대한 고조로 인해, Pb를 제품으로부터 배제하려고 하는 움직임이 강해지고 있으며, 예를 들면 유럽에서는, 강재에 포함되는 Pb의 함유량이 질량%로, 0.35% 이하로 제한되는 등, Pb의 함유량을 될 수 있는 한 저감시키는 것이 요구되고 있다.However, in recent years, due to the increase in global environmental problems, the movement to remove Pb from the product is becoming stronger. For example, in Europe, the content of Pb contained in steel is limited to 0.35% or less by mass%. It is desired to reduce the content of Pb as much as possible.

또한, Pb는 융점이 낮고, 강중에의 고용도가 작기 때문에, Pb를 함유한 강은 압연시에 분열을 일으키기 쉬운 등, 제조면에 있어서도 문제를 떠안고 있다.In addition, since Pb has a low melting point and a low solubility in steel, steel containing Pb poses a problem in terms of production, such as being prone to breakage during rolling.

따라서, 상술한 과제를 해결하기 위해, 예를 들면, 특허 문헌 1~5에, Pb를 함유하지 않는 저탄소 쾌삭강에 관한 기술로서, S량을 증량시킴과 더불어, MnS 등의 황화물계 개재물(이하, 단지 「MnS」라고도 한다.)의 형태를 제어해 피삭성을 향상시키는 기술이나, 조직을 컨트롤하여 피삭성을 향상시키는 기술이 제안되어 있다.Therefore, in order to solve the problem mentioned above, for example, Patent Documents 1 to 5 describe a low carbon free cutting steel containing no Pb, while increasing the amount of S and sulfide-based inclusions such as MnS (hereinafter, Techniques for controlling the shape of the pattern (hereinafter referred to as "MnS") to improve the machinability, or techniques for improving the machinability by controlling the structure have been proposed.

구체적으로는, 특허 문헌 1에, Mn/S비(질량비)가 3.5 이상인 고S 쾌삭강의 제조 방법에 있어서, 주조 직전의 용강의 프리 산소 농도를 질량%로, 0.004% 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 저탄소의 「고S 쾌삭강」에 관한 기술이 개시되어 있다.Specifically, in Patent Document 1, in the manufacturing method of high S free cutting steel having a Mn / S ratio (mass ratio) of 3.5 or more, the free oxygen concentration of molten steel immediately before casting is set to 0.004% or more by mass%. The technique regarding the "high S free cutting steel" of low carbon is disclosed.

특허 문헌 2에, 질량%로, 0.50%까지의 높은 S량과 0.01~0.03%의 높은 O량을 함유함과 함께, 강중에 포함되는 황화물계 개재물의 폭을 규정한 「저탄소 유황계 쾌삭강 선재」에 관한 기술이 개시되어 있다."Low-carbon sulfur-based free-cutting steel wire" which defines the width of the sulfide-based inclusions contained in steel while containing high amount of S up to 0.50% and high amount of O of 0.01 to 0.03% in Patent Document 2. A technique is disclosed.

특허 문헌 3에, 질량%로, 0.1~0.5%의 S를 함유함과 함께, 펄라이트 면적율을 5% 이하로 하는 것을 특징으로 하는 「피삭성이 뛰어난 강」에 관한 기술이 개시되 어 있다.Patent Literature 3 discloses a technique relating to “steel having excellent machinability”, which contains 0.1% to 0.5% of S in mass% and has a pearlite area ratio of 5% or less.

특허 문헌 4에, 질량%로, 0.5~1.0%의 S를 함유함과 함께, 펄라이트 면적율을 5% 이하로 하는 것을 특징으로 하는 「피삭성이 뛰어난 강」에 관한 기술이 개시되어 있다.Patent Literature 4 discloses a technique related to “steel having excellent machinability”, wherein the pearlite area ratio is 5% or less while containing 0.5% to 1.0% of S in mass%.

특허 문헌 5에, 질량%로, S를 0.1~1.0%의 범위에서 함유시키고, 원상당 직경으로 0.1~0.5μm의 MnS의 존재 밀도가 10000개/mm2 이상인 것을 특징으로 하는 「피삭성이 뛰어난 강」에 관한 기술이 개시되어 있다.Patent Document 5 contains S in the range of 0.1% to 1.0% by mass, and the presence density of MnS of 0.1 to 0.5 µm in a circular equivalent diameter is 10000 pieces / mm 2 or more. Steel "is disclosed.

[특허 문헌 1 : 일본국 특허공개 2005-23342호 공보][Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2005-23342]

[특허 문헌 2 : 일본국 특허공개 2003-253390호 공보][Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2003-253390]

[특허 문헌 3 : 일본국 특허공개 2004-176176호 공보][Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-176176]

[특허 문헌 4 : 일본국 특허공개 2004-169054호 공보][Patent Document 4: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-169054]

[특허 문헌 5 : 일본국 특허공개 2004-169052호 공보][Patent Document 5: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-169052]

그렇지만, 상기의 기술은, 브레이크 파트 등의 자동차 부품의 가공을 주로 대상으로 한 고속도 강 공구(이하, 「HSS 공구」라고 한다.)에 의한 포밍 가공 때의 피삭성을 개선하는 것에 관한 것이다.However, the above technique relates to improving the machinability at the time of forming by a high-speed steel tool (hereinafter, referred to as an "HSS tool") mainly intended for machining automotive parts such as brake parts.

브레이크 파트 등의 자동차 부품에 가공되는 경우에는, 가공기로서 자동반을 사용하고, 주로 HSS 공구를 이용해, 피삭재의 회전축과 수직 방향으로 공구를 눌러 공구를 보냄으로써, 공구 형상을 피삭재에 전사하여 부품 형상으로 가공하는 것과 같은 가공 방법, 소위 포밍(절단) 가공에 의해 마무리 가공되는 것이 많다.In the case of machining on automobile parts such as brake parts, an automatic lathe is used as a processing machine, and mainly a HSS tool is used to press the tool in a direction perpendicular to the rotation axis of the workpiece to send the tool, thereby transferring the tool shape to the workpiece, thereby forming the part shape. There is a lot of finish processing by processing method such as processing by so-called forming (cutting) processing.

포밍 가공의 경우에는, 공구의 칼끝 전체에 의해 부품의 표면을 마무리하기 때문에, 공구의 칼끝에 형성되는 「구성 칼끝」이 마무리면 거칠기에 크게 영향을 준다. 그리고, 작은 마무리면 거칠기의 부품을 얻기 위해서는, 공구의 칼끝에 형성되는 구성 칼끝은, 작고, 절삭 가공중에 탈락하지 않고, 게다가, 그 크기가 안정되어 있지 않으면 안 된다.In the case of forming, the surface of the part is finished by the entire cutting edge of the tool, so that the "constituent cutting edge" formed on the cutting edge of the tool greatly affects the finish surface roughness. And in order to obtain the component of a small finish surface roughness, the constituent cutting edge formed in the cutting edge of a tool is small, it does not fall out during cutting, and the size must be stabilized.

그리고, 상술의 특허 문헌 1~5에서 제안된 쾌삭강 강재는 모두, 화학 성분이나 제조 방법을 제어함으로써, 상기와 같이 작고, 안정된 구성 칼끝을 공구의 칼끝에 형성시키고, 포밍 가공에 있어서의 마무리면 거칠기를 개선시키는 것을 목적으로 하는 것이었다.And all of the free cutting steel materials proposed by the above-mentioned patent documents 1-5 form a small, stable component knife point as mentioned above in the tool tip by controlling a chemical component or a manufacturing method, and finish surface roughness in forming process It was intended to improve.

한편, 프린터 샤프트 등의 소위 「OA 부품」은, 정밀 부품이기 때문에, 브레이크 파트 등의 자동차 부품보다 작은 마무리면 거칠기가 요구된다.On the other hand, since so-called "OA parts" such as a printer shaft are precision parts, a smaller finish surface roughness is required than automobile parts such as brake parts.

이와 같은 OA 부품의 경우에는, 보다 작은 마무리면 거칠기를 얻기 위해서, 초경 공구 혹은 표면에 코팅 처리를 실시한 초경 공구를 이용해, 윤활유제를 사용한 습식 조건하에서, 0.07mm/rev 이하의 작은 이송량으로 선삭 가공에 의해 마무리 가공되는 경우가 많다. 그리고, 이와 같은 용도에 이용되는 강재에 대해서는, 자동화된 가공 라인중에서, 작은 마무리면 거칠기를 동일 공구하에서 장시간의 가공 동안, 계속 유지하는 것이 요구된다.In the case of such an OA component, in order to obtain a smaller finish surface roughness, turning is performed using a carbide tool or a carbide tool coated on the surface at a small feed amount of 0.07 mm / rev or less under wet conditions using a lubricant. It is often finished by. And for steel materials used for such a use, it is required to maintain small finish surface roughness for a long time under the same tool in an automated processing line.

상술의 특허 문헌 1~5에서 제안된 기술은 모두, HSS 공구를 이용한 포밍 가공 때의 피삭성을 개선하는 것은 가능하지만, 이와 같은 초경 공구를 이용한 마무리 선삭 가공의 경우에는, 마무리면 거칠기는 반드시 충분하다고 할 수 있는 것은 아니었다.Although the techniques proposed in the above-mentioned patent documents 1 to 5 can all improve the machinability at the time of forming using an HSS tool, in the case of finishing turning using such a cemented carbide tool, the finish surface roughness is always sufficient. I could not say that.

본 발명의 목적은, 초경 공구를 이용한 마무리 선삭 가공을 행한 경우에, 종래의 Pb 비첨가의 저탄소 쾌삭강에 비해 뛰어난 피삭성, 그 중에서도, 마무리면 거칠기가 작은, 뛰어난 표면 성상이 얻어지는 Pb 비첨가의 저탄소 유황 쾌삭강을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a superior machinability compared to conventional Pb non-added low carbon free-cutting steel, in particular, when finishing turning using a cemented carbide tool. It is to provide a low carbon sulfur free cutting steel.

본 발명자들은, 상기 목적을 위해 예의 검토를 거듭했다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors earnestly examined for the said objective.

그 결과, 먼저, 하기 <1>~<4>의 지견을 얻었다.As a result, first, knowledge of the following <1> to <4> was obtained.

<1> 초경 공구를 이용해 선삭 가공하는 경우에는, 피삭재가 공구에 응착하기 어렵기 때문에 공구의 칼끝에 구성 칼끝이 형성되기 어렵다. 따라서, 초경 공구에 의한 마무리 선삭 가공의 경우에 피삭재의 마무리면 거칠기를 결정하는 것은, HSS 공구에 의한 포밍 가공의 경우와 같은 구성 칼끝은 아니다.In the case of turning using a <1> cemented carbide tool, since the workpiece is hardly adhered to the tool, a constituent knife tip is hardly formed on the tool tip. Therefore, in the case of finishing turning by a cemented carbide tool, determining the finishing surface roughness of the workpiece is not the same as a constituent knife tip as in the case of forming by the HSS tool.

<2> 프린터 샤프트 등과 같이, 보다 작은 마무리면 거칠기가 요구되는 OA 부품을 마무리 가공하기 위한 선삭 가공 조건으로서는, 습식 조건하에서, 0.07mm/rev 이하의 작은 이송량을 설정되는 경우가 많으며, 이와 같은 경우에는, 피삭재의 표면은 공구의 노즈 R부에 의해 마무리된다.As a turning condition for finishing OA parts requiring a smaller finish surface roughness, such as <2> printer shafts, a small feed amount of 0.07 mm / rev or less is often set under wet conditions. The surface of the workpiece is finished by the nose R portion of the tool.

<3> 이러한 상태에서 장시간 가공했을 경우에는, 도 1에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 피삭재의 표면과 접촉하는 초경 공구 선단의 노즈 R부에 이송량과 동일 간격의 몇 개의 홈형상 마모가 생긴다.<3> When it processes for a long time in such a state, as shown typically in FIG. 1, several groove-like abrasions generate | occur | produce in the nose R part of the tip of the cemented carbide tool which contact | abuts the surface of a workpiece, and the feed amount.

