NO312682B1 - Resulfurisert rustfritt austenitt stål med forbedret bearbeidbarhet - Google Patents

Resulfurisert rustfritt austenitt stål med forbedret bearbeidbarhet Download PDF

Info

Publication number
NO312682B1
NO312682B1 NO19961353A NO961353A NO312682B1 NO 312682 B1 NO312682 B1 NO 312682B1 NO 19961353 A NO19961353 A NO 19961353A NO 961353 A NO961353 A NO 961353A NO 312682 B1 NO312682 B1 NO 312682B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
steel
copper
content
resulfurized
oxygen
Prior art date
Application number
NO19961353A
Other languages
English (en)
Other versions
NO961353D0 (no
NO961353L (no
Inventor
Pascal Terrien
Xavier Cholin
Pierre Pedarre
Original Assignee
Ugine Savoie Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ugine Savoie Sa filed Critical Ugine Savoie Sa
Publication of NO961353D0 publication Critical patent/NO961353D0/no
Publication of NO961353L publication Critical patent/NO961353L/no
Publication of NO312682B1 publication Critical patent/NO312682B1/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Turning (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører resulfurisert rustfritt austenittstål med forbedret bearbeidbarhet, spesielt anvendt innen området med bearbeidelse ved meget høy skjærehastighet og innen området med stangdreiing.
For en fagmann innen området er det klart at høyhastighets-bearbeidelse av rustfritt austenittstål betyr anvendelse av skjærehastigheter større enn 500 m/min.
Hastighetene som kan anvendes på et stål er f.eks. bestemt ved dreieprøver med verktøy som har karbidbelagte ender, idet disse prøver som betegnes Vb15/0 15 omfatter å bestemme hastigheten der flankeslitasjen er 0,15 mm etter bearbeidelse i 15 minutter. Over denne hastigheten er det ikke mulig å bearbeide uten risiko, mens det under denne hastigheten er mulig å bearbeide i industriell skala.
Resulfurisert rustfritt austenittstål med forbedret bearbeidbarhet er kjent fra EP 403.332. Dette patentskrift beskriver en fremgangsmåte hvori det, for å forbedre bearbeidbarheten, er foreslått å innføre i et stål med den følgende generelle sammensetning: mindre enn 0,15% karbon, mindre enn 2% silisium, mindre enn 2% mangan, mindre enn 3% molybden, mellom 7 og 12% nikkel og mellom 15 og 25% krom, en mengde svovel i en andel mellom 0,1 og 0,4% og forbundet med kalsium og oksygen i innhold på større enn henholdsvis 30- 10"4% og 70-10"<4>%, idet kalsium- og oksygeninnholdene er slik at Ca/O forholdet er mellom 0,2 og 0,6.
I dette patentskrift er det ønskede formål dannelse, med mangan og, i en mindre andel, med krom, av et mangankrom-sulfid (Mn,Cr)S som, i form av spesifikke inneslutninger, gir fast smøring av skjæreverktøyet under bearbeidelsesopera-sjoner.
Det presiseres også at svovel har en ugunstig effekt på korrosjonsbestandighet, men at det på tross av dette er et formål å innføre inneslutninger av aluminiumsilikatoksyder av kalk som vanligvis er assosiert med inneslutninger av sulfider i resulfurisert stål.
Et slikt austenittstål har gode bearbeidbarhetsegenskaper i det vanlige område til skjærehastigheter, dvs mindre enn 500 m/min i dreiing. Stålet har assosierte inneslutninger som utgjøres av aluminiumsilikattype oksyder som foretrukket belegger sulfidinneslutninger. Disse inneslutninger er større og mer deformerbare enn sulfidinneslutninger alene. Effekten av den såkalte faste smøring av skjæreverktøyet forbedres herved. Stålet som beskrives i det motholdte patentskrift har imidlertid en ulempe. Dette er fordi svovel, som en følge, reduserer egenskapene til stålet når det gjelder kalddeformasjon, forekomst av spenningssprekk-dannelse, f.eks. under trekking eller trådtrekking.
