TW201837203A

TW201837203A - 切削加工用線材

Info

Publication number: TW201837203A
Application number: TW107106681A
Authority: TW
Inventors: 今浪祐太; 福岡和明; 西村公宏
Original assignee: 日商杰富意鋼鐵股份有限公司
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2018-10-16
Also published as: KR20190123303A; EP3591086B1; EP3591086A1; CN110382727A; JP6504330B2; EP3591086A4; US11427901B2; JPWO2018159617A1; KR102306264B1; TWI663266B; US20200248291A1; WO2018159617A1

Abstract

本發明提供一種不管工具材種類及潤滑劑種類如何，進而不使用潤滑劑時亦發揮優異的被削性的線材。一種切削加工用線材，其具有特定的成分組成，並具有如下的維氏硬度：於所述切削加工用線材的距表面為直徑的1/4位置處的肥粒鐵粒的平均縱橫比超過2.8的情況下，滿足下述（1）式及（2）式，於所述平均縱橫比為2.8以下的情況下，滿足下述（3）式及（4）式。 H_ave ≦350···（1） H_σ ≦30···（2） H_ave ≦250···（3） H_σ ≦20···（4）

Description

切削加工用線材

本發明是有關於一種切削加工用線材，特別是有關於一種不論條件如何均發揮優異的被削性的切削加工用線材。

於用於印表機等辦公自動化（Office Automation，OA）機器的機械結構零件的製造中，一般而言是藉由對線材等鋼材進行切削加工而成型為零件形狀。於切削加工中最重要的是獲得指定的尺寸及面粗糙度，此外，為了提高生產性，亦期望工具的長壽命化、切削速度的上昇、切屑處理性的提昇。

就此種情況而言，一般使用提高了被削性的鋼種作為切削加工用的鋼。例如，經常使用大量地分散有Mn硫化物的低碳硫磺快削鋼（JIS規格中為SUM23等），或除Mn硫化物的大量分散以外亦添加作為快削元素的鉛的低碳硫磺複合快削鋼（JIS規格中為SUM24L等）。

另外，於專利文獻1中提出一種規定了拉線材的硫化物系夾雜物的平均寬度或降伏比、加工面粗糙度優異且尺寸變化小的鋼。

進而，於專利文獻2及專利文獻3中，提出一種規定了MnS夾雜物、Pb夾雜物、Pb-MnS夾雜物的分散狀態且被削性優異的鋼。

另外，於專利文獻4中提出一種以添加Nb的鋼組成來限定鋼的表面硬度的範圍的快削鋼及製造方法。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2003-253390號公報 [專利文獻2]日本專利第5954483號公報 [專利文獻3]日本專利第5954484號公報 [專利文獻4]日本專利特開2007-239015號公報

[發明所欲解決之課題] 於專利文獻1中，進行硫化物系夾雜物的平均寬度或降伏比的適當化，提高被削性。評價該被削性的被削性試驗是利用高速鋼工具（SKH4）來實施，用於切削加工的工具材種類除高速鋼以外，亦有CVD或PVD的塗佈材、金屬陶瓷（cermet）及陶瓷等而為多樣。因此，於改變工具材種類的情況下，問題為專利文獻1中記載的硫化物系夾雜物的平均寬度或降伏比的適當化有時未必有助於被削性提昇。

進而，通常於切削加工中使用潤滑劑，作為所述潤滑劑，使用種類極其多樣者，其物性亦為各種各樣。就該方面而言，於專利文獻1中未提及於被削性試驗時使用的潤滑劑。因此，可知於改變潤滑劑的種類的情況下，引用文獻1中提出的硫化物系夾雜物的平均寬度或降伏比有時不有助於被削性提昇。

另外，於專利文獻2及專利文獻3中，將MnS夾雜物、Pb夾雜物、Pb-MnS夾雜物的分散狀態適當化，提高被削性。於專利文獻2、專利文獻3的被削性試驗中使用高速鋼工具（SKH4），如所述般工具材種類多種多樣，因此可知於改變工具材種類的情況下，專利文獻2及專利文獻3中提出的方法有時不有助於被削性提昇。同樣地可知，於改變潤滑劑的種類的情況下，專利文獻2及專利文獻3中提出的方法有時亦不有助於被削性提昇。

另外，於專利文獻4中，亦存在僅進行僅於特定的切削條件下的被削性評價，於切削條件不同的情況下，無法獲得充分的被削性等課題。

本發明是鑒於所述實際情況開發而成者，其目的在於提供一種不管工具材種類及潤滑劑種類如何，進而不使用潤滑劑時亦發揮優異的被削性的線材。 [解決課題之手段]