<4> 초경 공구를 이용한 이송량이 작은 마무리 선삭 가공의 경우에는, 이 공구측에 생긴 홈형상 마모가 피삭재측의 표면에 전사됨으로써, 피삭재의 마무리면의 거칠기가 결정되게 되고, 공구측의 홈형상 마모가 크면 클수록 피삭재의 마무리면 거칠기가 커진다. 공구 교환 직후, 즉 새로운 공구의 사용 개시의 초기 단계에서는, 공구 선단에는 홈형상 마모가 거의 생기지 않기 때문에, 얻어지는 마무리면 거칠기에는, 피삭재의 재질에 의한 차는 그다지 인정되지 않는다. 그렇지만, 가공 시간이 길어짐에 따라, 공구 선단의 홈형상 마모는 발달하고, 피삭재의 마무리면 거칠기는 점차 커진다. 따라서, 보다 작은 마무리면 거칠기를 동일 공구하에서 장시간의 가공 동안 유지하기 위해서는, 공구 선단에 생기는 홈형상 마모를 작게 또한 진행되기 어렵게 하는 것이 중요하고, 이와 같은 가공 방법에 이용되는 쾌삭강에 있어서도 그와 같은 특성이 그 재료 설계에 요구된다.In the case of finishing turning with a small amount of feed using a <4> carbide tool, the groove-shaped abrasion generated on the tool side is transferred to the surface on the workpiece side, whereby the roughness of the finished surface of the workpiece is determined, and the groove-side on the tool side is determined. The greater the wear, the greater the finish surface roughness of the workpiece. Immediately after tool change, i.e., at the initial stage of the start of the use of a new tool, groove-shaped wear hardly occurs at the tip of the tool, so the difference due to the material of the work material is not so recognized in the finished surface roughness obtained. However, as the machining time becomes longer, the groove-shaped wear of the tool tip develops, and the finish surface roughness of the workpiece gradually increases. Therefore, in order to maintain a smaller finish surface roughness for a long time under the same tool, it is important to make the groove-shaped abrasion occurring at the tip of the tool smaller and less prone to progress, and the same is true for the free cutting steel used in such a machining method. Properties are required for the material design.

따라서, 본 발명자들은, 초경 공구에 의한 이송량이 작은 마무리 선삭 가공에 있어서, 공구 선단의 홈형상 마모에 미치는 쾌삭강의 개재물 형태나 조성의 영향에 대해 검토했다. 구체적으로는, 우선 피삭재의 MnS의 형태를 여러 가지로 변화시켜, MnS의 분포 형태가 초경 공구의 마모에 대해서 어떠한 영향을 미치는지에 대해 상세한 검토를 행했다.Therefore, the present inventors examined the influence of the inclusion shape and composition of free cutting steel on the groove-shaped wear of the tip of the tool in finishing turning with a small amount of feed by the cemented carbide tool. Specifically, first, the form of MnS of the workpiece was changed in various ways, and a detailed study was conducted on how the distribution form of MnS affects the wear of the cemented carbide tool.

그 결과, 하기 <5>~<7>의 새로운 지견을 얻었다.As a result, new knowledge of the following <5> to <7> was obtained.

<5> 공구 선단의 홈형상 마모는, 비교적 작은 MnS에는 거의 영향을 받지 않고, 조대(粗大)한 MnS에 영향을 받는다. 원상당 직경 환산으로 10μm를 초과하는 MnS가 거의 존재하지 않는 경우, 구체적으로는, 강재 세로단면 1mm2 중에서 관찰되는 MnS 중, 원상당 직경 환산으로 10μm를 초과하는 MnS의 총면적이 10% 이하인 경우에, 공구 선단의 홈형상 마모를 억제할 수 있다.The groove-shaped wear of the tool tip is hardly affected by the relatively small MnS, but is affected by the coarse MnS. When there is almost no MnS exceeding 10 micrometers in terms of a circular equivalent diameter, specifically, when the total area of MnS exceeding 10 micrometers in terms of a circular equivalent diameter is 10% or less among MnS observed in 1 mm <2> of steel longitudinal cross sections. The groove shape at the tip of the tool can be suppressed.

<6> 조대한 MnS의 생성을 될 수 있는 한 억제하기 위해서는, 강중에 포함되는 0량을 가능한 한 저감하는 것이 유효하다. 0의 함유량을 저감함으로써, MnS 중에 고용하는 0량, 즉 MnS 중의 0의 고용량이 적어지고, MnS의 변형 저항을 작게 할 수 있다.In order to suppress generation of coarse MnS as much as possible, it is effective to reduce the amount of 0 contained in the steel as much as possible. By reducing the content of 0, the amount of 0 dissolved in MnS, that is, the amount of solid solution of 0 in MnS decreases, and the deformation resistance of MnS can be reduced.

<7> 응고후의 주물편에 있어서는 가령 10μm를 초과하는 조대한 MnS가 존재하고 있어도, O의 고용량이 적은 변형 저항이 작은 MnS는, 열간 가공을 행하면 연신하여 세세하게 분단하므로, 세세한 MnS로 할 수 있다.<7> Even in the casting piece after solidification, even if coarse MnS exceeding 10 μm exists, MnS having a small deformation resistance with a small amount of O is stretched and finely divided when hot worked, so that fine MnS can be obtained. .

따라서, 본 발명자들은, 강중에 포함되는 0량을 저감하기 위해, 탈산 원소를 여러 가지 변경함으로써 산화물에 대해 검토를 더 행했다.Therefore, the present inventors further examined oxides by changing various deoxidation elements in order to reduce the amount of 0 contained in steel.

그 결과, 하기 <8>~<11>의 지견을 얻었다.As a result, knowledge of the following <8>-<11> was obtained.

<8> Al, Mg, Ti, Zr, REM(희토류 원소)이라고 하는 O와의 친화력이 큰 원소는 첨가함으로써 O의 함유량을 저감하고, 조대한 MnS를 줄일 수 있지만, 이들 원소는 모두 경질인 산화물을 형성하기 쉽기 때문에, 공구 선단에 생기는 홈형상 마모를 억제할 수 없다.<8> Elements having a high affinity to O, such as Al, Mg, Ti, Zr, and REM (rare earth elements), can reduce the content of O and reduce the coarse MnS, but all of these elements contain hard oxides. Since it is easy to form, it is not possible to suppress the groove-shaped wear which arises in a tool tip.

<9> Si나 O 함유량의 저감에 유효한 원소이지만, 탈산 원소로서 단독으로 사용했을 경우는 경질인 SiO2를 형성한다. 이 때문에, 공구 선단의 홈형상 마모를 억제하는 데는 유효하지 않다.<9> Although it is an element effective for reducing Si and O content, when used alone as a deoxidation element, hard SiO 2 is formed. For this reason, it is not effective for suppressing the groove shape wear of a tool tip.

<10> 그렇지만 Si와 Ca을 병용해, 각각의 질량 밸런스를 조정함과 더불어, 불순물중에 함유되는 Al, Mg, Ti, Zr 및 REM이라고 하는 0와의 친화력이 큰 원소의 함유량을 제한함으로써, 산화물의 평균 조성으로서 CaO 및 SiO2를 합계로 적어도 5질량% 함유하는 Al203-MnO-SiO2-CaO계의 연질인 복합 산화물 조성으로 할 수 있고, 큰폭으로 공구 선단의 홈형상 마모를 억제할 수 있다.<10> However, by using Si and Ca together to adjust the mass balance and limiting the content of elements having a high affinity with 0, such as Al, Mg, Ti, Zr, and REM contained in the impurities, It is possible to have a soft composite oxide composition of Al 2 O 3 -MnO-SiO 2 -CaO-based containing at least 5% by mass of CaO and SiO 2 as an average composition, and greatly suppress the groove shape wear at the tip of the tool. Can be.

<11> 상기와 같이, 쾌삭강에 있어서, 조대한 MnS를 줄이고, 연질인 산화물 조성으로 함으로써, 초경 공구를 이용한 마무리 선삭 가공을 행했을 경우에, 종래의 Pb 비첨가의 저탄소 쾌삭강에 비해 뛰어난 피삭성, 그 중에서도, 마무리면 거칠기가 작은, 뛰어난 표면 성상이 얻어지는 Pb 비첨가의 저탄소 유황 쾌삭강을 제공할 수 있다.<11> As described above, when the finish turning process using a cemented carbide tool is performed by reducing the coarse MnS and using a soft oxide composition, the machinability is superior to that of a low carbon free cutting steel without conventional Pb. Especially, the low carbon sulfur free cutting steel of the non-Pb addition which can obtain the outstanding surface property with a small finish surface roughness can be provided.

본 발명은, 상기의 지견에 의거해 완성된 것이며, 그 요지는, 하기 (1)~(3)에 나타내는 저탄소 유황 쾌삭강에 있다.This invention is completed based on said knowledge, The summary is in the low carbon sulfur free cutting steel shown to following (1)-(3).

(1) 질량%로, C:0.02% 이상 0.20% 미만, Si:0.10% 초과 1.5% 이하, Mn:0.8~2.2%, P:0.005~0.25%, S:0.40% 초과 0.8% 이하, O:0.010% 미만, N:0.025% 이하, Ca:0.0003~0.005%를 함유하고, 잔부는 Fe 및 불순물로 이루어지며, 불순물 중에 함유되는 Al, Mg, Ti, Zr 및 REM이 각각, Al:0.005% 미만, Mg:0.0003% 미만, Ti:0.002% 이하, Zr:0.002% 이하 및 REM:0.0003% 미만이며, 하기 (1)식 및 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 저탄소 유황 쾌삭강.(1) In mass%, C: 0.02% or more but less than 0.20%, Si: 0.10% or more and 1.5% or less, Mn: 0.8 to 2.2%, P: 0.005 to 0.25%, S: 0.40% or more and 0.8% or less, O: Less than 0.010%, N: 0.025% or less, Ca: 0.0003 to 0.005%, the balance is made of Fe and impurities, and Al, Mg, Ti, Zr, and REM contained in the impurities are respectively less than 0.005%. , Mg: less than 0.0003%, Ti: 0.002% or less, Zr: 0.002% or less, and REM: less than 0.0003% and satisfy the following formulas (1) and (2).

2.0<Mn/S<4.0…(1),2.0 <Mn / S <4.0... (One),

0.0005≤10Ca×Si≤0.050…(2).0.0005 ≦ 10 Ca × Si ≦ 0.050... (2).

단, (1)식 및 (2)식 중의 원소 기호는, 그 원소의 질량%로의 강중 함유량을 나타낸다.However, the element symbol in Formula (1) and Formula (2) shows the content in steel in the mass% of the element.

(2) Fe의 일부를 대신해, 질량%로, Te:0.05% 이하, Bi:0.15% 이하 및 Sn:0.5% 이하 중 1종 이상을 함유하는 상기 (1)에 기재된 저탄소 유황 쾌삭강.(2) The low-carbon sulfur free-cutting steel according to the above (1), which contains one or more of Te: 0.05% or less, Bi: 0.15% or less, and Sn: 0.5% or less by mass%.

(3) Fe의 일부를 대신해, 질량%로, Cr:2.0% 이하, Mo:0.5% 이하, V:0.3% 이하 및 Nb:0.3% 이하 중 1종 이상을 함유하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 저탄소 유황 쾌삭강.(3) Said (1) or (2) containing 1 or more of Cr: 2.0% or less, Mo: 0.5% or less, V: 0.3% or less, and Nb: 0.3% or less by mass% instead of a part of Fe. Low carbon sulfur free cutting steel described in

또한, 본 발명에서 말하는 「REM」은, Sc, Y 및 란타노이드의 합계 17원소의 총칭이며, REM의 함유량은 상기 원소의 합계 함유량을 가리킨다.In addition, "REM" said by this invention is a general term of 17 elements of Sc, Y, and a lanthanoid in total, and content of REM points out the total content of the said element.

이하, 상기 (1)~(3)의 저탄소 유황 쾌삭강을, 각각, 「본 발명 (1)」~ 「본 발명 (3)」이라고 한다. 또, 총칭해 「본 발명」이라고 하는 경우가 있다.Hereinafter, the low carbon sulfur free cutting steel of said (1)-(3) is called "this invention (1)"-"this invention (3)", respectively. Moreover, generically, it may be called "this invention."

본 발명의 강은, Pb 비첨가의 「지구 환경에 뛰어난 쾌삭강」임에도 관계없이, 초경 공구를 이용한 마무리 선삭 가공을 행했을 경우에, 종래의 Pb 비첨가의 저탄소 쾌삭강과 비교해, 마무리면 거칠기가 작은, 양호한 표면 성상이 얻어진다. 또한, 열간 가공성에도 뛰어나므로, 공업적 규모로 염가로 제조할 수 있다. 따라서, 브레이크 파트 등의 자동차 부품에 비해 한층 작은 마무리면 거칠기가 요구되는 세경의 프린터 샤프트 등의 OA 부품의 소재로서 이용할 수 있다.The steel of the present invention has a smaller finish surface roughness than the conventional low carbon free cutting steel of Pb non-addition, when subjected to finish turning using a cemented carbide tool, regardless of the Pb non-adding "free cutting steel excellent in the global environment". , Good surface properties are obtained. Moreover, since it is excellent also in hot workability, it can manufacture at low industrial scale. Therefore, it can use as a raw material of OA parts, such as a narrow-diameter printer shaft, which requires the finish surface roughness smaller smaller than automobile parts, such as a brake part.

도 1은, 피삭재의 표면측과 접촉하는 초경 공구 선단의 노즈 R부에 형성된 이송량과 동일 간격의 홈형상 마모를 모식적으로 설명하는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which demonstrates typically groove-shaped wear of the space | interval equal to the feed amount formed in the nose R part of the tip of the cemented carbide tool which contacts the surface side of a workpiece.

우선, 본 발명의 저탄소 유황 쾌삭강에 있어서의 화학 조성과 그 한정 이유에 대해 기술한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 각 원소의 함유량의 「%」표시는 「질량%」를 의미한다.First, the chemical composition and the reason for limitation in the low carbon sulfur free cutting steel of this invention are described. In addition, in the following description, "%" display of content of each element means the "mass%."

본 발명의 저탄소 유황 쾌삭강에 있어서는, 마무리 선삭 가공에 있어서, 작은 마무리면 거칠기를 동일 공구하에서 장시간의 가공 동안 유지하는 것이 가장 요구되는 점이며, 그러기 위해서는 공구 선단의 홈형상 마모를 억제할 필요가 있다.In the low carbon sulfur free-cutting steel of the present invention, in finish turning, it is most required to maintain a small finish surface roughness for a long time under the same tool, and in order to do so, it is necessary to suppress the groove shape wear of the tool tip. .

C:0.02% 이상 0.20% 미만C: More than 0.02% Less than 0.20%

C는, 피삭성 및 강도에 큰 영향을 미치는 원소이다. 초경 공구를 이용한 마무리 선삭 가공에 있어서, 마무리면 거칠기를 작게 하기 위해서는, C의 함유량은 0.20% 미만이 아니면 안된다. 이것은, C의 함유량이 0.20% 이상인 경우, 강의 경도가 높아져 공구 선단의 홈형상 마모가 진행되기 쉬워지기 때문이다. 한편, C의 함유량이 0.02%를 밑돌면, 제조 비용이 늘어나는 것에 더해, 경도가 너무 약해지기 때문에, 양호한 부스러기 처리성이 얻어지지 않는다. 따라서, 뛰어난 부스러기 처리성을 확보하기 위해서는, 연장선 가공과 같은 냉간에서의 가공을 몇 번이나 반복하여 경도를 상승시키지 않으면 안 되게 되므로 바람직하지 않다. 따라서, C의 함유량을, 0.02% 이상 0.20% 미만으로 했다. 또한, 바람직한 C 함유량의 범위는, 0.03~0.18%이다. 0.05~0.12%이면 더 바람직하다.C is an element having a great influence on machinability and strength. In finish turning using a cemented carbide tool, in order to reduce the finish surface roughness, the C content must be less than 0.20%. This is because, when the content of C is 0.20% or more, the hardness of the steel is increased, so that the groove-shaped wear of the tool tip easily proceeds. On the other hand, when the C content is less than 0.02%, in addition to the increase in manufacturing cost, the hardness becomes too weak, so that good debris treatment property cannot be obtained. Therefore, in order to ensure the outstanding debris processing property, it is unpreferable since the hardness must be repeated several times in cold processing like extension wire processing. Therefore, content of C was made into 0.02% or more and less than 0.20%. Moreover, the range of preferable C content is 0.03 to 0.18%. It is more preferable if it is 0.05 to 0.12%.

Si:0.10% 초과 1.5% 이하Si: 0.10% or more and 1.5% or less

본 발명에 있어서의 Si의 역할은 중요하고, 후술하는 Ca과의 질량 밸런스를 충분히 배려한 다음에 함유시키지 않으면 안 된다. 단, Si의 함유량이 0.10% 이하인 경우, O의 함유량을 충분한 양까지 낮출 수 없기 때문에, 10μm를 초과하는 MnS가 다수 존재하도록 되어, 공구 선단의 홈형상 마모가 진행되기 쉽고, 양호한 마무리면 거칠기가 얻어지지 않는다. 한편, Si를 1.5% 초과하여 함유시켰을 경우, Si가 페라이트중에 고용해 강의 강도를 높이기 때문에, 반대로 홈형상 마모가 진행되기 쉬워지고, 양호한 마무리면 거칠기가 얻어지지 않는다. 따라서, Si의 함유량의 범위를, 0.10% 초과 1.5% 이하로 했다. 또한, 후술하는 Ca과의 질량 밸런스를 고려했을 경우, Ca은 수율이 나쁘기 때문에, Ca보다 Si에 의해 탈산 효과를 얻는 것이 바람직하고, 그 경우 Si는 0.15%를 초과해 함유시키는 것이 바람직하며, 0.20%를 초과해 함유시키는 것이 한층 바람직하다. 한편, 경도가 상승하면, 공구 선단의 홈형상 마모를 진행하기 쉽게 하여, 양호한 마무리면 거칠기가 얻어지지 않게 되므로, Si 함유량의 상한은, 1.0%로 하는 것이 바람직하고, 0.5% 이하이면 한층 바람직하다.The role of Si in this invention is important, and it must be contained after fully considering mass balance with Ca mentioned later. However, when the content of Si is 0.10% or less, since the content of O cannot be lowered to a sufficient amount, a large number of MnS exceeding 10 μm exists, so that the groove-shaped wear of the tip of the tool tends to proceed, and the good finish surface roughness Not obtained. On the other hand, when Si is contained in an amount exceeding 1.5%, since Si is solid-solution in ferrite to increase the strength of the steel, groove-like wear tends to proceed on the contrary, and a good finish surface roughness is not obtained. Therefore, the range of content of Si was made into more than 0.10% and 1.5% or less. In addition, when the mass balance with Ca mentioned later is considered, since Ca yields a bad yield, it is preferable to obtain a deoxidation effect by Si rather than Ca, and in that case, it is preferable to contain Si exceeding 0.15%, and it is 0.20. It is more preferable to contain more than%. On the other hand, when the hardness rises, the groove-shaped wear of the tool tip is easily promoted, and a good finish surface roughness cannot be obtained. Therefore, the upper limit of the Si content is preferably 1.0%, more preferably 0.5% or less. .

또한, 상기 범위에 있는 Si의 함유량은, 후술하는 바와 같이, 10Ca(%)×Si(%)의 값으로, 0.0005~0.050도 만족할 필요가 있다.In addition, content of Si in the said range needs to satisfy 0.0005-0.050 also as a value of 10Ca (%) x Si (%), as mentioned later.

Mn:0.8~2.2%Mn : 0.8-2.2%

Mn는, S와 함께 MnS를 형성해 피삭성 전반, 즉 마무리면 거칠기, 부스러기 처리성 및 절삭 저항의 어느 것에도 큰 영향을 미치는 중요한 원소이다. 그 함유량이 0.8% 미만에서는, MnS로서의 절대량이 부족하게 되며, 원하는 양호한 피삭성을 얻을 수 없다. 또, 연속 주조시에 주물편 내부에 분열이 발생하거나, 열간 가공성을 열화시키는 요인이 된다. 또한, Mn에는 침탄 특성을 높이는 작용도 있으므로, 양호한 침탄 특성을 얻고자 하는 경우에는 Mn의 함유량을 높이면 된다. 그렇지만, 2.2%를 초과하는 다량의 Mn를 함유하는 경우에는, Mn가 고용(固溶)해 경도가 높아져, 홈형상 마모가 진행되기 쉽고, 양호한 마무리면 거칠기를 얻지 못하며, 또, 냉간 가공성의 저하도 일으킨다. 따라서, Mn의 함유량을 0.8~2.2%로 했다. Mn의 함유량은 1.0~1.8%인 것이 바람직하고, 1.2~1.7%이면 더 바람직하다.Mn is an important element which forms MnS together with S and greatly influences overall machinability, that is, finish surface roughness, debris treatability, and cutting resistance. If the content is less than 0.8%, the absolute amount as MnS will be insufficient, and desired desired machinability cannot be obtained. In addition, splitting occurs in the casting piece during continuous casting, or deteriorates hot workability. Moreover, since Mn also has the effect | action which raises a carburization characteristic, what is necessary is just to increase content of Mn in order to acquire favorable carburization characteristic. However, in the case of containing a large amount of Mn of more than 2.2%, Mn is solid-solution and the hardness is high, so that the groove shape wear is likely to proceed, a good finish surface roughness is not obtained, and the cold workability is lowered. Also causes. Therefore, content of Mn was made into 0.8 to 2.2%. It is preferable that it is 1.0 to 1.8%, and, as for content of Mn, it is more preferable if it is 1.2 to 1.7%.

또한, 상기 범위에 있는 Mn의 함유량은, 후술하는 바와 같이, Mn/S의 값으로, 2.0 초과 4.0 미만을 만족하도록 할 필요가 있다.In addition, content of Mn in the said range needs to satisfy more than 2.0 and less than 4.0 as a value of Mn / S as mentioned later.

P:0.005~0.25%P : 0.005 ~ 0.25%

P는, 강도를 높이는 작용을 가지므로, C의 함유량이 낮은 본 발명에 있어서, 부품으로서의 강도를 확보시킴과 더불어, 양호한 마무리면 거칠기나 부스러기 처리성이 얻어지도록 경도를 조정하는데 유효한 원소이다. 그러기 위해서는, P는 0.005% 이상 함유시켜도 된다. 그렇지만, P의 함유량이 과잉이 되면, 경도가 너무 높아져 홈형상 마모가 진행되기 쉬워지고, 결과적으로 양호한 마무리면 거칠기가 얻어지지 않는다. 특히, 0.25%를 초과하면 홈형상 마모가 현저해지는 것에 더해, 냉간 가공성이나 열간 가공성도 저하한다. 따라서, P의 함유량의 범위를 0.005~0.25%로 했다. 또한, P의 함유량은 0.03~0.15%로 하는 것이 바람직하다.Since P has the effect of increasing the strength, in the present invention having a low content of C, P is an element effective in adjusting the hardness to ensure the strength as a component and to obtain good finish surface roughness and debris treatment. For that purpose, P may be contained 0.005% or more. However, when P content becomes excess, hardness will become high too much and groove-shaped abrasion will advance easily, and, as a result, a favorable finish surface roughness will not be obtained. In particular, when it exceeds 0.25%, not only groove-shaped wear becomes remarkable but also cold workability and hot workability also fall. Therefore, the range of content of P was made into 0.005 to 0.25%. In addition, it is preferable to make content of P into 0.03 to 0.15%.

S:0.40% 초과 0.8% 이하S: 0.40% or more and 0.8% or less

S는, Mn와 함께 MnS를 형성해 양호한 피삭성 전반, 즉 마무리면 거칠기, 부 스러기 처리성 및 절삭 저항을 확보하기 위한 필수의 원소이다. S의 함유량이 0.40% 이하에서는, 충분한 양의 MnS를 생성하지 못하고, 원하는 마무리면 거칠기나 부스러기 처리성을 얻을 수 없다. 또, S의 함유량이 높아지면 연속 주조시에 주물편 내부에 분열이 발생하거나, 열간 가공성을 열화시키는 요인이 되지만, Mn의 함유량과의 밸런스를 적정화함으로써, 내부 분열이나 열간 가공성의 열화를 일으키지 않고, 원하는 마무리면 거칠기나 부수러기 처리성을 확보할 수 있다. 그렇지만, S를 0.8% 초과하여 함유시켰을 경우에는, S 함유량에 알맞을 만큼의 Mn를 다량으로 함유시킬 필요가 있고, 그 경우에는 조대한 MnS가 많이 형성되므로, 홈형상 마모가 진행되기 쉬워져, 양호한 마무리면 거칠기를 얻을 수 없다. 또, 함유량으로 0.8%를 초과하는 과잉인 S의 첨가는 수율의 악화에 의한 비용 상승에 연결된다. 따라서, S의 함유량을 0.40% 초과 0.8% 이하로 했다.S is an essential element for forming MnS together with Mn to secure good overall machinability, that is, finish surface roughness, crumbness and cutting resistance. If the content of S is 0.40% or less, a sufficient amount of MnS cannot be generated, and desired finish surface roughness and debris treatment cannot be obtained. In addition, if the content of S is high, it may cause breakage inside the casting piece during continuous casting or deteriorate hot workability. However, by optimizing the balance with the content of Mn, internal breakdown and hot workability are not degraded. The desired finish surface roughness and cracking treatment can be secured. However, in the case where S is contained in excess of 0.8%, it is necessary to contain a large amount of Mn suitable for the S content. In this case, coarse MnS is formed in a large amount, so that groove-shaped abrasion tends to proceed easily and is satisfactory. Finish surface roughness cannot be obtained. Moreover, addition of excess S exceeding 0.8% by content leads to cost increase by deterioration of a yield. Therefore, content of S was made into more than 0.40% and 0.8% or less.

보다 뛰어난 피삭성을 안정되게 얻기 위해서는, S를 0.50%를 초과해 함유시키는 것이 바람직하고, 그 상한은 0.70% 미만으로 하는 것이 바람직하며, 0.6% 이하로 하면 한층 바람직하다.In order to acquire more machinability more stably, it is preferable to contain S exceeding 0.50%, and the upper limit is preferable to be less than 0.70%, and when it is 0.6% or less, it is still more preferable.

또한, 상기 범위에 있는 S의 함유량은, 후술하는 바와 같이, Mn(%)/S(%)의 값으로, 2.0 초과 4.0 미만을 만족하도록 할 필요가 있다.In addition, content of S in the said range needs to satisfy more than 2.0 and less than 4.0 as a value of Mn (%) / S (%), as mentioned later.

O:0.010% 미만O: less than 0.010%

본 발명에 있어서, O(산소)는, 대단히 중요한 원소이다. O의 함유량이 높으면, 조대한 MnS가 다량으로 형성된다. 조대한 MnS가 다량으로 형성되면, 공구 선단의 홈형상 마모의 진행을 앞당기고, 그 결과 마무리면 거칠기가 커진다. 따라서, 마무리 선삭 가공에 있어서, 작은 마무리면 거칠기를 동일 공구하에서 장시간의 가공 동안 유지하기 위해서는, 조대한 MnS를 가능한 한 저감하는 것, 구체적으로는, 강재 세로단면 1mm2 중에서 관찰되는 MnS 중, 원상당 직경 환산으로 10μm를 초과하는 MnS의 총면적을 저감하는 것이 중요하며, 그러기 위해서는, O의 함유량을 가능한 한 저감시키는 것이 필요하다. O의 함유량이 0.010% 미만이면, 응고후의 주물편에 있어서, 강중에 조대한 MnS가 존재하고 있어도, 그 후의 열간 가공에서 연신하여 세세하게 분단하므로, 강재 세로단면 1mm2 중에서 관찰되는 MnS 중, 원상당 직경 환산으로 10μm를 초과하는 MnS의 총면적이 10% 이하가 되고, 강재중에는 조대한 MnS는 거의 관찰되지 않게 된다. 따라서 작은 마무리면 거칠기를 확보할 수 있다. 그렇지만, O의 함유량이 증가해 0.010% 이상이 되면, MnS 중에 고용하는 O량도 많아져, MnS의 변형 저항은 높아지고, MnS는 분단하기 어려우며, 조대한 상태로 잔존하므로, 마무리면 거칠기가 커진다. 따라서, O의 함유량을 0.010% 미만으로 했다.In the present invention, O (oxygen) is a very important element. If the content of O is high, coarse MnS is formed in a large amount. If a large amount of coarse MnS is formed, it advances the progress of the groove-shaped wear of the tool tip, and as a result, the finish surface roughness becomes large. Therefore, in finishing turning, in order to maintain a small finish surface roughness for a long time under the same tool, to reduce the coarse MnS as much as possible, specifically, steel longitudinal section 1 mm 2 It is important to reduce the total area of MnS exceeding 10 micrometers in conversion of a circular equivalent diameter among MnS observed in the inside, and to do this, it is necessary to reduce content of O as much as possible. If the content of O is less than 0.010%, even in the casting piece after solidification, even though coarse MnS is present in the steel, it is drawn in the subsequent hot working and finely divided, so that MnS observed in steel longitudinal section 1 mm 2 is equivalent. In terms of diameter, the total area of MnS exceeding 10 µm is 10% or less, and coarse MnS is hardly observed in steel. Therefore, small finish surface roughness can be ensured. However, when the content of O increases to 0.010% or more, the amount of O dissolved in MnS also increases, so that the deformation resistance of MnS increases, the MnS is difficult to divide and remains in a coarse state, and thus the finish surface roughness increases. Therefore, content of O was made into less than 0.010%.

또한, 조대한 MnS를 저감해 작은 마무리면 거칠기를 얻기 위해서는, O의 함유량은 낮으면 낮을수록 바람직하고, 0.008% 미만이면 안정적으로 조대한 MnS의 비율을 감소할 수 있다. O의 함유량이 0.005% 미만이면, 더 양호한 피삭성을 얻을 수 있다.In addition, in order to reduce coarse MnS and obtain a small finish surface roughness, the lower the content of O is, the better. The lower the content of O, the less the content of coarse MnS can be reduced stably. If the content of O is less than 0.005%, better machinability can be obtained.

N:0.025% 이하N: 0.025% or less

N는, 불순물로서 불가피적으로 함유되는 원소이다. 또, 본 발명에 있어서는, Al이나 Ti을 실질적으로 함유하지 않기 때문에, N는, 경질의 Al이나 Ti의 질화물을 거의 형성하지 않고, 페라이트중에 고용한 상태로 존재한다. N를 적극적으로 함유시켰을 경우, 페라이트에 고용한 N는, 강도를 높이는 작용을 가진다. 또한, N에는, 마무리면 거칠기를 작게 하는 작용도 있다. 그러나, N를 0.025%를 초과해 함유시켜도, 상기의 효과가 포화할 뿐만 아니라, 냉간 가공성의 저하를 초래하고, 또한 제조 비용의 상승을 일으킨다. 따라서, N의 함유량을 0.025% 이하로 했다. 보다 효과적으로 강도를 향상시키고, 마무리면 거칠기를 작게 하여, 양호한 냉간 가공성을 구비시키기 위해서는, N의 함유량은 0.005~0.015%로 하는 것이 바람직하다.N is an element inevitably contained as an impurity. In addition, in the present invention, since Al and Ti are substantially not contained, N hardly forms nitrides of Al or Ti and exists in a solid solution in ferrite. When N is positively contained, N dissolved in ferrite has the effect of increasing the strength. In addition, N also has an effect of reducing the finish surface roughness. However, containing N in excess of 0.025% not only saturates the above effects, but also leads to a decrease in cold workability and increases production costs. Therefore, content of N was made into 0.025% or less. In order to improve intensity | strength more effectively, and to make finish surface roughness small, and to provide favorable cold workability, it is preferable to make content of N into 0.005-0.015%.

Ca:0.0003~0.005%Ca : 0.0003 ~ 0.005%

Ca은, 본 발명에 있어서 중요한 원소이며, Si와의 질량 밸런스를 충분히 배려한 다음에 0.0003% 이상 함유시키면, O의 함유량을 충분한 양까지 낮추는 것이 가능하게 됨과 더불어, 경질인 산화물의 형성을 억제할 수 있고, 부스러기 처리성과 함께 마무리면 거칠기를 비약적으로 작게 할 수 있다. 그렇지만, Ca은 첨가 수율이 대단히 낮기 때문에, 0.005%를 초과해 함유시키려면 제조 비용이 너무 높아지므로 바람직하지 않다. 따라서, Ca의 함유량을 0.0003~0.005%로 했다. 또한, Ca의 함유량은 0.0005% 이상 0.0045% 미만으로 하는 것이 바람직하고, 0.001% 이상 0.0040% 미만으로 하면 더 바람직하다.Ca is an important element in the present invention, and if it is contained 0.0003% or more after sufficiently considering the mass balance with Si, the content of O can be lowered to a sufficient amount and the formation of a hard oxide can be suppressed. In addition, the finish surface roughness can be remarkably reduced with the debris treatment. However, since the addition yield is very low, Ca is not preferable because the production cost is too high to contain more than 0.005%. Therefore, content of Ca was made into 0.0003 to 0.005%. Moreover, it is preferable to make content of Ca into 0.0005% or more and less than 0.0045%, and it is more preferable to set it as 0.001% or more and less than 0.0040%.

또한, 상기 범위에 있는 Ca의 함유량은, 후술하는 바와 같이, 10Ca(%)×Si(%)의 값으로, 0.0005~0.050도 만족할 필요가 있다.In addition, content of Ca in the said range needs to satisfy 0.0005-0.050 also as a value of 10Ca (%) x Si (%), as mentioned later.

본 발명에 관련된 저탄소 유황 쾌삭강에 있어서는, 불순물중의 Al, Mg, Ti, Zr 및 REM의 함유량을, 각각, Al:0.005% 미만, Mg:0.0003% 미만, Ti:0.002% 이 하, Zr:0.002% 이하 및 REM:0.0003% 미만으로 제한한다.In the low carbon sulfur free cutting steel according to the present invention, the Al, Mg, Ti, Zr and REM contents in the impurities are respectively less than Al: 0.005%, less than Mg: 0.0003%, less than Ti: 0.002%, and less than Zr: 0.002. It is limited to less than% and REM: less than 0.0003%.

이하, 이것에 대해 설명한다.This will be described below.

Al:0.005% 미만Al: less than 0.005%

Al은, O(산소)와의 친화성이 강한 탈산 원소이며, 불순물로서 0.005% 이상 함유되는 경우에는, 상술의 Si 함유량, Ca 함유량, 후술하는 10Ca(%)×Si(%)의 값으로, 0.0005~0.050을 만족하고 있어도, 경질의 산화물이 형성된다. 따라서, 공구 선단의 홈형상 마모를 억제할 수 없기 때문에, 마무리 선삭 가공에 있어서, 작은 마무리면 거칠기를 동일 공구하에서 장시간의 가공 동안 유지할 수 없다. 이 때문에, 불순물중에 함유되는 Al의 함유량은 0.005% 미만으로 할 필요가 있다.Al is a deoxidation element having a strong affinity with O (oxygen), and when it is contained 0.005% or more as an impurity, it is 0.0005 at a value of Si content, Ca content, and 10 Ca (%) x Si (%) described later, Even if it satisfies -0.050, hard oxide is formed. Therefore, since the groove shape wear of the tool tip cannot be suppressed, in finish turning, a small finish surface roughness cannot be maintained for a long time under the same tool. For this reason, content of Al contained in an impurity needs to be less than 0.005%.

또한, 불순물중에 함유되는 Al의 함유량은 0.003% 미만인 것이 바람직하고, 0.002% 미만이면 한층 바람직하다.Moreover, it is preferable that content of Al contained in an impurity is less than 0.003%, and it is still more preferable if it is less than 0.002%.

Mg:0.0003% 미만Mg: Less than 0.0003%

Mg도, O(산소)와의 친화성이 강한 탈산 원소이며, 불순물로서 0.0003% 이상 함유되는 경우에는, 상술의 Si 함유량, Ca 함유량, 후술하는 10Ca(%)×Si(%)의 값으로, 0.0005~0.050을 만족하고 있어도, 경질의 Mg의 산화물이 형성된다. 따라서, 공구 선단의 홈형상 마모를 억제할 수 없기 때문에, 마무리 선삭 가공에 있어서, 작은 마무리면 거칠기를 동일 공구하에서 장시간의 가공 동안 유지할 수 없다. 이 때문에, 불순물중에 함유되는 Mg의 함유량은 0.0003% 미만으로 할 필요가 있다.Mg is also a deoxidation element with strong affinity with O (oxygen), and when it is contained 0.0003% or more as an impurity, it is 0.0005 at a value of Si content, Ca content, and 10 Ca (%) x Si (%) described later. Even if it satisfies -0.050, hard Mg oxide is formed. Therefore, since the groove shape wear of the tool tip cannot be suppressed, in finish turning, a small finish surface roughness cannot be maintained for a long time under the same tool. For this reason, content of Mg contained in an impurity needs to be less than 0.0003%.

Ti:0.002% 이하Ti: 0.002% or less

Ti도, O(산소)와의 친화성이 강한 탈산 원소이며, 불순물로서 0.002%를 초과 하는 경우에는, 상술의 Si 함유량, Ca 함유량, 후술하는 10Ca(%)×Si(%)의 값으로, 0.0005~0.050을 만족하고 있어도, 경질의 Ti의 산화물이 형성된다. 따라서, 공구 선단의 홈형상 마모를 억제할 수 없기 때문에, 마무리 선삭 가공에 있어서, 작은 마무리면 거칠기를 동일 공구하에서 장시간의 가공 동안 유지할 수 없다. 이 때문에, 불순물중에 함유되는 Ti의 함유량은 0.002% 이하로 할 필요가 있다. 불순물중에 함유되는 Ti의 바람직한 함유량은 0.001% 이하이며, 0.0005% 이하이면 더 바람직하다.Ti is also a deoxidation element having a strong affinity with O (oxygen), and when it exceeds 0.002% as an impurity, the Si content, Ca content described above, and the value of 10Ca (%) × Si (%) described later are 0.0005. Even if it satisfies -0.050, hard oxide of Ti is formed. Therefore, since the groove shape wear of the tool tip cannot be suppressed, in finish turning, a small finish surface roughness cannot be maintained for a long time under the same tool. For this reason, content of Ti contained in an impurity needs to be 0.002% or less. Preferable content of Ti contained in an impurity is 0.001% or less, and it is more preferable in it being 0.0005% or less.

Zr:0.002% 이하Zr : 0.002% or less

Zr도, O(산소)와의 친화성이 강한 탈산 원소이며, 불순물로서 0.002%를 초과하는 경우에는, 상술의 Si 함유량, Ca 함유량, 후술하는 10Ca(%)×Si(%)의 값으로, 0.0005~0.050을 만족하고 있어도, 경질의 Zr의 산화물이 형성된다. 따라서, 공구 선단의 홈형상 마모를 억제할 수 없기 때문에, 마무리 선삭 가공에 있어서, 작은 마무리면 거칠기를 동일 공구하에서 장시간의 가공 동안 유지할 수 없다. 이 때문에, 불순물중에 함유되는 Zr의 함유량은 0.002% 이하로 할 필요가 있다. 불순물중에 함유되는 Zr의 바람직한 함유량은 0.001% 이하이며, 0.0005% 이하이면 더 바람직하다.Zr is also a deoxidation element having a strong affinity with O (oxygen), and when it exceeds 0.002% as an impurity, it is 0.0005 at a value of Si content, Ca content, and 10 Ca (%) x Si (%) described later. Even if it satisfies -0.050, hard Zr oxide is formed. Therefore, since the groove shape wear of the tool tip cannot be suppressed, in finish turning, a small finish surface roughness cannot be maintained for a long time under the same tool. For this reason, content of Zr contained in an impurity needs to be 0.002% or less. Preferable content of Zr contained in an impurity is 0.001% or less, and it is more preferable if it is 0.0005% or less.

REM:0.0003% 미만REM: Less than 0.0003%

REM도, O(산소)와의 친화성이 강한 탈산 원소이며, 불순물로서 0.0003% 이상 함유되는 경우에는, 상술의 Si 함유량, Ca 함유량, 후술하는 10Ca(%)×Si(%)의 값으로, 0.0005~0.050을 만족하고 있어도, 경질의 REM의 산화물이 형성된다. 따라서, 공구 선단의 홈형상 마모를 억제할 수 없기 때문에, 마무리 선삭 가공에 있어서, 작은 마무리면 거칠기를 동일 공구하에서 장시간의 가공 동안 유지할 수 없다. 이 때문에, 불순물중에 함유되는 REM의 함유량은 0.0003% 미만으로 할 필요가 있다.REM is also a deoxidation element having a strong affinity with O (oxygen), and when it is contained 0.0003% or more as an impurity, it is 0.0005 at a value of Si content, Ca content and 10 Ca (%) x Si (%) described later. Even if it satisfies -0.050, hard REM oxide is formed. Therefore, since the groove shape wear of the tool tip cannot be suppressed, in finish turning, a small finish surface roughness cannot be maintained for a long time under the same tool. For this reason, content of REM contained in an impurity needs to be less than 0.0003%.

또한, 이미 기술한 바와 같이, 「REM」은, Sc, Y 및 란타노이드의 합계 17원소의 총칭이며, REM의 함유량은 상기 원소의 합계 함유량을 가리킨다.In addition, as already described, "REM" is a general term of 17 elements of Sc, Y, and lanthanoid, and content of REM points out the total content of the said element.

「Mn/S」의 값:2.0 초과 4.0 미만Value of "Mn / S": More than 2.0 Less than 4.0

상술한 범위의 C, Si, Mn, P, S, 0, N, Ca을 함유하고, 잔부는 Fe 및 불순물로 이루어지며, 불순물중에 함유되는 Al, Mg, Ti, Zr 및 REM이 각각, Al:0.005% 미만, Mg:0.0003% 미만, Ti:0.002% 이하, Zr:0.002% 이하 및 REM:0.0003% 미만인 강은, 그 「Mn/S」의 값이 2.0 초과 4.0 미만인 것, 즉, 상기 (1)식을 만족하도록 할 필요가 있다.C, Si, Mn, P, S, 0, N, Ca in the above-mentioned range, the balance is made of Fe and impurities, and Al, Mg, Ti, Zr, and REM contained in the impurities are Al: In steels having less than 0.005%, less than Mg: less than 0.0003%, less than Ti: 0.002%, less than Zr: less than 0.002%, and less than REM: 0.0003%, the value of the "Mn / S" is greater than 2.0 and less than 4.0, that is, the above (1 It is necessary to satisfy the expression.

즉, 본 발명은, 0.40%를 초과하는 높은 양의 S를 함유하는 것이다. 「Mn/S」의 값이 2.0 미만인 경우에는, 열간 연성이 부족하기 때문에, 연속 주조시에 주물편 내부에서 분열이 발생하기 쉬워진다. 또, 주물편 내부에 분열이 생기지 않아도, 열간 가공성이 부족하게 된다. 한편, 「Mn/S」의 값이 4.0 이상인 경우에는, 과잉인 Mn가 함유되기 때문에, 매트릭스에 고용하는 Mn의 양도 과잉이 되어 공구 선단의 홈형상 마모를 억제할 수 없기 때문에, 마무리 선삭 가공에 있어서, 작은 마무리면 거칠기를 동일 공구하에서 장시간의 가공 동안 유지할 수 없다. 따라서, 「Mn/S」의 값은 2.0 초과 4.0 미만인 것, 즉, 상기 (1)식을 만족할 필요가 있다. 또한, (1)식에 있어서의 「Mn/S」중의 원소 기호는, 그 원소의 질량%로의 강중 함유 량을 나타낸다.That is, the present invention contains a high amount of S exceeding 0.40%. When the value of "Mn / S" is less than 2.0, since hot ductility is inadequate, breakage tends to generate | occur | produce inside the casting piece at the time of continuous casting. Moreover, even if splitting does not occur inside the casting piece, hot workability is insufficient. On the other hand, when the value of "Mn / S" is 4.0 or more, excessive Mn is contained, so that the amount of Mn dissolved in the matrix becomes excessive and the groove-shaped wear of the tool tip cannot be suppressed. Thus, small finish surface roughness cannot be maintained during prolonged processing under the same tool. Therefore, the value of "Mn / S" is more than 2.0 and less than 4.0, that is, it is necessary to satisfy the above formula (1). In addition, the element symbol in "Mn / S" in Formula (1) shows the content in steel in the mass% of the element.

「Mn/S」의 값은, 2.5 이상 3.5 미만으로 하는 것이 바람직하고, 2.8 이상 3.5 미만으로 하는 것이 한층 바람직하다.The value of "Mn / S" is preferably 2.5 or more and less than 3.5, and more preferably 2.8 or more and less than 3.5.

「10Ca×Si」의 값:0.0005 이상 0.050 이하Value of "10Ca x Si": 0.0005 or more and 0.050 or less

상기 범위의 C, Si, Mn, P, S, 0, N, Ca을 함유하고, 잔부는 Fe 및 불순물로 이루어지며, 불순물중에 함유되는 Al, Mg, Ti, Zr 및 REM이 각각, Al:0.005% 미만, Mg:0.0003% 미만, Ti:0.002% 이하, Zr:0.002% 이하 및 REM:0.0003% 미만인 강은, 그 「10Ca×Si」의 값이 0.0005 이상 0.050 이하인 것, 즉, 상기 (2)식을 만족하도록 할 필요도 있다.C, Si, Mn, P, S, 0, N, Ca in the above range, the balance is made of Fe and impurities, Al, Mg, Ti, Zr and REM contained in the impurities, respectively: Al: 0.005 For steels with less than%, less than Mg: less than 0.0003%, less than Ti: 0.002%, less than Zr: less than 0.002%, and less than REM: 0.0003%, the value of the "10Ca x Si" is 0.0005 or more and 0.050 or less, that is, the above (2) It is also necessary to satisfy the equation.

이미 기술한 바와 같이, 조대한 MnS는 O를 많이 고용하고 있으며, 마무리 선삭 가공시에, 공구 선단의 홈형상 마모를 진행시키기 쉽다. 이 때문에, 고용하는 O량을 줄여 변형 저항을 작게 한 MnS를, 열간 가공에 의해 세세하게 할 필요가 있지만, 이것에 더해, 산화물 조성을 적정한 것, 구체적으로는 산화물의 평균 조성으로서 CaO 및 SiO2를 합계로 적어도 5질량% 함유하는 연질인 산화물로 했을 경우에, 마무리 선삭 가공에 있어서, 작은 마무리면 거칠기를 동일 공구하에서 장시간의 가공 동안 유지하는 것이 가능해진다. 이를 위해서는, 상술한 바와 같이, 산소와 친화성이 높은 원소인, 불순물중에 함유되는 Al, Mg, Ti, Zr 및 REM을, 각각, Al:0.005% 미만, Mg:0.0003% 미만, Ti:0.002% 이하, Zr:0.002% 이하 및 REM:0.0003% 미만으로 제한하는데 더해, 「10Ca×Si」의 값이 0.0005 이상 0.050 이하로 할 필요가 있는 것이다.As already described, the coarse MnS employs a large amount of O, and during the final turning operation, the groove shape wear of the tool tip is likely to proceed. For this reason, a MnS reduces employment O amount to reduce the deformation resistance, it is necessary to finely by hot working, be appropriate in addition to this, the oxide composition, specifically, the sum of CaO and SiO 2 as an average composition of the oxide In the case of a soft oxide containing at least 5% by mass, it is possible to maintain a small finish surface roughness for a long time under the same tool in finish turning. To this end, as described above, Al, Mg, Ti, Zr and REM contained in impurities, which are elements having high affinity with oxygen, are respectively less than Al: 0.005%, less than Mg: 0.0003% and Ti: 0.002%. Hereinafter, in addition to restricting to Zr: 0.002% or less and REM: less than 0.0003%, the value of "10Ca x Si" needs to be 0.0005 or more and 0.050 or less.

「10Ca×Si」의 값이 0.0005 미만인 경우에는, O의 함유량을 낮추는 것이 곤란해진다. 또한, O의 함유량을 낮출 수 있었다고 해도 산화물의 평균 조성으로서는, CaO 및 SiO2를 합계로 적어도 5질량% 함유하는 연질인 산화물로는 되지 않고, 공구 선단의 홈형상 마모가 진행하기 쉽다. 한편, 「10Ca×Si」의 값이 0.050을 초과하는 경우에는, 연질인 산화물 조성이 얻기 어렵고, 과잉의 Si의 함유가 페라이트의 경도를 너무 높게 함으로 인해, 역시 공구 선단의 홈형상 마모를 진행시키기 쉬워진다. 또한, Ca의 첨가 수율을 고려하면 제조 비용이 늘어난다. 따라서, 「10Ca×Si」의 값은 0.0005 이상 0.050 이하인 것, 즉, 상기 (2)식을 만족할 필요가 있다. 또한, (2)식에 있어서의 「10Ca×Si」중의 원소 기호는, 그 원소의 질량%로의 강중 함유량을 나타낸다.When the value of "10Ca x Si" is less than 0.0005, it becomes difficult to lower the content of O. In addition, even if the content of O can be lowered, the average composition of the oxide is not a soft oxide containing at least 5% by mass of CaO and SiO 2 in total, and the groove-like wear of the tool tip is likely to proceed. On the other hand, when the value of &quot; 10Ca x Si &quot; exceeds 0.050, a soft oxide composition is hardly obtained, and the excessive Si content causes the hardness of the ferrite to be too high, which leads to the progression of the groove shape wear of the tool tip. Easier In addition, considering the addition yield of Ca, the manufacturing cost increases. Therefore, the value of "10Ca x Si" needs to satisfy 0.0005 or more and 0.050 or less, that is, Formula (2). In addition, the element symbol in "10Ca * Si" in Formula (2) shows the content in steel in the mass% of the element.

또한, 안정되게 작은 마무리면 거칠기를 얻기 위해서는 「10Ca×Si」의 값은, 0.001 이상 0.030 이하인 것이 바람직하고, 0.002 이상 0.010 이하이면 한층 바람직하다.In addition, in order to obtain a stable small finish surface roughness, the value of "10Ca x Si" is preferably 0.001 or more and 0.030 or less, and more preferably 0.002 or more and 0.010 or less.

상기의 이유로부터, 본 발명 (1)에 관련된 저탄소 유황 쾌삭강은, C, Si, Mn, P, S, 0, N, Ca을 상술한 범위에서 함유하고, 잔부는 Fe 및 불순물로 이루어지며, 불순물중에 함유되는 Al, Mg, Ti, Zr 및 REM이 각각, 상술의 범위에 있으며, 게다가, 상기 (1)식 및 (2)식을 만족하는 것으로 규정했다.From the above reasons, the low carbon sulfur free cutting steel according to the present invention (1) contains C, Si, Mn, P, S, 0, N, and Ca in the above-described range, and the balance is made of Fe and impurities, and impurities Al, Mg, Ti, Zr and REM contained in the inside of the above-mentioned range were prescribed | regulated as the thing which satisfy | fills said Formula (1) and (2), respectively.

본 발명에 관련된 저탄소 유황 쾌삭강에는, 필요에 따라서, 상기 본 발명 (1)에 있어서의 Fe의 일부를 대신해, In the low carbon sulfur free cutting steel which concerns on this invention, instead of a part of Fe in the said this invention (1) as needed,

제1군:Te:0.05% 이하, Bi:0.15% 이하 및 Sn:0.5% 이하 중 1종 이상, 1st group: Te: 0.05% or less, Bi: 0.15% or less, Sn: 0.5% or less 1 or more types,

제2군:Cr:2.0% 이하, Mo:0.5% 이하, V:0.3% 이하 및 Nb:0.3% 이하 중 1종 이상의 적어도 1개의 군의 원소중 1종 이상을 함유하는 것으로 할 수 있다.The second group: Cr: 2.0% or less, Mo: 0.5% or less, V: 0.3% or less, and Nb: 0.3% or less.

즉, 보다 뛰어난 특성을 얻기 위해서, 상기 제1군과 제2군의 적어도 1개의 군의 원소중 1종 이상을, 본 발명 (1)의 저탄소 유황 쾌삭강에 있어서의 Fe의 일부를 대신해, 함유해도 된다.That is, in order to obtain more outstanding characteristic, even if it contains at least 1 type of elements of the at least 1 group of the said 1st group and 2nd group instead of a part of Fe in the low carbon sulfur free cutting steel of this invention (1), do.

이하, 상기의 원소에 관해서 설명한다.Hereinafter, the above elements will be described.

제1군:Te:0.05% 이하, Bi:0.15% 이하 및 Sn:0.5% 이하 중 1종 이상 1st group: Te: 0.05% or less, Bi: 0.15% or less, Sn: 0.5% or less 1 or more types

Te, Bi 및 Sn은, 모두, 피삭성을 개선하는 작용을 가지는 원소이며, 보다 뛰어난 피삭성을 얻고자 하는 경우에는 이하의 범위에서 함유해도 된다.Te, Bi, and Sn are all elements which have the effect | action which improves machinability, and you may contain in the following ranges, in order to acquire more machinability.

Te:0.05% 이하Te: 0.05% or less

Te는, Mn, S와 함께 Mn(S, Te)를 생성해 공구 선단의 홈형상 마모를 진행시키기 어렵게 하여, 마무리면 거칠기를 개선하는 작용을 가지므로, 또한 작은 마무리면 거칠기를 얻고자 하는 경우에는 상기 범위 내에서 함유시켜도 된다. 그렇지만, Te를 0.05%를 초과해 함유시켜도 그 효과가 포화하므로 경제적이 아니게 되고, 열간 가공성도 열화한다. 따라서, 첨가하는 경우의 Te의 함유량을 0.05% 이하로 했다.Te produces Mn (S, Te) together with Mn and S, making it difficult to advance the groove shape wear of the tool tip and improving the finish surface roughness. You may contain in the said range. However, even if it contains Te exceeding 0.05%, since the effect is saturated, it becomes inexpensive and hot workability also deteriorates. Therefore, content of Te in the case of adding was made into 0.05% or less.

상기한 Te의 효과를 확실히 얻기 위해서는, Te의 함유량을 0.002% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 첨가하는 경우의 보다 바람직한 Te 함유량은 0.002~0.05%이다. 또한, Te 함유량의 상한은 0.03%로 하는 것이 바람직하다.In order to secure the above-mentioned effects of Te, it is preferable to make content of Te into 0.002% or more. For this reason, more preferable Te content in the case of adding is 0.002-0.05%. In addition, it is preferable that the upper limit of Te content shall be 0.03%.

Bi:0.15% 이하Bi: 0.15% or less

Bi는, Pb와 동일한 저융점 금속 개재물로서 취화 작용을 가지며, 강의 모든 피삭성, 즉 마무리면 거칠기, 부스러기 처리성 및 절삭 저항을 개선하는 효과를 가진다. 그렇지만, Bi를 0.15%를 초과하여 함유시켜도 그 효과가 포화해 비용이 늘어나고, 열간 가공성도 열화한다. 따라서, 첨가하는 경우의 Bi의 함유량을 0.15% 이하로 했다.Bi has the embrittlement effect as the low melting point metal inclusion similar to Pb, and has the effect of improving all the machinability of the steel, namely, finish surface roughness, debris treatment and cutting resistance. However, even if Bi is contained in excess of 0.15%, the effect is saturated, the cost increases, and the hot workability also deteriorates. Therefore, content of Bi when adding is made into 0.15% or less.

상기한 Bi의 효과를 확실히 얻기 위해서는, Bi의 함유량을 0.01% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 첨가하는 경우의 보다 바람직한 Bi 함유량은 0.01~0.15%이다. 또한, Bi 함유량의 상한은 0.10%로 하는 것이 바람직하다.In order to ensure the effect of Bi mentioned above, it is preferable to make Bi content into 0.01% or more. For this reason, more preferable Bi content in the case of adding is 0.01 to 0.15%. In addition, it is preferable that the upper limit of Bi content shall be 0.10%.

Sn:0.5% 이하Sn: 0.5% or less

Sn은, 마무리면 거칠기와 부스러기 처리성을 개선하는 작용을 가진다. 이것은, Sn이 매트릭스를 취화(脆化)하기 때문이라고 생각된다. 그렇지만, Sn을 0.5%를 초과해 함유시켜도 그 효과가 포화하여 비용이 늘어나고, 열간 가공성도 열화한다. 따라서, 첨가하는 경우의 Sn의 함유량을 0.5% 이하로 했다.Sn has an effect of improving the finish surface roughness and the debris treatment. It is considered that this is because Sn embrittles the matrix. However, even if it contains Sn exceeding 0.5%, the effect will be saturated, cost will increase, and hot workability will also deteriorate. Therefore, content of Sn in the case of adding was made into 0.5% or less.

상기한 Sn의 효과를 확실히 얻기 위해서는, Sn의 함유량을 0.05% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 첨가하는 경우의 보다 바람직한 Sn 함유량은 0.05~0.5%이다. 또한, Sn 함유량의 상한은 0.3%로 하는 것이 바람직하다.In order to ensure the effect of Sn mentioned above, it is preferable to make content of Sn into 0.05% or more. For this reason, more preferable Sn content in the case of adding is 0.05 to 0.5%. In addition, it is preferable that the upper limit of Sn content shall be 0.3%.

상기의 Te, Bi 및 Sn은, 어느 1종만, 혹은 2종 이상의 복합으로 함유할 수 있다.Said Te, Bi, and Sn can contain any 1 type or in combination of 2 or more types.

제2군:Cr:2.0% 이하, Mo:0.5% 이하, V:0.3% 이하 및 Nb:0.3% 이하 중 1종 이상Group 2: Cr: 2.0% or less, Mo: 0.5% or less, V: 0.3% or less, and Nb: 0.3% or less

Cr, Mo, V 및 Nb는, 모두, 강도를 높이는 작용을 가진다. 이 때문에, 초경 공구를 이용한 마무리 선삭 가공에 의해 얻어지는 부품에 있어서 특히 강도를 높이고 싶은 경우에는 이하의 범위에서 함유해도 된다.Cr, Mo, V, and Nb all have the effect | action which raises intensity | strength. For this reason, in the part obtained by the finishing turning process using a cemented carbide tool, when especially wanting to raise strength, you may contain in the following ranges.

Cr:2.0% 이하Cr: 2.0% or less

Cr은, 강도를 높이는 작용을 가진다. Cr에는, 담금질성을 높여 침탄 특성을 개선하는 작용도 있다. 그렇지만, Cr의 함유량이 많아져, 특히, 2.0%를 초과하면, 공구 선단의 홈형상 마모가 진행되기 쉬워지고, 마무리 선삭 가공에 있어서, 작은 마무리면 거칠기를 동일 공구하에서 장시간의 가공 동안 유지할 수 없다. 게다가, 상기의 효과가 포화하므로 비용도 늘어난다. 따라서, 첨가하는 경우의 Cr의 함유량을 2.0% 이하로 했다.Cr has the effect | action which raises intensity | strength. Cr also has an effect of improving hardenability and improving carburizing characteristics. However, when Cr content increases, especially when it exceeds 2.0%, the groove-shaped wear of a tool tip will become easy to advance, and in finish turning, a small finish surface roughness cannot be maintained for a long time under the same tool. . In addition, since the above effects are saturated, the cost also increases. Therefore, content of Cr in the case of adding was made into 2.0% or less.

상기한 Cr의 효과를 확실히 얻기 위해서는, Cr의 함유량을 0.02% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.05% 이상이면 한층 바람직하다. 이 때문에, 바람직한 Cr 함유량은 0.02~2.0%이다. 또한, Cr 함유량은 0.05~1.5%로 하는 것이 보다 바람직하다.In order to ensure the effect of Cr mentioned above, it is preferable to make content of Cr into 0.02% or more, and it is still more preferable if it is 0.05% or more. For this reason, preferable Cr content is 0.02 to 2.0%. Moreover, as for Cr content, it is more preferable to set it as 0.05 to 1.5%.

Mo:0.5% 이하Mo: 0.5% or less

Mo는, 강도를 높이는 작용을 가진다. Mo에는, 담금질성을 높이는 작용도 있다. 그렇지만, Mo의 함유량이 많아져, 특히, 0.5%를 초과하면, 공구 선단의 홈형상 마모가 진행되기 쉬워지고, 마무리 선삭 가공에 있어서, 작은 마무리면 거칠기를 동일 공구하에서 장시간의 가공 동안 유지할 수 없다. 게다가, 상기의 효과가 포화하므로 비용도 늘어난다. 따라서, 첨가하는 경우의 Mo의 함유량을 0.5% 이하로 했다.Mo has the effect | action which raises intensity | strength. Mo also has the effect | action which raises hardenability. However, when the content of Mo increases, in particular, when it exceeds 0.5%, the groove shape wear of the tool tip tends to proceed, and in finish turning, the small finish surface roughness cannot be maintained during the prolonged processing under the same tool. . In addition, since the above effects are saturated, the cost also increases. Therefore, content of Mo at the time of adding was made into 0.5% or less.

상기한 Mo의 효과를 확실히 얻기 위해서는, Mo의 함유량을 0.02% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 첨가하는 경우의 보다 바람직한 Mo 함유량은 0.02~0.5%이다. 또한, Mo 함유량은 0.05~0.3%로 하는 것이 바람직하다.In order to secure the above-mentioned effect of Mo, it is preferable to make Mo content into 0.02% or more. For this reason, more preferable Mo content in the case of adding is 0.02 to 0.5%. In addition, it is preferable to make Mo content into 0.05 to 0.3%.

V:0.3% 이하V: 0.3% or less

V는, 석출 강화에 의해 강도를 높이는 작용을 가지며, 게다가, 함유시켜도 MnS의 형태에 큰 영향을 주지 않는다. 이 때문에, 피삭성을 확보한 다음 강도를 향상시키는데 대단히 유효한 원소이다. 그렇지만, V의 함유량이 많아져, 특히, 0.3%를 초과하면, 공구 선단의 홈형상 마모가 진행되기 쉬워지고, 마무리 선삭 가공에 있어서, 작은 마무리면 거칠기를 동일 공구하에서 장시간의 가공 동안 유지할 수 없다. 따라서, 첨가하는 경우의 V의 함유량을 0.3% 이하로 했다.V has the effect of increasing strength by strengthening precipitation, and furthermore, V does not significantly affect the form of MnS. For this reason, it is a very effective element for securing machinability and then improving strength. However, when the content of V increases, in particular, exceeding 0.3%, the groove-shaped wear of the tool tip tends to proceed, and in finish turning, a small finish surface roughness cannot be maintained during the prolonged processing under the same tool. . Therefore, content of V in the case of adding was made into 0.3% or less.

상기한 V의 효과를 확실히 얻기 위해서는, V의 함유량을 0.02% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 첨가하는 경우의 바람직한 V 함유량은 0.02~0.3%이다. 또한, V 함유량은 0.05~0.2%로 하는 것이 보다 바람직하다.In order to ensure the effect of V mentioned above, it is preferable to make content of V into 0.02% or more. For this reason, preferable V content at the time of adding is 0.02 to 0.3%. Moreover, as for V content, it is more preferable to set it as 0.05 to 0.2%.

Nb:0.3% 이하Nb: 0.3% or less

Nb는, V와 동일하게 석출 강화에 의해 강도를 높이는 작용을 가지며, 게다가, 함유시켜도 MnS의 형태에 큰 영향을 주지 않는다. 이 때문에, 피삭성을 확보한 다음 강도를 향상시키는데 대단히 유효한 원소이다. 그렇지만, Nb의 함유량이 많아 져, 특히, 0.3%를 초과하면, 공구 선단의 홈형상 마모가 진행되기 쉬워지고, 마무리 선삭 가공에 있어서, 작은 마무리면 거칠기를 동일 공구하에서 장시간의 가공 동안 유지할 수 없다. 따라서, 첨가하는 경우의 Nb의 함유량을 0.3% 이하로 했다.Nb has the effect of increasing strength by precipitation strengthening in the same manner as V, and furthermore, Nb does not significantly affect the form of MnS. For this reason, it is a very effective element for securing machinability and then improving strength. However, when Nb content increases, especially when it exceeds 0.3%, the groove shape wear of a tool tip will become easy to advance, and in finish turning, a small finish surface roughness cannot be maintained for a long time under the same tool. . Therefore, content of Nb at the time of adding was made into 0.3% or less.

상기한 Nb의 효과를 확실히 얻기 위해서는, Nb의 함유량을 0.02% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 첨가하는 경우의 보다 바람직한 Nb 함유량은 0.02~0.3%이다. 또한, Nb 함유량은 0.05~0.2%로 하는 것이 바람직하다.In order to secure the above-mentioned effect of Nb, it is preferable to make content of Nb into 0.02% or more. For this reason, more preferable Nb content at the time of adding is 0.02 to 0.3%. In addition, it is preferable to make Nb content into 0.05 to 0.2%.

상기의 Cr, Mo, V 및 Nb는, 어느 1종만, 혹은 2종 이상의 복합으로 함유할 수 있다.Said Cr, Mo, V, and Nb can contain any 1 type or in combination of 2 or more types.

상술의 이유로부터, 본 발명 (2)에 관련된 저탄소 유황 쾌삭강의 화학 조성을, 본 발명 (1)에 관련된 저탄소 유황 쾌삭강의 Fe의 일부를 대신해, Te:0.05% 이하, Bi:0.15% 이하 및 Sn:0.5% 이하 중 1종 이상을 함유하는 것이라고 규정했다.From the above-mentioned reason, the chemical composition of the low carbon sulfur free cutting steel which concerns on this invention (2) is replaced with a part of Fe of the low carbon sulfur free cutting steel which concerns on this invention (1), and Te: 0.05% or less, Bi: 0.15% or less, and Sn: It was prescribed | regulated to contain 1 or more types of 0.5% or less.

또, 본 발명 (3)에 관련된 저탄소 유황 쾌삭강의 화학 조성을, 본 발명 (1) 또는 본 발명 (2)의 저탄소 유황 쾌삭강에 있어서의 Fe의 일부를 대신해, Cr:2.0% 이하, Mo:0.5% 이하, V:0.3% 이하 및 Nb:0.3% 이하 중 1종 이상을 함유하는 것이라고 규정했다.Moreover, the chemical composition of the low carbon sulfur free cutting steel which concerns on this invention (3) is replaced with a part of Fe in the low carbon sulfur free cutting steel of this invention (1) or this invention (2), and is Cr: 2.0% or less, Mo: 0.5%. Hereinafter, it defined that it contains 1 or more types of V: 0.3% or less and Nb: 0.3% or less.

또한, Cu, Ni는 원료 스크랩으로부터 혼입할 가능성이 있는 불순물 원소이지만, 제강 공정에서의 불필요한 비용의 상승을 피하고, 또 과잉인 함유에 의한 피삭성의 저하를 방지하는 관점에서, 각각 0.3% 이하로 하는 것이 바람직하다.In addition, Cu and Ni are impurity elements which may be mixed from raw material scraps, but are each 0.3% or less from the viewpoint of avoiding unnecessary cost increase in the steelmaking process and preventing degradation of machinability due to excessive content. It is preferable.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

<실시예><Example>

고주파 유도로를 이용해, 표 1 및 표 2에 나타내는 여러 가지의 화학 조성을 가지는 강(1~25)을 용제하여, 180kg의 강괴를 제작했다. 강괴는, 상측이 직경 250mm, 하면이 직경 210mm의 가는 테이퍼가 붙은 원주형상이다.Using a high frequency induction furnace, steel (1 to 25) having various chemical compositions shown in Tables 1 and 2 was dissolved to prepare a steel ingot of 180 kg. The steel ingot has a cylindrical shape with a thin taper of 250 mm in diameter on the upper side and 210 mm in diameter on the lower surface.

표 1 중의 강(1~14)은, 화학 조성이 본 발명에서 규정하는 범위 내에 있는 강(이하, 「본 발명예의 강」이라고 한다.)이며, 강(15~25)은, 화학 조성이 본 발명에서 규정하는 조건에서 어긋난 비교예의 강이다. 비교예의 강중 강(15) 및 강(16)은 종래의 Pb 비첨가의 저탄소 쾌삭강이다.Steels 1 to 14 in Table 1 are steels (hereinafter referred to as "steel of the present invention example") in which the chemical composition is within the range defined by the present invention. It is steel of the comparative example which shifted under the conditions prescribed | regulated by this invention. The steels 15 and 16 of the comparative example are conventional low carbon free cutting steel without Pb.

Figure 112009069276317-PCT00001
Figure 112009069276317-PCT00001

Figure 112009069276317-PCT00002
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이어서, 이들 강괴를 1200℃의 고온까지 가열해 2시간 이상 유지한 후, 마무리 온도가 1000℃ 이상이 되는 열간 단조를 행하고, 단조 후는 공냉을 행해 직경 40mm의 환봉을 얻었다.Subsequently, these ingots were heated to high temperature of 1200 degreeC, hold | maintained for 2 hours or more, and hot forging which finish temperature becomes 1000 degreeC or more was performed, and after forging, air cooling was performed and the round bar of diameter 40mm was obtained.

화학 성분은, 상기 직경 40mm의 환봉의 D/4부(단, 「D」는 환봉의 직경을 표시한다.)로부터 분석용 시험편을 채취하여, 화학 분석에 의해 구했다. 상기 표 1 및 표 2에 나타낸 각 강의 성분은, 이 화학 분석 결과에 의거하는 것이다.The chemical component extract | required the test piece for analysis from D / 4 part of said round bar of diameter 40mm ("D" shows the diameter of round bar.), And calculated | required by chemical analysis. The component of each steel shown in the said Table 1 and Table 2 is based on this chemical analysis result.

또한, 강(25)에 대해서는 열간 가공성이 나쁘고, 단조시에 분열이 발생했기 때문에, 상기 화학 분석의 조사만을 행하고, 이후의 조사는 실시하지 않았다.Moreover, since the hot workability was bad with respect to the steel 25, and splitting generate | occur | produced at the time of forging, only the said chemical analysis was investigated and subsequent investigation was not performed.

또, 상기 직경 40mm의 환봉의 D/4부로부터 미크로 관찰용의 시험편을 잘라내고, 세로단면을 수지에 묻은 후, 경면 연마를 행해, MnS의 분포 형태 및 산화물 조성을 조사했다.Moreover, the test piece for micro observation was cut out from the D / 4 part of the said round bar of diameter 40mm, the longitudinal cross section was buried in resin, and mirror-polishing was performed and the distribution form and oxide composition of MnS were investigated.

즉, 패치워크가 가능한 광학 현미경으로 약 1.4mm2의 영역을 64분할해 촬영하고, 받아들여진 사진 화상으로부터 화상 해석을 행해, MnS의 분포 형태를 측정했다. MnS의 면적율을 구할 때에는, 미크로 관찰 시료 내의 다른 영역에 대해서 상술의 작업을 적어도 2회는 행하여, 1mm2당의 값으로 환산했다. 또, 측정 대상으로 한 MnS는 그 면적으로부터 구해지는 원상당 직경 환산으로 1μm를 초과하는 것으로 했다.That is, 64 parts | regions of about 1.4 mm <2> were image | photographed by the optical microscope which can be patchwork, and the image analysis was performed from the received photographic image, and the distribution form of MnS was measured. When the area ratio of MnS was calculated | required, the above-mentioned operation | work was performed at least twice about the other area | region in a micro observation sample, and it converted into the value per 1 mm <2> . In addition, MnS made into the measurement object exceeded 1 micrometer in conversion of the original equivalent diameter calculated | required from the area.

강재 세로단면 1mm2 중에서 관찰되는 MnS 중, 원상당 직경 환산으로 10μm를 초과하는 MnS의 총면적을[A]로 하고, 강재 세로단면 1mm2 중에서 관찰되는 전 MnS의 총면적을 [B]로 하여, [A]/[B]에 의해 조대한 MnS의 양을 평가했다.Of the MnS observed in the steel longitudinal section 1 mm 2 , the total area of MnS exceeding 10 μm in terms of equivalent equivalent diameter is set to [A], and the total area of all MnS observed in the steel longitudinal section 1 mm 2 is defined as [B], [ The amount of coarse MnS was evaluated by A] / [B].

또, 상기에서 준비한 미크로 관찰용 시험편을 사용해, EPMA(전자프로브 마이크로 애널라이저) 및 EDS(에너지 분산형 X선 분광 분석 장치)를 사용하고, 정량 분석을 행함으로써 산화물의 조성을 조사했다. 또한, 랜덤으로 관찰된 10개 이상의 산화물에 대해 조성을 조사하고, 그 산술 평균을 산화물의 평균 조성으로 했다.Moreover, the composition of the oxide was investigated by performing quantitative analysis using the EPMA (electron probe micro analyzer) and EDS (energy dispersive X-ray spectroscopy apparatus) using the test piece for micro observation prepared above. Moreover, the composition was checked about 10 or more oxides observed randomly, and the arithmetic mean was made into the average composition of oxides.

또한, 상기의 열간 단조로 얻은 직경 40mm의 각 환봉을 필링 가공하여 직경 31mm의 환봉으로 하고, 이것에 냉간 연장선 가공을 행하여 직경 28mm의 환봉으로 한 후, 피삭성 시험을 실시했다.Moreover, each round bar of diameter 40mm obtained by said hot forging was peeled and it turned into a round bar of diameter 31mm, cold extension line process was carried out to this round bar of diameter 28mm, and the machinability test was done.

피삭성 시험은, PVD 코팅 처리가 실시된 스로우 어웨이형의 초경 공구(재질:JIS K종 상당, 노즈 R:0.2mmR)를 이용해 하기의 조건에서 선삭하여, 마무리면 거칠기와 부스러기 처리성을 조사했다.The machinability test was carried out using the throwaway type carbide tool (material: JIS K class equivalent, nose R: 0.2 mmR) subjected to PVD coating under the following conditions, and examined the finish surface roughness and debris treatment property. .

·절삭 속도:100m/min,Cutting speed: 100 m / min

·이송량:0.03mm/rev,Feed rate: 0.03 mm / rev,

·절단면 깊이:1.0mm,Cutting depth: 1.0 mm

·윤활:비수용성 절삭유를 이용한 습식 윤활.Lubrication: Wet lubrication using water-insoluble coolant.

마무리면 거칠기는, 상기 조건에서 절삭 거리로 6000m 절삭한 후의 표면을, 촉침식의 거칠기 계를 이용해 각 3점 측정하고, 평균 마무리면 거칠기 Ra의 산술 평균값으로 평가를 행했다.The finish surface roughness measured each three points of the surface after cutting 6000m by cutting distance on the said conditions using the stylus roughness system, and evaluated by the arithmetic mean value of average finish surface roughness Ra.

또, 부스러기 처리성은, 상기의 조건에서 절삭 거리로 200m 절삭하는 동안에 배출된 부스러기를 채취해, 긴 부스러기로부터 순차적으로 20개의 질량을 각각 측정하고, 그 20개의 합계의 질량으로 평가를 행했다. 이 질량이 작은 값인 만큼 부스러기 처리성은 양호하다고 판단할 수 있기 때문에, 질량이 종래의 Pb 비첨가의 저탄소 쾌삭강인 강(15), 강(16)과 동등의 5.0g 이하였을 경우에, 부스러기 처리성이 양호하다고 판단했다. 또한, 부스러기 처리성이 나쁘고, 긴 부스러기가 배출된 결과, 20개의 부스러기를 채취할 수 없었던 것에 대해서는, 그 개수와 질량으로부터 20개당의 질량으로 환산했다.Moreover, the waste processing property collected the waste discharged | emitted while cutting 200m by the cutting distance on the said conditions, measured 20 masses sequentially from the long waste, respectively, and evaluated with the mass of 20 sum total. Since the debris treatment property can be judged to be good as the mass is a small value, the debris treatability when the mass is 5.0 g or less equivalent to that of the steel (15) and the steel (16), which is a low carbon free cutting steel without conventional Pb. It judged that this was favorable. Moreover, when waste processing property was bad and long waste was discharged, what was not able to collect 20 waste was converted into the mass per 20 from the number and mass.

표 3에, 상기의 각 시험 결과를 정리해 나타낸다.In Table 3, each said test result is put together and shown.

또한, 표 3에 있어서의 「산화물의 평균 조성」란에 있어서, 「○」는 CaO과 SiO2가 합계로 5질량% 이상 함유되는 것을, 「×」는 CaO과 SiO2의 합계 함유량이 5질량% 미만인 것을 나타낸다. 어느 경우도 평균 조성으로 SiO2 및 CaO이 단독으로 90% 이상이 되는 것은 없었다.Further, in the "average composition of oxide" means in the Table 3, "○" is CaO and SiO 2 is to be not less than 5% by mass, "×" is a total content of CaO and SiO 2 5 parts by mass in total It shows less than%. In either case, SiO 2 and CaO alone did not become 90% or more in the average composition.

또한, 표 3에 있어서의 「부스러기 처리성」란의 「○」는 부스러기의 질량이 5.0g 이하로 종래의 Pb 비첨가의 저탄소 쾌삭강인 강(15), 강(16)과 동등의 부스러기 처리성을 가지는 것을, 또, 「×」는 부스러기의 질량이 5.0g을 상회하여 부스러기 처리성이 상기 종래의 Pb 비첨가의 저탄소 쾌삭강인 강(15), 강(16)보다 뒤떨어지는 것을 나타낸다.In addition, "○" in the "crude treatment property" column of Table 3 has the debris-processability equivalent to the steel 15 and steel 16 which are the low carbon free cutting steel of the conventional non-Pb addition, since the mass of debris is 5.0g or less. Moreover, "x" shows that the mass of debris exceeds 5.0 g, and waste processing property is inferior to the said steel 15 and steel 16 which are the low carbon free cutting steel of the said conventional Pb non-addition.

표 3 중의 강(25)을 이용한 시험 번호 25에 있어서의 「-」는, 열간 가공성이 나쁘고, 단조시에 분열이 생겼기 때문에, 조사를 실시하지 않았던 것을 나타낸다."-" In the test number 25 using the steel 25 of Table 3 shows that hot workability was bad, and since division generate | occur | produced at the time of forging, it did not irradiate.

Figure 112009069276317-PCT00003
Figure 112009069276317-PCT00003

표 3으로부터, 시험 번호 1~14의 본 발명에 관련된 저탄소 유황 쾌삭강은, 초경 공구를 이용해 이송량이 작은 조건하에서 마무리 선삭 가공을 행했을 경우에, 종래의 Pb 비첨가의 저탄소 쾌삭강과 비교해, 작은 마무리면 거칠기를 동일 공구하에서 장시간의 가공 동안 유지할 수 있음과 더불어 양호한 부스러기 처리성을 가지는 것이 분명하다.From Table 3, the low-carbon sulfur free cutting steel according to the present invention of Test Nos. 1 to 14 has a smaller finish when compared to a conventional low carbon free cutting steel without Pb when a finish turning is performed under a condition where the feed amount is small using a carbide tool. It is clear that the surface roughness can be maintained for a long time under the same tool, and also has good debris treatment.

이에 대해서, 시험 번호 15~24의 본 발명에서 규정하는 조건에서 어긋난 비교예의 강은, 시험 번호 1~14의 본 발명에 관련된 저탄소 유황 쾌삭강에 비해 모두 마무리면 거칠기가 크고 표면 성상에 뒤떨어진다. 상기 중에서 시험 번호 17 및 시험 번호 18의 강은, 부스러기 처리성에도 뒤떨어진다.On the other hand, the steel of the comparative example which shifted under the conditions prescribed | regulated by this invention of the test numbers 15-24 has a large finish surface roughness, and is inferior to surface property in all compared with the low carbon sulfur free cutting steel which concerns on this invention of the test numbers 1-14. In the above, the steel of the test number 17 and the test number 18 is inferior to waste processing property.

본 발명의 강은, Pb 비첨가의 「지구 환경에 뛰어난 쾌삭강」임에도 관계없이, 이송량이 작은 조건하에서 초경 공구를 이용한 마무리 선삭 가공을 행했을 경우에, 종래의 Pb 비첨가의 저탄소 쾌삭강과 비교해, 작은 마무리면 거칠기를 동일 공구하에서 장시간의 가공 동안 유지할 수 있고, 게다가, 양호한 부스러기 처리성을 가지고 있다. 또한, 열간 가공성에도 뛰어나므로, 공업적 규모로 염가로 제조할 수 있다. 따라서, 브레이크 파트 등의 자동차 부품에 비해 한층 작은 마무리면 거칠기가 요구되는 세경의 프린터 샤프트 등의 「OA 부품」의 소재로서 이용할 수 있다.The steel of this invention is compared with the conventional low carbon free cutting steel of Pb non-addition when the finish turning process using a cemented carbide tool is carried out on condition that feed amount is small, regardless of the Pb non-additive "free cutting steel excellent in the earth environment", It is possible to maintain a small finish surface roughness for a long time under the same tool, and also have good debris treatment. Moreover, since it is excellent also in hot workability, it can manufacture at low industrial scale. Therefore, it can use as a raw material of "OA parts", such as a printer shaft with a narrow diameter which requires much smaller finish surface roughness compared with automobile parts, such as a brake part.

Claims (3)

질량%로, C:0.02% 이상 0.20% 미만, Si:0.10% 초과 1.5% 이하, Mn:0.8~2.2%, P:0.005~0.25%, S:0.40% 초과 0.8% 이하, O:0.010% 미만, N:0.025% 이하, Ca:0.0003~0.005%를 함유하고, 잔부는 Fe 및 불순물로 이루어지며, 불순물중에 함유되는 Al, Mg, Ti, Zr 및 REM이 각각, Al:0.005% 미만, Mg:0.0003% 미만, Ti:0.002% 이하, Zr:0.002% 이하 및 REM:0.0003% 미만이며, 하기 (1)식 및 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 저탄소 유황 쾌삭강.In mass%, C: 0.02% or more, less than 0.20%, Si: more than 0.10% and 1.5% or less, Mn: 0.8 to 2.2%, P: 0.005 to 0.25%, S: more than 0.40% and 0.8% or less, O: less than 0.010% , N: 0.025% or less, Ca: 0.0003% to 0.005%, the balance consists of Fe and impurities, and Al, Mg, Ti, Zr, and REM contained in the impurities are Al: less than 0.005%, and Mg: A low-carbon sulfur free-cutting steel characterized by satisfying the following formulas (1) and (2) below 0.0003%, Ti: 0.002% or less, Zr: 0.002% or less, and REM: less than 0.0003%. 2.0<Mn/S<4.0…(1),2.0 <Mn / S <4.0... (One), 0.0005≤10Ca×Si≤0.050…(2).0.0005 ≦ 10 Ca × Si ≦ 0.050... (2). 단, (1)식 및 (2)식 중의 원소 기호는, 그 원소의 질량%로의 강중 함유량을 나타낸다.However, the element symbol in Formula (1) and Formula (2) shows the content in steel in the mass% of the element. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, Fe의 일부를 대신해, 질량%로, Te:0.05% 이하, Bi:0.15% 이하 및 Sn:0.5% 이하 중의 1종 이상을 함유하는 저탄소 유황 쾌삭강.A low-carbon sulfur free-cutting steel containing at least one of Te: 0.05% or less, Bi: 0.15% or less, and Sn: 0.5% or less in place of a part of Fe. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, Fe의 일부를 대신해, 질량%로, Cr:2.0% 이하, Mo:0.5% 이하, V:0.3% 이하 및 Nb:0.3% 이하 중의 1종 이상을 함유하는 저탄소 유황 쾌삭강. A low carbon sulfur free-cutting steel containing at least one of Cr: 2.0% or less, Mo: 0.5% or less, V: 0.3% or less, and Nb: 0.3% or less in place of a part of Fe.
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