Oppfinnelsen har som formål å tilveiebringe et stål med forbedret bearbeidbarhet som på den ene side kan anvendes innen området med bearbeidelse ved meget høye hastigheter, med dreieskjærehastigheter som kan overstige 700 m/min, og som på den annen side kan anvendes innen området med stangdreiing, med 30% høyere produktivitet enn oppnådd med ordinært resulfurisert rustfritt austenittstål.
Oppfinnelsen vedrører således resulfurisert rustfritt austenittstål med forbedret bearbeidbarhet, som spesielt anvendes innen området med bearbeidelse ved meget høy skjærehastighet og innen området med stangdreiing, som er kjennetegnet ved at dets sammensetning i vekt er som følger:
0,010% < karbon < 0,1%,
0,1% < silisium < 2%,
0,1% < mangan < 2%,
nikkel, fra 7 til 12%,
krom, fra 15 til 25%,
svovel, fra 0,10 til 0,55%,
kobber, fra 1 til 5%,
kalsium > 35-10"<4>%,
molybden, fra 0 til 3%,
70-10"<4>% < oksygen < 300-10"<4>%
idet forholdet mellom kalsiuminnhold og oksygeninnhold er mellom 0,2 og 0,6.
Svovelinnholdet er særlig mellom 0,20 og 0,40% og foretrukket mellom 0,25 og 0,35%.
Kobberinnholdet er særlig mellom 1,2 og 3% og foretrukket mellom 1,4 og 1,8%. Fig. 1 viser flankeslitasjekurver til resulfuriserte rustfrie stål enten uten kobber eller uten inneslutninger av aluminiumsilikat av kalk og til et resulfurisert stål i henhold til oppfinnelsen, idet disse stål er bearbeidet ved meget høy skjærehastighet. Fig. 2 viser kaldherdingskurvene til et kobberfritt resulfurisert stål og et stål i henhold til oppfinnelsen.
Stålet ifølge oppfinnelsen faller innenfor området av såkalte resulfuriserte stål der svovelinnholdet og, i et bestemt forhold, kalsium- og oksygeninnholdet sikrer at de nevnte stål har god bearbeidbarhet ved skjærehastigheter mindre enn 50 0 m/min.
Ved anvendelse av stålet i henhold til oppfinnelsen innen området med bearbeidelse ved meget høy skjærehastighet, er bearbeidbarheten forbedret ved den kombinerte effekt av et stort antall inneslutninger, idet disse er mangansulfider og aluminiumsilikatoksyder av kalk som fremkommer ved tilsetning av både kalsium og oksygen, og ved tilstedeværelsen av kobber. Kobber nedsetter spenningene som er nødvendige for å danne spon. På grunn av denne egenskap forblir temperaturen på enden av verktøyet på et nivå som dette tåler. Under disse forhold sikrer de mange inneslutninger av mangansulfid og aluminiumsilikatoksyder av kalk fullstendig, i kombina-sjon, deres rolle som fast smøremiddel for å hindre verktøy-slitasje. I stålet i henhold til oppfinnelsen er mangansul-fidene bare i meget liten grad substituert med krom på grunn av et manganinnhold tilpasset svovelinnholdet, idet deres smibarhet og dermed deres effektivitet under skjæring er forbedret derved. Svovel kan delvis erstattes av selen og/eller tellur.
Det resulfuriserte stål i henhold til oppfinnelsen, som fordelaktig kan anvendes innen området med såkalt bearbeidelse ved høye skjærehastigheter sikrer, i kraft av tilstedeværelsen av et stort antall smibare inneslutninger med lavt smeltepunkt av sulfid og assosiert eller ikke-assosiert oksyd, og i kraft av tilstedeværelsen av et kobberinnhold i henhold til oppfinnelsen, på den ene side at bearbeidelse kan utføres ved eksepsjonelle skjærehastigheter og på den annen side at levetiden til skjæreverktøyet bevares.
I en sammenlignende bearbeidbarhetsprøve ved meget høy skjærehastighet, dvs større enn 500 m/min, anvendes et TiN-belagt karbidverktøy. Forandringen i flankeslitasje på verktøyet under bearbeidelsen av tre resulfuriserte stål, benevnt A, B og C, sammenlignes. Stål A og B er resulfuriserte referansestål, stål A inneholder ikke kalsium eller oksygen i et egnet forhold og stål B inneholder ikke kobber i sin sammensetning. Stål C i henhold til oppfinnelsen omfatter, i dette anvendelseseksempel, i sin sammensetning 1,5% kobber, 44-10"<4>% kalsium og 118-10~<4>% oksygen. Sammensetningene til referansestål A og B og stål C i henhold til oppfinnelsen er gitt i tabell 1 nedenfor.