發明者等人為了達成所述目的，對線材的成分組成與被削性的關係進行努力調查，結果發現如下的成分組成及機械特性，所述成分組成及機械特性適於不管工具材種類及潤滑劑種類如何，進而不使用潤滑劑時亦發揮優異的被削性。本發明是根據所述見解而成。

即，本發明的主旨構成如以下般。

1.一種切削加工用線材，其具有如下成分組成，包含： C：0.001質量%～0.150質量%、 Si：0.010質量%以下、 Mn：0.20質量%～2.00質量%、 P：0.02質量%～0.15質量%、 S：0.20質量%～0.50質量%、 N：0.0300質量%以下、以及 O：0.0050質量%～0.0300質量%，殘餘部包含Fe及不可避免的雜質，所述切削加工用線材具有如下的維氏硬度：於所述切削加工用線材的距表面為直徑的1/4位置處的肥粒鐵粒的平均縱橫比超過2.8的情況下，滿足下述（1）式及（2）式，於所述平均縱橫比為2.8以下的情況下，滿足下述（3）式及（4）式。 H_ave ≦350···（1） H_σ ≦30···（2） H_ave ≦250···（3） H_σ ≦20···（4）此處， H_ave ：距表面為直徑的1/4位置處的維氏硬度的周方向的平均值 H_σ ：距表面為直徑的1/4位置處的100點的維氏硬度的標準偏差

2.如所述1所述的切削加工用線材，其中所述成分組成進而含有選自由 Pb：0.01質量%～0.50質量%、 Bi：0.01質量%～0.50質量%、 Ca：0.01質量%以下、 Se：0.1質量%以下、以及 Te：0.1質量%以下所組成的群組中的一種或兩種以上。

3.如所述1或2所述的切削加工用線材，其中所述成分組成進而含有選自由 Cr：3.0質量%以下、 Al：0.010質量%以下、 Sb：0.010質量%以下、 Sn：0.010質量%以下、 Cu：1.0質量%以下、 Ni：1.0質量%以下、以及 Mo：1.0質量%以下所組成的群組中的一種或兩種以上。

4.如所述1至3中任一項所述的切削加工用線材，其中所述成分組成進而含有選自由 Nb：0.050質量%以下、 Ti：0.050質量%以下、 V：0.050質量%以下、 Zr：0.050質量%以下、 W：0.050質量%以下、 Ta：0.050質量%以下、 Y：0.050質量%以下、 Hf：0.050質量%以下、以及 B：0.050質量%以下所組成的群組中的一種或兩種以上。 [發明的效果]

本發明的線材不管工具材種類及潤滑劑種類如何，進而不使用潤滑劑時亦可發揮優異的被削性。

[成分組成] 首先，對本發明中將切削加工用線材（以下，有時簡稱為「線材」）的成分組成限定為所述範圍的原因進行詳細說明。

C：0.001質量%～0.150質量% C為有助於鋼的強度提昇的元素，為了作為結構用鋼而獲得充分的強度，需要0.001質量%以上。因此，C含量設為0.001質量%以上，較佳為設為0.01質量%以上。另一方面，若C含量超過0.150質量%，則硬度過度上昇，切削加工時的工具壽命下降。因此，C含量設為0.150質量%以下，較佳為設為0.13質量%以下，更佳為設為0.10質量%以下。

Si：0.010質量%以下鋼中的Si與氧結合而生成SiO₂ 。該SiO₂ 於鋼中作為硬質粒子發揮作用，促進切削的工具的磨料磨損（Abrasive wear），結果使工具壽命下降。因此，將Si含量設為0.010質量%以下，較佳為設為0.003質量%以下。另一方面，Si含量的下限並無特別限定，亦可為0，但從工業上來講超過0質量%。另外，Si具有於冷拉（cold drawing）前施加的噴丸處理及酸洗中的除垢性的提昇效果。因此，就獲得所述效果的觀點而言，較佳為將Si含量設為0.0005質量%以上。

Mn：0.20質量%～2.00質量% Mn為具有藉由與S結合而形成硫化物，並提高被削性的效果的元素。為了獲得所述效果而需要添加0.20質量%以上。因此，Mn含量設為0.20質量%以上，較佳為設為0.60質量%以上，更佳為設為0.80質量%以上。另一方面，Mn的過量的添加導致由固溶強化所引起的硬度的上昇，使切削加工時的工具壽命下降。因此，Mn含量設為2.00質量%以下，較佳為設為1.80質量%以下，更佳為設為1.60質量%以下。

P：0.02質量%～0.15質量% P為具有使被削性提昇的效果的元素。為了獲得所述效果而需要添加0.02質量%以上。因此，P含量設為0.02質量%以上，較佳為設為0.03質量%以上。另一方面，即便超過0.15質量%來添加，被削性提昇效果亦飽和。因此，P含量設為0.15質量%以下，較佳為設為0.14質量%以下，更佳為設為0.13質量%以下。

S：0.20質量%～0.50質量% S是以硫化物系夾雜物的形態存在、對被削性的提昇而言有效的元素。為了獲得該效果而需要添加0.20質量%以上。因此，S含量設為0.20質量%以上，較佳為設為0.25質量%以上，更佳為設為0.30質量%以上。另一方面，超過0.50質量%的添加會使鋼的熱加工性下降。因此，S含量設為0.50質量%以下，較佳為設為0.45質量%以下，更佳為設為0.43質量%以下。

N：0.0300質量%以下 N為具有使切削後的表面粗糙度提昇的效果的元素。但是，過度的添加會導致鋼材的硬度上昇，並使切削時的工具壽命下降。因此，N含量設為0.0300質量%以下，較佳為設為0.0200質量%以下，更佳為設為0.0180質量%以下。另一方面，N含量的下限並無特別限定，亦可為0，但從工業上來講超過0質量%。N含量較佳為設為0.002質量%以上，更佳為設為0.004質量%以上。

O：0.0050質量%～0.0300質量% O為具有通過使硫化物系夾雜物粗大化的效果來提昇被削性的效果的元素。為了獲得所述效果而需要以0.0050質量%以上含有O。因此，O含量設為0.0050質量%以上，較佳為設為0.0100質量%以上。另一方面，過度的添加會導致鋼材的韌性下降，引起結構構件的早期破壞。因此，O含量設為0.0300質量%以下，較佳為設為0.0250質量%以下，更佳為設為0.0200質量%以下。

本發明的一實施形態的切削加工用線材具有包含所述各元素、殘餘部包含Fe及不可避免的雜質的成分組成。

另外，本發明的另一實施形態中，所述成分組成進而可任意地含有選自由 Pb：0.01質量%～0.50質量%、 Bi：0.01質量%～0.50質量%、 Ca：0.01質量%以下、 Se：0.1質量%以下、以及 Te：0.1質量%以下所組成的群組中的一種或兩種以上。

Pb：0.01質量%～0.50質量% Pb為具有將切削時的切屑微細化的效果的元素，可藉由添加來進一步提昇切屑處理性。於添加Pb的情況下，為了獲得所述效果而將Pb含量設為0.01質量%以上。另一方面，即便過度添加，切屑處理性的提昇效果亦飽和。因此，就抑制合金成本上昇的觀點而言，將Pb含量設為0.50質量%以下，較佳為設為0.30質量%以下，更佳為設為0.10質量%以下。

Bi：0.01質量%～0.50質量% Bi為與Pb同樣地具有將切削時的切屑微細化的效果的元素，可藉由添加來進一步提昇切屑處理性。於添加Bi的情況下，為了獲得所述效果，將Bi含量設為0.01質量%以上。另一方面，即便過度添加，切屑處理性的提昇效果亦飽和。因此，就抑制合金成本上昇的觀點而言，將Bi含量設為0.50質量%以下，較佳為設為0.30質量%以下，更佳為設為0.10質量%以下。

Ca：0.01質量%以下 Ca為與Pb同樣地具有將切削時的切屑微細化的效果的元素，可藉由添加來進一步提昇切屑處理性。但是，即便過度添加該些元素，切屑處理性的提昇效果亦飽和。因此，就抑制合金成本上昇的觀點而言，將Ca含量設為0.01質量%以下，較佳為設為0.008質量%以下，更佳為設為0.007質量%以下。另一方面，Ca含量的下限並無特別限定，較佳為設為0.0010質量%以上，更佳為設為0.003質量%以上，進而佳為設為0.005質量%以上。

Se：0.1質量%以下 Se為與Pb同樣地具有將切削時的切屑微細化的效果的元素，可藉由添加來進一步提昇切屑處理性。但是，即便過度添加該些元素，切屑處理性的提昇效果亦飽和。因此，就抑制合金成本上昇的觀點而言，將Se含量設為0.1質量%以下，較佳為設為0.008質量%以下，更佳為設為0.007質量%以下。另一方面，Se含量的下限並無特別限定，較佳為設為0.0010質量%以上，更佳為設為0.003質量%以上，進而佳為設為0.005質量%以上。

Te：0.1質量%以下 Te為與Pb同樣地具有將切削時的切屑微細化的效果的元素，可藉由添加來進一步提昇切屑處理性。但是，即便過度添加該些元素，切屑處理性的提昇效果亦飽和。因此，就抑制合金成本上昇的觀點而言，將Te含量設為0.1質量%以下，較佳為設為0.008質量%以下，更佳為設為0.007質量%以下。另一方面，Te含量的下限並無特別限定，較佳為設為0.0010質量%以上，更佳為設為0.003質量%以上，進而佳為設為0.005質量%以上。

本發明的又一實施形態中，所述成分組成進而可任意地含有選自由 Cr：3.0質量%以下、 Al：0.010質量%以下、 Sb：0.010質量%以下、 Sn：0.010質量%以下、 Cu：1.0質量%以下、 Ni：1.0質量%以下、以及 Mo：1.0質量%以下所組成的群組中的一種或兩種以上。

Cr、Al、Sb、Sn、Cu、Ni及Mo為對壓延後的垢性狀或耐腐蝕性產生影響的元素，可任意地添加。

Sb及Sn於冷拉前施加的噴丸處理及酸洗中具有除垢性狀的提昇效果，可任意地添加。但是，即便超過0.010質量%來添加Sb及Sn，除垢性的提昇效果亦飽和。因此，Sb含量及Sn含量設為0.010質量%以下，較佳為設為0.009質量%以下。再者，於添加Sb及Sn的情況下，Sb含量及Sn含量較佳為設為0.003質量%以上，更佳為設為0.005質量%以上。

Cr、Al、Cu、Ni、及Mo為具有使耐腐蝕性提昇的效果的元素，可任意地添加。但是，Cr、Al、Cu、Ni、及Mo的過量的添加會導致鋼的固溶強化，通過硬度上昇而使切削時的工具壽命下降。因此，將Cr含量的上限設為3.0質量%，將Al含量的上限設為0.010質量%，將Cu、Ni及Mo含量的上限設為1.0質量%。另外，Cr、Al、Cu、Ni、及Mo較佳為以0.001質量%以上添加。

本發明的又一實施形態中，所述成分組成進而可任意地含有選自由 Nb：0.050質量%以下、 Ti：0.050質量%以下、 V：0.050質量%以下、 Zr：0.050質量%以下、 W：0.050質量%以下、 Ta：0.050質量%以下、 Y：0.050質量%以下、 Hf：0.050質量%以下、以及 B：0.050質量%以下所組成的群組中的一種或兩種以上。

Nb、Ti、V、Zr、W、Ta、Y、及Hf具有形成微細的析出物並使線材的強度提昇的效果。另外，B具有藉由於粒界偏析而強化粒界的作用，且具有使線材的強度提昇的效果。特別是於負荷應力高的構件中，若添加選自由Nb、Ti、V、Zr、W、Ta、Y、Hf、及B所組成的群組中的一種或兩種以上，則可改善疲勞強度。Nb、Ti、V、Zr、W、Ta、Y、Hf及B較佳為以0.0001質量%以上添加。但是，對於任一成分而言，超過0.050質量%的過量的添加會使鋼的熱加工性下降，因此上限值可設為0.050質量%。

本發明的一實施形態的線材的成分組成包含所述各元素與殘餘部的Fe及不可避免的雜質，但較佳為由所述各元素與殘餘部的Fe及不可避免的雜質組成。

[維氏硬度] 本發明的切削加工用線材需要具有如下的維氏硬度：於該切削加工用線材的距表面為直徑的1/4位置處的肥粒鐵粒的平均縱橫比超過2.8的情況下，滿足下述（1）式及（2）式，於所述平均縱橫比為2.8以下的情況下，滿足下述（3）式及（4）式。 H_ave ≦350···（1） H_σ ≦30···（2） H_ave ≦250···（3） H_σ ≦20···（4）

再者，所述平均縱橫比、H_ave 、及H_σ 可藉由以下的順序來求出。

·平均縱橫比包含線材的中心軸在內，對該線材的平行於長邊方向的剖面進行鏡面研磨後，實施硝酸乙醇腐蝕液蝕刻（nital etching）。繼而，利用光學顯微鏡觀察線材的距表面為該線材的直徑的1/4的深度的位置的肥粒鐵粒，並藉由圖像分析對100個肥粒鐵粒求出最大費雷特直徑（Feret diameter）及最小費雷特直徑。對所述100個肥粒鐵粒算出作為最大費雷特直徑/最小費雷特直徑而定義的每個肥粒鐵粒的縱橫比，將所獲得的值的平均值設為平均縱橫比。

·H_ave 以負重0.1 kgf的條件於100點測定線材的距表面為該線材的直徑的1/4的深度的位置的維氏硬度，將所獲得的維氏硬度的平均值設為H_ave 。關於所述維氏硬度的測定中所形成的壓痕，將鄰接的壓痕間的距離設為0.3 mm以上。另外，於遍佈線材的周方向進行維氏硬度測定時，只要於將線材的與長邊方向正交的剖面內的直徑的1/4設為半徑並使中心與線材剖面中心一致的圓上，以與中心的角度3.6°為單位進行維氏硬度測定即可。以下，有時將H_ave 稱為平均硬度。

·H_σ H_σ 為利用與所述H_ave 相同的方法測定的100點的維氏硬度的標準偏差。以下，有時將H_σ 稱為硬度的標準偏差。

那麼，作為影響切削線材時的工具壽命的被削側（線材）的因素，最重要的是該線材的硬度。即，為了線材的被削性的改善、具體而言為了實現不管工具材種類及潤滑劑種類如何的優異的被削性，極其重要的是除將線材的硬度控制得低以外，亦抑制硬度的不均、特別是周方向的硬度的不均。

進而，線材的被削性不僅受維氏硬度而且亦受肥粒鐵粒的縱橫比的影響。即，低碳快削鋼的主要組織為肥粒鐵。而且，切削時非常大的應力作用於鋼與工具的接觸部，使鋼強制性地發生大幅變形，結果，遭到破壞而被截取。如圖1（a）及圖1（b）所示，肥粒鐵粒的縱橫比通過針對相對於負荷應力的抵抗力的影響而影響被削性。即，認為肥粒鐵粒的縱橫比越大，組織越容易遭到破壞，結果，被削性得到提昇。

發明者等的研究的結果可知，於肥粒鐵粒的平均縱橫比（以下，有時簡稱為平均縱橫比）超過2.8的情況與為2.8以下的情況下，用以獲得同等的被削性的所述H_ave 與所述H_σ 的範圍不同。以下，關於各自的情況，對H_ave 及H_σ 的所需範圍進行說明。通常，於藉由熱而成形的線材中肥粒鐵粒的平均縱橫比成為1.3以上。

·平均縱橫比：超過2.8的情況於肥粒鐵粒的平均縱橫比超過2.8的情況下，將線材的所述平均硬度H_ave 的上限值設為350（HV）。更佳的上限值為300（HV）。這是因為平均維氏硬度影響平均切削阻力，H_ave 高於所述上限值時，工具的壽命下降。

進而，將所述標準偏差H_σ 的上限值限定為30（HV）。即，於即便使硬度的平均值滿足所述條件，硬度在周方向亦不均的情況下，重複進行軟質部與硬質部的切削。判明該軟-硬的重複切削為使工具壽命下降的大的因素。即，藉由軟-硬的重複切削，切削工具間歇性地受到負荷，結果工具的磨損呈現早期化。因此，將作為硬度不均的指標的硬度的標準偏差H_σ 的上限值限定為30（HV）。更佳的上限值為20（HV）。若100點間的H_σ 為30（HV）以下，則可減輕由軟-硬的重複切削所引起的施加至切削工具的間歇性的負荷。

·平均縱橫比：2.8以下的情況於肥粒鐵粒的平均縱橫比為2.8以下的情況下，如圖1（b）所示，與肥粒鐵粒的平均縱橫比超過2.8的情況（圖1（a）的情況）相比，於切削時組織不易遭到破壞。因此，於肥粒鐵粒的平均縱橫比為2.8以下的情況下，為了確保被削性，與超過2.8的情況相比，需要將H_ave 及H_σ 的值設為更低的範圍。因而，於肥粒鐵粒的平均縱橫比為2.8以下的情況下，將線材的所述平均硬度H_ave 的上限值設為250（HV）。更佳的上限值為200（HV）。這是因為平均硬度影響平均切削阻力，高於所述上限值時，工具的壽命下降。

進而，將所述硬度的標準偏差H_σ 的上限值限定為25（HV）。更佳的上限值為15（HV）。若所述H_σ 為25（HV）以下，則可減輕由軟-硬的重複切削所引起的施加至切削工具的間歇性的負荷。

被削側的線材的平均硬度與硬度不均不管切削工具的種類或潤滑劑的種類如何，均對切削時的工具壽命產生影響。換言之，可藉由確切地限制線材的平均硬度與上旬偏差來獲得與切削工具的種類或潤滑劑的種類無關的優異的被削性。即，若線材的平均硬度及硬度不均滿足所述條件，則可獲得不管切削工具種類或潤滑劑種類如何的優異的被削性。

[直徑] 本發明的切削加工用線材的直徑並無特別限定，可設為任意的值，但較佳為設為20 mm以下，更佳為設為16 mm以下。

[形狀] 另外，本發明的切削加工用線材的形狀並無特別限定，可設為任意的形狀。例如，與長邊方向垂直的剖面中的剖面可為圓形，另外，與長邊方向垂直的剖面亦可為四邊形。

[顯微組織] 本發明中的線材的顯微組織並無特別限定，可設為任意的組織。通常，所述線材較佳為具有包含肥粒鐵的顯微組織，更佳為具有包含肥粒鐵及波來鐵（pearlite）的顯微組織。

[製造方法] 本發明的切削加工用線材並無特別限定，可利用任意的方法來製造。所述線材可為於熱軋（as hot-rolled）的狀態下未施加拉線加工的線材（未拉線材），另外，亦可為藉由冷軋對經熱軋的線材（圓棒）施加拉線加工的拉線材。與未拉線材相比，拉線材的肥粒鐵粒的平均縱橫容易變大。以下，以未拉線材與拉線材的情況為例對較佳的製造條件進行說明。

·未拉線材的情況於未拉線材即熱軋狀態下的線材的情況下，將所述指定的成分組成的鋼鑄塊而製成原材料，對所述原材料施加熱軋而成形為線材，藉此可製造線材。此時，為了獲得具備滿足所述條件的維氏硬度的未拉線材，有效的是控制所述熱軋後的冷卻速度。

·冷卻速度具體而言，於熱軋後的冷卻過程中，將500℃～300℃的溫度範圍中的平均冷卻速度設為0.7℃/s以下。即，藉由將所述平均冷卻速度設為0.7℃/s以下，促進所述冷卻過程中的碳化鐵（cementite）的球狀化，作為原本的硬質部的波來鐵進行軟質化，與母相肥粒鐵的硬度差減小。而且，結果線材的平均硬度下降，並且硬度的不均亦減少。所述平均冷卻速度較佳為設為0.5℃/s以下，更佳為設為0.4℃/s以下。另一方面，所述平均冷卻速度的下限並無特別限定，就生產性的觀點而言，較佳為設為0.1℃/s以上。另外，未滿300℃的溫度區域下的冷卻條件並無特別限定，例如只要冷卻即可。

·拉線材的情況於拉線材的情況下，首先，將所述指定的成分組成的鋼鑄塊而製成原材料，對所述原材料施加熱軋而成形為圓棒或線材。繼而，對藉由熱軋而獲得的圓棒或線材施加拉線加工，藉此可製造拉線材。此時，為了獲得具備滿足所述條件的維氏硬度的拉線材，有效的是控制所述熱軋後的冷卻速度與拉線加工時的縮面率兩者。

·冷卻速度於拉線材的製造中，與未拉線材的情況同樣地，於熱軋後的冷卻過程中，亦將500℃～300℃的溫度範圍中的平均冷卻速度設為0.7℃/s以下。即，藉由將所述平均冷卻速度設為0.7℃/s以下，促進所述冷卻過程中的碳化鐵的球狀化，作為原本的硬質部的波來鐵進行軟質化，與母相肥粒鐵的硬度差減小。而且，結果線材的平均硬度下降，並且硬度的不均亦減少。所述平均冷卻速度較佳為設為0.5℃/s以下，更佳為設為0.4℃/s以下。另一方面，所述平均冷卻速度的下限並無特別限定，就生產性的觀點而言，較佳為設為0.1℃/s以上。

·縮面率進而，藉由將拉線加工時的縮面率設為60%以下，可抑制硬度的過度的上昇，並可將拉線材的平均硬度設為指定範圍內。較佳的縮面率為50%以下，更佳為40%以下。 [實施例]

以下，依據實施例來更具體地對本發明的構成及作用效果進行說明。其中，本發明並不受下述的實施例限定。

（實施例1）將具有表1、表2所示的成分組成的鋼鑄塊，並藉由熱軋來成形為線材。所述線材的剖面形狀設為直徑12 mm的圓。將該製造步驟中的熱軋後的500℃～300℃的溫度範圍中的平均冷卻速度示於表3、表4中。再者，本實施例中未進行拉線加工。因而，拉線加工時的縮面率為0。

依據所述測定方法來對所獲得的線材（未拉線材）的各個評價平均硬度H_ave 及硬度的標準偏差H_σ 。將所獲得的結果一併記載於表3、表4中。

[表1] *殘餘部為Fe及不可避免的雜質

[表2] *殘餘部為Fe及不可避免的雜質

[表3]

[表4]

其次，於各種各樣的條件下對所獲得的線材的各個進行藉由外周車削的被削性試驗，並評價工具壽命、切削後面粗糙度、及切屑處理性。於所述被削性試驗中，將以下的5個條件作為參數並使其變化。再者，於後述的表5～表10中示出隨附於各條件中的編號。

·嵌入材 1：CVD塗佈超硬 2：PVD塗佈超硬 3：金屬陶瓷（TiN） 4：陶瓷（Al₂ O₃ ）

·切削速度 1：50 m/min 2：200 m/min

·進給速度 1：0.05 mm/rev 2：0.2 mm/rev

·切入量 1：0.2 mm 2：1 mm

·潤滑劑 1：不水溶性切削油 2：水溶性切削油（乳液、10%稀釋）

另外，工具壽命、切削後面粗糙度、及切屑處理性的評價是利用以下的方法來實施。

（工具壽命）工具壽命是基於對線材的長度10 m進行切削後的工具的後刀面平均磨損寬度Vb來評價。此處，所謂後刀面平均磨損寬度，如圖2所示，是指平均磨損部中的磨損寬度，而非邊界磨損部中的磨損寬度（後刀面邊界磨損寬度）。將評價結果示於表5、表6中。再者，若所述後刀面平均磨損寬度Vb為250 μm以下，則可以說工具壽命優異。因此，表5中，於所述後刀面平均磨損寬度Vb為250 μm以下的情況下，示出表示合格的「○」記號，於所述後刀面平均磨損寬度Vb超過250 μm的情況下，示出表示不合格的「▼」記號。

（切削後面粗糙度）關於切削後面粗糙度，於長度1 m內切削線材後，關於切削即將結束之前的長度10 mm的範圍，使用觸針式粗糙度計並測定十點平均粗糙度Rz（JIS B 0601），基於所述結果來進行評價。將所述測定中的基準長度設為4 mm。將評價結果示於表7、表8中。再者，若所述十點平均粗糙度Rz為25 μm以下，則可以說能夠製造良好品質的零件。因此，表7、表8中，於所述十點平均粗糙度Rz為25 μm以下的情況下，示出表示合格的「○」記號，於所述十點平均粗糙度Rz超過25 μm的情況下，示出表示不合格的「▼」記號。

（切屑處理性）切屑處理性是基於在長度1 m內切削線材時的、0.9 m至1 m的切削區間的切屑形態來進行評價。將評價結果示於表9、表10中。再者，切屑被微細地切斷，可以說切屑的處理性優異。因此，於表9、表10中，於切屑長度為1.5 mm以下的情況下，示出表示最良好的「◎」記號，於未生成1卷以上的切屑的情況下，示出表示合格的「○」記號，於生成1卷以上的切屑的情況下，示出表示不合格的「▼」記號。

根據表5～表10中所示的結果可知，於滿足本發明的條件的發明例中，不管所使用的切削工具種類或潤滑劑種類等條件如何，被削性均優異。

[表5]工具壽命 * ○：合格，▼：不合格 [表5(續)]工具壽命 * ○：合格，▼：不合格

[表6]工具壽命 * ○：合格，▼：不合格 [表6(續)]工具壽命 * ○：合格，▼：不合格

[表7]切削後面粗糙度 * ○：合格，▼：不合格 [表7(續)]切削後面粗糙度 * ○：合格，▼：不合格

[表8]切削後面粗糙度 * ○：合格，▼：不合格 [表8(續)]切削後面粗糙度 * ○：合格，▼：不合格

[表9]切屑處理性 * ◎：特別良好，○：合格，▼：不合格 [表9(續)]切屑處理性 * ◎：特別良好，○：合格，▼：不合格

[表10]切屑處理性 * ◎：特別良好，○：合格，▼：不合格 [表10(續)]切屑處理性 * ◎：特別良好，○：合格，▼：不合格

（實施例2）除於熱軋後進行拉線加工的方面以外，於與所述實施例1相同的條件下製造線材。將該製造步驟中的熱軋後的500℃～300℃的溫度範圍下的平均冷卻速度與拉線加工中的縮面率示於表11、表12中。

依據所述測定方法來對所獲得的線材（拉線材）的各個評價平均硬度H_ave 及硬度的標準偏差H_σ 。將所獲得的結果一併記載於表11、表12中。

[表11]

[表12]

其次，利用與實施例1相同的方法來對所獲得的線材的各個評價工具壽命、切削後面粗糙度、及切屑處理性。將評價結果示於表13～表18中。

根據表13～表18中所示的結果可知，於滿足本發明的條件的發明例中，不管所使用的切削工具種類或潤滑劑種類等條件如何，被削性均優異。

[表13]工具壽命 * ○：合格，▼：不合格 [表13(續)]工具壽命 * ○：合格，▼：不合格

[表14]工具壽命 * ○：合格，▼：不合格 [表14(續)]工具壽命 * ○：合格，▼：不合格

[表15]切削後面粗糙度 * ○：合格，▼：不合格 [表15(續)]切削後面粗糙度 * ○：合格，▼：不合格

[表16]切削後面粗糙度 * ○：合格，▼：不合格 [表16(續)]切削後面粗糙度 * ○：合格，▼：不合格

[表17]切削後面粗糙度 * ◎：特別良好，○：合格，▼：不合格 [表17(續)]切削後面粗糙度 * ◎：特別良好，○：合格，▼：不合格

[表18]切削後面粗糙度 * ◎：特別良好，○：合格，▼：不合格 [表18(續)]切削後面粗糙度 * ◎：特別良好，○：合格，▼：不合格

無

圖1（a）及圖1（b）是表示肥粒鐵粒的縱橫比與被削性的關係的示意圖。圖2是表示工具的後刀面磨損寬度的測定位置的示意圖。

Claims

一種切削加工用線材，其具有如下成分組成，包含： C：0.001質量%～0.150質量%、 Si：0.010質量%以下、 Mn：0.20質量%～2.00質量%、 P：0.02質量%～0.15質量%、 S：0.20質量%～0.50質量%、 N：0.0300質量%以下、以及 O：0.0050質量%～0.0300質量%，殘餘部包含Fe及不可避免的雜質，所述切削加工用線材具有如下的維氏硬度：於所述切削加工用線材的距表面為直徑的1/4位置處的肥粒鐵粒的平均縱橫比超過2.8的情況下，滿足下述（1）式及（2）式，於所述平均縱橫比為2.8以下的情況下，滿足下述（3）式及（4）式， H_ave ≦350···（1） H_σ ≦30···（2） H_ave ≦250···（3） H_σ ≦20···（4）此處， H_ave ：距表面為直徑的1/4位置處的維氏硬度的周方向的平均值 H_σ ：距表面為直徑的1/4位置處的100點的維氏硬度的標準偏差。
如申請專利範圍第1項所述的切削加工用線材，其中所述成分組成進而含有選自由 Pb：0.01質量%～0.50質量%、 Bi：0.01質量%～0.50質量%、 Ca：0.01質量%以下、 Se：0.1質量%以下、以及 Te：0.1質量%以下所組成的群組中的一種或兩種以上。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的切削加工用線材，其中所述成分組成進而含有選自由 Cr：3.0質量%以下、 Al：0.010質量%以下、 Sb：0.010質量%以下、 Sn：0.010質量%以下、 Cu：1.0質量%以下、 Ni：1.0質量%以下、以及 Mo：1.0質量%以下所組成的群組中的一種或兩種以上。
如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的切削加工用線材，其中所述成分組成進而含有選自由 Nb：0.050質量%以下、 Ti：0.050質量%以下、 V：0.050質量%以下、 Zr：0.050質量%以下、 W：0.050質量%以下、 Ta：0.050質量%以下、 Y：0.050質量%以下、 Hf：0.050質量%以下、以及 B：0.050質量%以下所組成的群組中的一種或兩種以上。