Prøven består av en dreieoperasjon, uten smøring, med en tilførsel på 0,25 mm/omdreining, en skjæredybde på 1,5 mm og en skjærehastighet på 700 m/min. Verktøyet demonteres regel-messig for å måle flankeslitasjen. Kurvene som resulterer fra dette er vist i fig. 1.
Referansestål A og B er uegnet for denne type bearbeidelse. Etter bare et par minutter med dreiing er verktøyene som bearbeider disse stål ødelagt, dvs at enten er deres flankeslitasje større enn 0,15 mm eller deres kant er falt sammen. Det er derfor utenkelig å anvende slike skjærehastigheter for å bearbeide disse stål. I motsetning, med stål C i henhold til oppfinnelsen, er det belagte verktøy fremdeles i stand til å bearbeide etter 2 0 minutter med dreiing, noe som gjør det mulig for typisk karbidbelagte verktøy å arbeide under industrielle forhold ved slike skjærehastigheter. Dette skyldes det kombinerte nærvær i stålets sammensetning av en stor mengde svovel, smibare oksyder med lavt smeltepunkt og et optimalt kobberinnhold.
I anvendelsen av stålet i henhold til oppfinnelsen, innen stangdreiingsområdet, forbedres bearbeidbarheten ved nærvær av kobber under fremstillingen av stenger, og deretter ved effekten av inneslutningene av mangansulfid og av aluminiumsilikatoksyder av kalk under bearbeidelse. Kobber nedsetter kaldherdingen, som vist i fig. 2, hvori igjen referansestål B og stål C i henhold til oppfinnelsen er sammenlignet. Denne lave kaldherding resulterer i at trukkede stenger oppnås med en lavere hardhet, spesielt på overflaten.
Effekten av inneslutningene virker så på en supplerende måte til å fremme skjæring av spon og til å smøre verktøy/metall-grenseflatene.
I en produksjonsprøve av stangdreiearbeidsstykker, sammenlignes produktiviteten til to resulfuriserte stål, betegnet D og E. Referansestål D er et resulfurisert stål som ikke inneholder kalsium eller oksygen i et egnet forhold i sin sammensetning, og stål E i henhold til oppfinnelsen omfatter, i denne utførelse, 1,5% kobber, 62-10~<4>% prosent kalsium og 134-10"<4>% oksygen i sin sammensetning.
Overraskende nok gir den kombinerte virkning av de tre elementer, kobber, oksygen og kalsium, en spesiell effekt på forbedringene i bearbeidbarhet som ikke kan forutsies når disse elementer innføres i sammensetningen i par eller separat.
Sammensetningene til referansestål D og stål E i henhold til oppfinnelsen er beskrevet i tabell 1.
Prøven består i å produsere, fra en trukket stang på 5 mm i diameter, et arbeidsstykke på 50 mm i lengde, som hoved-sakelig omfatter dreiing med en skjæredybde som varierer fra 0,5 til 1,5 mm. Tabell 2 nedenfor viser resultatene fra en stangdreieprøve på en enkeltspindel-kamdreiebenk med helstøpt karbidverktøy og smøring med ublandet olje. Verdiene i tabell 2 er antall arbeidsstykker bearbeidet med god kvalitet før skifte av verktøy.
Under skjæreforholdene optimalisert for et referansestål kan 2,5 ganger flere arbeidsstykker produseres med stålet i henhold til oppfinnelsen før verktøyet må skiftes. Omvendt, så er levetiden den samme med en 30 % større produktivitet for stålet i henhold til oppfinnelsen.
I en annen stangdreieprøve sammenlignes de to samme stål D og E i en enkel oppdelingsoperasjon, som består i å produsere stenger på 4 mm i diameter fra stenger avskåret på en maskin av skjærebrennertype. Produktiviteten er forbedret med 28 % med stål E i henhold til oppfinnelsen sammenlignet med referansestål D som ikke inneholder kalsium eller oksygen i et egnet forhold.

Claims (6)

1. Resulfurisert rustfritt austenittstål med forbedret bearbeidbarhet, spesielt anvendt innen området med bearbeidelse ved meget høy skjærehastighet og innen området med stangdreiing, karakterisert ved at dets sammensetning i vekt er som følger: 0,010% < karbon < 0,1%, 0,1% < silisium < 2%, 0,1% < mangan < 2%, nikkel, fra 7 til 12%, krom, fra 15 til 25%, svovel, fra 0,10 til 0,55%, kobber, fra 1 til 5%, kalsium > 35-10"<4>%, molybden, fra 0 til 3 %, 70-10~<4>% < oksygen < 300-10"<4>% idet forholdet mellom kalsiuminnhold og oksygeninnhold er mellom 0,2 og 0,6.
2. Stål som angitt i krav 1, karakterisert ved at svovelinnholdet er mellom 0,20 og 0,40%.
3. Stål som angitt i krav 1 og 2, karakteris<*>ert ved at svovelinnholdet er mellom 0,25 og 0,35%.
4. Stål som angitt i krav 1, karakterisert ved at kobberinnholdet er mellom 1,2 og 3%.
5. Stål som angitt i krav 1 og 4, karakterisert ved at kobberinnholdet er mellom 1,4 og 1,8%.
6. Stål som angitt i krav 1, karakterisert ved at sammensetningen videre omfatter 0,01% < molybden < 3%.
NO19961353A 1995-04-07 1996-04-02 Resulfurisert rustfritt austenitt stål med forbedret bearbeidbarhet NO312682B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9504140A FR2732694B1 (fr) 1995-04-07 1995-04-07 Acier inoxydable austenitique resulfure a usinabilite amelioree, utilise notamment dans le domaine de l'usinage a tres grande vitesse de coupe et le domaine du decolletage

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO961353D0 NO961353D0 (no) 1996-04-02
NO961353L NO961353L (no) 1996-10-08
NO312682B1 true NO312682B1 (no) 2002-06-17

Family

ID=9477855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19961353A NO312682B1 (no) 1995-04-07 1996-04-02 Resulfurisert rustfritt austenitt stål med forbedret bearbeidbarhet

Country Status (22)

Country Link
US (1) US5656237A (no)
EP (1) EP0736610B1 (no)
JP (1) JP3687931B2 (no)
KR (1) KR100389601B1 (no)
AT (1) ATE199267T1 (no)
CA (1) CA2173573C (no)
CZ (1) CZ292424B6 (no)
DE (1) DE69611801T2 (no)
DK (1) DK0736610T3 (no)
ES (1) ES2154795T3 (no)
FR (1) FR2732694B1 (no)
GR (1) GR3035595T3 (no)
IL (1) IL117765A (no)
NO (1) NO312682B1 (no)
PL (1) PL184056B1 (no)
PT (1) PT736610E (no)
RO (1) RO115971B1 (no)
RU (1) RU2106426C1 (no)
SI (1) SI9600115B (no)
TR (1) TR199600293A2 (no)
TW (1) TW367373B (no)
UA (1) UA39895C2 (no)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000065120A1 (en) * 1999-04-26 2000-11-02 Crs Holdings, Inc. Free-machining austenitic stainless steel
FR2805829B1 (fr) * 2000-03-03 2002-07-19 Ugine Savoie Imphy Acier inoxydable austenitique a haute usinabilite, resulfure, et comportant une resistance a la corrosion amelioree
CA2784760C (en) 2010-06-09 2015-02-03 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Austenitic stainless steel pipe excellent in steam oxidation resistance and manufacturing method therefor
JP5818541B2 (ja) * 2011-07-01 2015-11-18 新日鐵住金ステンレス株式会社 オーステナイト系s含有快削ステンレス鋼
UA111115C2 (uk) 2012-04-02 2016-03-25 Ейкей Стіл Пропертіс, Інк. Рентабельна феритна нержавіюча сталь

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE346813B (no) * 1970-11-12 1972-07-17 Sandvikens Jernverks Ab
US4784828A (en) * 1986-08-21 1988-11-15 Crucible Materials Corporation Low carbon plus nitrogen, free-machining austenitic stainless steel
JPH01319652A (ja) * 1988-06-20 1989-12-25 Nippon Koshuha Kogyo Kk 熱間加工性の良好な快削ステンレス鋼
FR2648477B1 (fr) * 1989-06-16 1993-04-30 Ugine Savoie Sa Acier inoxydable austenitique resulfure a usinabilite amelioree
JPH0441651A (ja) * 1990-06-05 1992-02-12 Daido Steel Co Ltd 被削性の優れた耐食オーステナイト系ステンレス鋼
FR2690169B1 (fr) * 1992-04-17 1994-09-23 Ugine Savoie Sa Acier inoxydable austénitique à haute usinabilité et à déformation à froid améliorée.
JPH05339680A (ja) * 1992-06-08 1993-12-21 Daido Steel Co Ltd 耐食性を高めた快削オーステナイトステンレス鋼とその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
PL313658A1 (en) 1996-10-14
RU2106426C1 (ru) 1998-03-10
DE69611801D1 (de) 2001-03-29
JPH09137254A (ja) 1997-05-27
ATE199267T1 (de) 2001-03-15
CZ100096A3 (en) 1996-10-16
DE69611801T2 (de) 2001-09-06
RO115971B1 (ro) 2000-08-30
CA2173573A1 (fr) 1996-10-08
TR199600293A2 (tr) 1996-10-21
EP0736610B1 (fr) 2001-02-21
PL184056B1 (pl) 2002-08-30
US5656237A (en) 1997-08-12
SI9600115B (en) 2001-12-31
KR960037854A (ko) 1996-11-19
KR100389601B1 (ko) 2003-10-22
EP0736610A1 (fr) 1996-10-09
TW367373B (en) 1999-08-21
NO961353D0 (no) 1996-04-02
JP3687931B2 (ja) 2005-08-24
ES2154795T3 (es) 2001-04-16
NO961353L (no) 1996-10-08
FR2732694B1 (fr) 1997-04-30
UA39895C2 (uk) 2001-07-16
SI9600115A (en) 1996-10-31
IL117765A0 (en) 1996-08-04
IL117765A (en) 1998-12-06
PT736610E (pt) 2001-07-31
GR3035595T3 (en) 2001-06-29
CA2173573C (fr) 1999-12-28
FR2732694A1 (fr) 1996-10-11
CZ292424B6 (cs) 2003-09-17
DK0736610T3 (da) 2001-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1071904A (en) High speed tool steel having high toughness
US3973950A (en) Low carbon calcium-sulfur containing free-cutting steel
CN111235490B (zh) 一种高品质刀具用高合金钢材料
NO310244B1 (no) Rustfritt stål med ferrittisk struktur
US4886710A (en) Mining/construction tool bit having bit body fabricated from Mn-B steel alloy composition
NO312682B1 (no) Resulfurisert rustfritt austenitt stål med forbedret bearbeidbarhet
RU2250928C2 (ru) Ресульфурированная, аустенитная, нержавеющая сталь с высокой обрабатываемостью и улучшенной коррозионной стойкостью
CZ297762B6 (cs) Nástrojová ocel, zpusob výroby dílu z této oceli a díl z oceli nebo získaný uvedeným zpusobem
NO177392B (no) Svoveltilsatt austenittisk rustfritt stål med forbedret bearbeidbarhet
WO2006062053A1 (ja) 低炭素快削鋼
JP5234904B2 (ja) 被削性に優れた機械構造用鋼
US4880479A (en) Cold drawn free-machining resulfurized and rephosphorized steel bars having controlled mechanical properties and controlled machinability
SU1759944A1 (ru) Конструкционна сталь
KR100647970B1 (ko) 절삭공구용 강
US2409016A (en) Shock-resistant silicon steel hardened with titanium
JPH11269603A (ja) 被削性および工具寿命に優れた熱間工具鋼
CN112063924B (zh) 一种高碳含硒锡易切削钢及其生产方法
US4061494A (en) Free-cutting graphitic steel
JP2000144333A (ja) 溶解法による高硬度高速度工具鋼
JPH0132302B2 (no)
SU1475969A1 (ru) Сталь
KR810000406B1 (ko) 고인성 고속도 공구강(高靭性高速度工具鋼)
RU2422551C2 (ru) Сталь для резки проката и металлического лома
JPH03180447A (ja) ドリル用鋼
CZ330089A3 (en) high alloy for the manufacture of cast tools

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired