TWI363804B - - Google Patents

Description

九、發明說明： I：發明所屬技術領織】 技術領域 本發明係有關於-種使用於汽車或一般機械且比起強 度特性更要求切削性的低碳快削鋼，特別係有關於一種製 造性優異之快削鋼’該快削鋼具有優異的切削性，'在切削 時之工具壽命、加工面粗糙度以及切屑處理性均良好，且 連續鑄造用滑動喷嘴之板狀耐火物的溶損較少，在熱札時 具有良好的延展性。 背景技術 一般之機械或汽車係由多種零件組合製造而成，從要 求精準度與製造效率的觀點來看，製造時大多須經過切削 步驟。此時，為了降低成本並提升生產效率，也必須提升 鋼的切削性，低碳硫系快削鋼SUM23或低碳硫鉛複合系快 削鋼SUM24L便是特別重視切削性而被|明出的鋼種。至今 已知為了提升切龜，可添加S、Pb等切肖彳性提升^素，但 疋’站在消費者的角度，會避免使用造成環境負擔的pb， 因而傾向於降低其使用量。 攻今’在不添加Pb時’也會使用形成以MnS為主成分 之硫化物等在_環境下可成為軟 質之夾雜物，以提升切 削性的方法。然而’低碳硫鉛複合系快削鋼SUM24L中係添 加與低％I硫系快削鋼s UM2 3同量的s，因此須添加在以往之 里以上的5置。但是’添加大量S，只會使以MnS為主成分 之硫化物變得粗大’而無法有效地提升切削性，又，會使 基質變得不夠脆，隨著構成刀刀的脫落及切屑分離現象， 會產生加工面粗糙度變差、切屑未充分分離之切屑處理性 不良的問題。此外’在壓延、鍛造等生產步驟中，由於以 粗大MnS為主成分之硫化物會成為破裂的起點而引起壓延 瑕疫等很多製造上的問題，故增加S量有其限度。又，添加 S以外之切削性提升元素如Te、Bi、P、N等，也可在某種程 度上提升切削性，但在壓延或熱鍛造時卻會引起斷裂、瑕 疵等表面性狀之惡化，宜極力避免前述元素之添加量，因 此難以兼顧切削性與製造性。 特開平11-222646號公報中揭示之方法係使單一之 20μπι以上硫化物、或是複數之硫化物略呈直列狀地連成長 度20μιη以上的硫化物群在壓延方向截面lmm2之視野内存 在30個以上，藉此提高切屑處理性的方法。但是，事實上 包含該製造方法皆未提及對於切削性最有效的低表面粗糙 度(Sub μπι)硫化物分散法，從其成分系來看，也無法令人 期待其成效。 至今已有將硫化物以外的夾雜物活用於提升切削性之 例，例如特開平9-17840號公報、特開2〇01_329335號公報、 特開2002-3991號公報、特開2000-178683號公報之使用ΒΝ 提升切削性的技術。不過，特開平9-17840號公報、特開 2001-329335號公報、特開2000-178683號公報係以提升工具 壽命為目的，而特開2002-3991號公報係以提升切屑處理性 為目的。使用前述文獻所揭示之實施例範圍的化學成分， 在提升加工面粗糙度上，並無法得到充分的效果。具體而 言，若無法使BN在射細微分散而使基質均質化則無法 得到提升加X面粗糙度的效果’但前料利文獻中並未描 述前述技術。 特開2004-176176號公報所揭示之技術也是將bn活用 於提升切削性之例，並且考慮到與\添加量的平衡。然而， 關於可完全抑制壓延瑕録生並且確保相反性質之切削性

的鋼材化學成分平衡’或關於用以抑制與酵素親和性高之B 成為氧化物的量而增加析出為⑽之量的方法，在前述技術 中皆未提示。 特開平5-345951號公報係為了提升切削性，藉由提高 鋼中氧濃度而使MnS大型化的技術。但是，在此技術中， 關於因為提高氧而減少MnS以及隨之而來的切削性變差， 前述技術絲提及’且關於耐火物職或表面祕增加等 明顯製造性惡化的防止對策也皆未提及。 又，在特開2001-329335號公報中，為了提升熱軋性， 提出藉由BN之晶粒間界析出來抑制晶粒間界脆化的技 術，更提出限制N添加量以活用固溶B之晶粒間界脆化防止 作用的技術。但是，由於前述技術僅降低1^量，因此未充分 考量BT加熱〜加工溫度區域之固溶N量控制，為防止瑕疵 所需之ID溶N減量便不夠充分。又，由於限制為較化學計量 組成低之N量，所以提升加工面粗糙度所需之BN量會不 足，又未能以補足前述缺點之其他技術進行彌補，因此無 法得到良好的加工面粗糙度。 另外’特開2004-27297號公報提出一種為減.少表面瑕 疵而限制鋼中氧量的技術。然而，並未提及任何鋼中氧量 之控制方法，未去氧之低碳快削鋼中若無進行特別控制， 是不可能限制鋼中氧量而防止瑕疵產生的。 至今也出現為了提升低碳快削鋼之切削性而添加Cai 例，例如特開2000-160284號公報，但其中並未記錄提升切 削性的具體效果，又，Ca添加量的範圍也較廣，而未記載 可有效提升切削性的添加量範圍。 又，在以連續鑄造法製造添加3之低碳快削鋼時，會有 滑動喷嘴之板狀耐火物容易熔損的問題，但未發現有=以 解決前述問題的先前文獻。 【智h明内溶1】 發明揭示 本發明係-種使用於汽車或一般機械等之低碳快削 鋼’且本發明提供一種快削鋼，該快削鋼特別在切削時之 工具壽命、加工面粗糙度以及切屑處理性等切削性皆優 異此外’連續鑄造用滑動喷嘴之板狀耐火物的溶損較少， 在熱軋時具有良好的延展性，可防止因熱軋而使表面性狀 變差》 切削係分離切屑之破壞現象’如何促進切削係一重 點。但是如上所述’單純地增加8量有其界限，又為了兼 顧切削性㈣造性，也必須考慮切肖m提升元素之量。 因此，發現為了提熱乾性而控制摩延溫度區域之固 ’谷N量’並且控制在進行切削之室溫下用以得到切削性所需 之BN而需要的B與N量之比，可兼顧熱軋性與切削性。在 此’固溶N係ί曰由王N里減去化合物n量之量，而化合物n 量係指實質上成為ΒΝ之Ν量。由於在壓延溫度區域8〇〇〜 ll〇〇°C之加熱下，ΒΝ會固溶，因此會大量產生前述固溶Ν， 為了減少表面瑕疵之產生量而進行良好的壓延，必須減少 在前述溫度區域下的固溶1^量。 此外，還發現為了提升在熔鋼中容易作為氧化物而消 耗之Μη作為MnS的成品率、以及Β作為bn的成品率，因而 提升切削性及熱軋性，並且為了提升切削性與抑制連續鑄 造用滑動喷嘴之板狀耐火物的熔損，必須減少鋼中之Mn〇 生成量。 本發明係根據以上發現而作成者，要旨如以下所示。 (1)一種製造性優異之快削鋼，係以質量％計，含有. C ： 0.005' -0.2% ; Si ： 0.001 〜0.5% ; Μη :0.3、 -3.0% ; Ρ ： 0.001- -0.2% ; S ： 0.30 — 0.60% ; Β ： 0.0003〜0.015〇/〇 ; 0 ： 0.005； 〜〇.〇 12% ; Ca : 0.0001 〜〇 〇〇1〇0/〇 ;及 A1^0.01〇/〇 , 且N含量為 N g 0.0020%且滿足 i ·3xB — ο·〇 100 g N 幺 i 3 xB + 0.0034，而剩餘部分由Fe及無法避免之雜質所構成， 1363804 又，關於鋼中之MnO，在與销材之壓延方向呈直角的截面 中’投影面積當量直徑為〇.5μπι以上之MnO的面積相對於全 Μη系夾雜物之面積為15%以下。 (2) —種製造性優異之快削鋼，係如（1)之鋼，關於以 5 MnS為主成分之硫化物，在與鋼材之壓延方向呈直角的截 面中，投影面積當量直徑為0.1〜0·5μηι者之存在密度為 10000個 /mm2 以上。 (3) 如（1)或P)之製造性優異之快削鋼，係以質量計，含

有： 10 V :0.05〜1.0%;

Nb : 0.005〜0.2% ;

Cr : 0.01 〜2.0% ;

Mo : 0.05〜1.0% ; W : 0.05 〜1.0% ; 15 Ni : 0.05〜2.0% ;

Cu : 0.01 〜2.0% ;

Sn : 0.005〜2.0% ;

Zn : 0.0005 〜0.5% ;

Ti : 0.0005〜0.1% ; 20 Zr : 0.0005〜0.1% ;

Mg : 0.0003〜0.005% ;

Te : 0.0003〜0.2% ;

Bi : 0.005〜0.5% ;及 Pb : 0.005〜0.5% 10 1363804 之1種或2種以上。 圖式簡單說明 第1圖係顯示直進切削試驗方法的概念圖，第1(a)圖係 俯視圖，第1(b)圖係平面圖。 5 第2圖係顯示長方向旋削試驗方法與加工面粗糙度良 劣的概念圖，第2(a)圖係平面圖，第2(b)圖係加工面（進刀記 號)放大圖。 第3圖係顯示EMPA之MnO測定例的光學顯微鏡照片。 第4圖係顯示本發明例之以MnS為主成分之硫化物的 10 照片，第4(a)圖係TEM複製試樣照片，第4(b)圖係光學顯微 鏡照片。 第5圖係顯示比較例之以MnS為主成分之硫化物的照 片，第5(a)圖係TEM複製試樣照片，第5(b)圖係光學顯微鏡 照片。 15 第6圖係以800個切削後之長方向旋削加工面粗糙度顯 示因MnO所產生之切削性變化的圖。 第7圖係顯示發明例與比較例之長方向旋削之加工面 粗糙度一熱軋性平衡的圖。 第8圖係鑄片厚度之1/4深度位置的說明圖。 20 【實施方式】 實施發明之最佳型態 本發明係在比起強度特性更要求切削性之低碳快削鋼 中，不添加Pb而添加B並使BN析出，以藉此提升切削性者， 關於鋼成分組成，特別藉由滿足適當關係之B與N而進行添 11 1363804

加，以提升切削性與熱軋時之延展性，並且藉由降低鋼中 MnO，以提升切削性與連續鑄造時之注入量控制用耐火物 的壽命，而完成發明者。此外，本發明係細微分散鋼中MnS 系夾雜物而提升切削性者。以下說明本發明所規定之成分 5 組成與該等之限定理由。 〔C〕0.005〜0.2% 由於C係與鋼材之基本強度以及鋼中之氧量有關係，因 此會對切削性帶來很大的影響。若添加太多c而提高強度， 則會使切削性變低，故將其上限設為〇 2%。另一方面，若 10單純以吹製過度降低c量，不僅會提高成本，還會無法進行 因C而引起的去氧’使得鋼中氧量大量殘留而成為小孔等不 良情況的原因。因此，將C量下限設定為可易於防止小孔等 不良情況之0.005%。 〔Si〕0.001 〜〇 5〇/〇 過度添加Si會產生硬質氧化物而降低切削性，但適度 的添加可使氧化物軟質化，而不會降低切削性。其上限為 .5/〇’在β玄上限以上就會產生硬質氧化物❶若小於〇 〇〇ι〇/〇， 則氧化物會難以軟質化並且工業上的成本會增加。 〔Μη〕〇.3〜3.〇〇/0 2〇 病要Μη來將鋼中之硫固定、分散為MnS。又，為了使 銅中氧化物軟質化、使氧化物無害化，Μη也為必需品。其 蚨果與添加之S量有關，若小於0.3%，則無法將添加S充分 地固定為MnS，S會成為FeS而變脆《若Μη量太多，則底鐵 硬度會變大而降低切削性或冷札加工性，故以3 〇%為上 12 1363804 限。 〔P〕0.001 〜0.2% 由於P在鋼中會使底鐵之硬度變大，不僅是冷軋加工 性，熱軋加工性或鑄造特性也會變差，因此必須使其上限 5 為0.2%。另一方面，P也是具有切削性提升效果的元素，故 將下限值設為0.001%。 〔S〕0.30〜0.60% S係與Μη結合而作為以MnS為主成分之硫化物而存 在。以MnS為主成分之硫化物雖可提升切削性，但延伸之 10 以MnS為主成分的硫化物也是產生鍛造時之異方性的原因 之一。應避免較大的以MnS為主成分之硫化物，但從提升 切削性的觀點來看，宜多量添加。因此，宜使以MnS為主 成分之硫化物細微分散。為了提升不添加Pb情況之切削 性，必須添加0.30%以上。另一方面，若S添加量過多，則 15 不僅無法避免粗大之以MnS為主成分的硫化物產生，還可 能因為FeS等所引起之鑄造特性、熱變形特性變差而在製造 中產生裂痕。因此上限設為0.60%。 〔B〕0.0003〜0.015% B若作為BN而析出，則具有提升切削性的效果。特別 20 是與以MnS為主成分之硫化物複合析出而細微分散於基質 中，效果可更顯著。該等效果在含量小於0.0003%時不夠顯 著，而添加量大於0.015%時，則會在熔鋼中與耐火物產生 激烈反應，而在鑄造時增加耐火物的熔損，會明顯損害製 造性。因此，將範圍設為0.0003%〜0.015%。 13 由於B容易形成氧化物，故若炫鋼中之溶存〇較高，則 會作為氧化物而消耗，可能會減少可提升切削性之BN量。 藉由添加Ca而可某種程度地減少溶解氧（自由氧)後，藉由 V加B，升實質上成為bn之B置的成品率，可有效地提升 切削性。 〔0〕0.005〜0.012% 當〇不成為氧化物而單獨存在的情況下，在冷卻時會成 為氣泡，而成為小孔的原因。因為硬質氧化物的產生，也 可能成為切削性惡化或瑕疲的原因，因此需要進行控制。 此外，Ο可能會使為了提升切削性而添加之Mn、b在溶鋼中 成為氧化物而消耗’減少成為MnS之Μη及成為ΒΝ之Β量而 影響切削性。若Ο量小於0.005%，則會產生以稱為Sims之II 型形態之MnS為主成分的硫化物，而使切削性變差。此外， 容易在溶鋼中引起去硫反應，而無法進行穩定之S添加。因 此，將下限設為0.005%。若〇量大於0.012%，則熔鋼中容 易產生Μη、Β之氧化物，減少實質上成為MnS之Μη及成為 ΒΝ之Β而使切削性變差，更大量產生硬質氧化物而增加瑕 疫產生量。此外，由於耐火物炫損也會變激烈’因此以 0.012%為上限。而進行Ο之控制必須添加Ca。 〔Ca〕0.0001 〜Ο·〇〇1〇〇/0

Ca為去氧元素’可控制鋼材中之溶解氧（自由氧）量， 使容易形成氧化物之Μη、B的成品率穩定，更可抑制硬質 氧化物的產生。又，若為微量，則可產生軟質氧化物’具 有提升切削性的效用。若小於0.0001%，則全無前述效果’ 1363804 若大於0.0010%，則因為產生多量的軟質氧化物，而會具有 凹凸而附著於工具刀刃，因此不僅加工面粗糙度會變得極 端不良，也會大量產生硬質的氧化物’更會使切削性或熱 延展性變差。所以，規定成分範圍為0.0001〜0 〇〇1〇%。 5 ( Al] Al^O.Ol% A1為去氧元素，會在鋼中產生Μα或A1N。但是，Μα 為硬質，故在切削時會成為工具損傷的原因而促進磨損。 又，因為形成A1N而會減少用以形成BNiN，使得切削性變 差。因此，使之為不會大量產生八丨2〇3或A1N之〇.〇1 %以下。 10 〔N〕N滿足NS0.0020%且1.3xB —O.OlOOgNgi 3χΒ + 0.0034 N與B結合而產生BN，可提升切削性。BN係可提升切 削性的夾雜物’藉由細微地高密度分散可明顯提升切削 性。質置比為B . N = 10.8 : 14(= 1 : 1.3)之化學計量比，可 15剛好使B與N進行化合而形成BN。BN對於鋼具有溶解度’ 隨著鋼材溫度上昇，溶解度會變大，而增加固溶N量。在壓 延溫度區域（800〜1100。〇固溶之N量較多的情況下，會成 為壓延瑕疵的原因，故須限制為一定量以下之固溶N量，且 必須配合B添加量來控制添加於鋼材之N量。因此，N量若 20 相對於可剛好與B結合之N量（1.3xB)超過+ 0.0034%時，壓 延瑕疵的發生會變明顯，故上限設為1_3χΒ + 0.0034以下。 另一方面’添加之N量過少時，BN生成量會減少。相對於B 量之N量若相對於可剛好與B結合之N量（1.3xB)小於一 0.0100%’則無法得到提升切削性所需之BN量，因此將下 15 限設為UXB-0.0100%以上。又，當N量小於〇 〇〇2〇%時， N之絕對4不足’在鋼中擴散至B存在處的距離變大，因此 P使為化予。十里比之\添加量也無法產生足夠的BN。所 以’必須確保為議2〇%以上。藉由以上為了兼顧製造性 5 ”刀肖Π生N含有量必須滿sN^G GG2G%、且ΐ 綱〇 1·3χΒ + 〇·〇〇34。 〔ΜηΟ〕投影面積當量直徑為〇 5μιη以上之Μη〇的面積 相對於全Μη系夾雜物之面積為15%以下 Μη係與氧之親和力強的元素，在熔鋼中存在有一定量 10之溶解氧（自由氧)存在下，無法避免地會形成Μη〇。Μη〇 係比較之下為低熔點、軟質的夾雜物，其非如八12〇3等硬質 夾雜物般會引起明顯工具磨損等切削性變差者。但是，若 ΜηΟ增加，則成為MnS之]VIn量會減少，而妨礙MnS之細微 分散，因此使切削性變差。此外，在產生大量MnO的環境 15下’熔鋼中之溶解氧（自由氧）為高濃度，因此B氧化物的生 成量也會增加’產生為BN之B的量會減少，而使切削性更 加惡化。又’成為MnS之Μη減少，因此無法以高溫固定S， 會產生多數的FeS而使熱延展性變差。 此外，因熔鋼中之ΜηΟ而使得連續鑄造用滑動喷嘴之 2〇 板狀耐火物的熔損變得激烈，明顯地使製造性變差。在與 鋼材壓延方向呈直角之截面中，投影面積當量直徑為〇.5μηι 以上之鋼中ΜηΟ的面積若大於全Μη系夾雜物之面積的 15%，則切削性、製造性會明顯變差，故為了得到良好切 削性及製造性，鋼中Μ η Ο須在全Μ η系夾雜物中之15 %以下。 16 1363804 若MnO之投影面積當量直徑為〇 5μπ1以下，其面積比率 極小，因此消耗於ΜηΟ之Μη量也只有一點點，所以不會對

MnS生成量帶來太大影響。因此，規定為投影面積當量直 • 徑〇.5μιη以上者。 ' 5 在此，說明本發明所稱之ΜηΟ的定義以及面積之測定 * 方法。 關於Μη〇通常除了 ΜηΟ單獨存在以外，也有與其他氧 化物結合而存在者，在本發明中，將以下列方法測定者定 • 義為ΜηΟ,並求出面積。 10 藉由ΕΡΜΑ之ΜηΟ測定例如第3圖所示。從與鋼材壓延 方向呈直角之截面的直徑1/4深之位置開始切下，以電子 探針微量分析器（ΕΡΜΑ)對於埋入樹脂進行研磨後之試驗 片’進行1視野為200μηιχ200μιη之20視野以上的測定。由於 鋼材之底鐵12中的Μη013係以包含在以MnS為主成分之硫 15 化物14中的狀態所存在，故以ΕΡΜΑ進行之元素面分析中， 將Μη與0重疊的部分作為ΜηΟ，並求出其面積。 ® 全河!1系夾雜物係指鋼中與Μη化合之夹雜物全部的總 稱’係以後述之以MnS為主成分的硫化物、ΜηΟ單獨的氧 • 化物、及ΜηΟ與其他氧化物結合的氧化物全部為對象者。 . 20 由於全Μη系夾雜物也以ΕΡΜΑ進行元素面分析而固定並進 行面積測定，故相對於前述測定後之全Μη系炎雜物面積， 求出上述所測定之ΜηΟ面積之比率。 為了降低ΜηΟ生成量，可藉由減少LF前之溶鋼中的溶 解氧（自由氡）濃度而達成。宜使該溶解氧（自由氧）濃度為 17 1363804 200PPm以下，但是，若過度減少，會在金屬/鋼塊間進行 去硫反應’而難以在鋼中確保用以維持切削性之s，故必須 充分考慮’宜使其為150ppm以上。關於溶解氧（自由氧)控 制方法，在LF處理前進行事前去氧較為有效。而關於自由 5氧之控制，必須添加Ca，但除此之外，單獨或複合地添加 Si、A卜Ti、Zr、Mg等也可達成效果。 〔以MnS為主成分之硫化物分散〕投影面積當量直徑 0· 1〜0·5μηι之存在密度為10000個/ mm2以上 以MnS為主成分之硫化物係可提升切削性之夾雜物， 10藉由細微且高密度地分散可明顯提升切削性。特別在如長 方向旋削般地一面在加工面形成稱為進刀痕之突起部，一 面進行之切削方法時，刮痕的有無會大幅影響突起部之高 低’亦即加工面粗糙度，但以細微之高密度分散的wMnS 為主成分之硫化物’使鋼材均質化以使鋼材之斷裂性良 15 好，可減少刮痕並使加工面粗糙度良好。對於提升藉由〇A 機器之轴等長方向旋削而進行切削之零件的加工面粗糙 度，更為有效。為了發揮前述效果，需要10000個/mm2以 上之存在密度，且前述尺寸須為投影面積當量直徑0.1〜 0·5μιη。通常以MnS為主成分之硫化物分布係以光學顯微鏡 2〇 進行觀察，並測定其尺寸、密度。前述尺寸之以MnS為主 成分的硫化物無法以光學顯微鏡之觀察進行確認，藉由透 射型電子顯微鏡(TEM)才能進行觀察。在光學顯微鏡觀察下 之尺寸、密度並無差別，但以TEM進行觀察即可認出明確 差異之尺寸的以MnS為主成分之硫化物，本發明係對其進 18 1363804

行控制，藉由使存在形態數值化而達成與習知技術產生差 別的目的。為了使超過前述尺寸之wMnS*主成分的硫化 物以10000個/mm2以上的密度存在，必須添加超過請求項 之範圍的大量S，但是多量添加也會使存在多數粗大的以 5 MnS為主成分之硫化物的機率大增，因而增加熱軋時之瑕 疵產生率。在申請專利範圍之S添加量下，若以MnS為主成 分的硫化物超過前述尺寸，則以MnS為主成分之硫化物的 量會不足而無法維持提升加工面粗糙度所需之密度。又， 小於最小徑Ο.ίμιη者實質上並無法影響切削性。因此，使投 10影面積當量直徑〇·1〜〇.5μιη之以MnS為主成分的硫化物的 存在密度為10000個/mm2以上。前述以MnS為主成分的硫 化物可成為難以在基質中均一細微分散之8]^的析出核，藉 此可使BN均一細微地分散，而可使bn之切削性、特別是加 工面粗糙度提升效果更加顯著。 15 另外’以MnS為主成分的硫化物不僅是指純粹的

MnS ’也包含Fe、Ca、Ti、Zr、Mg、REM等之硫化物與MnS 固溶或結合而共存之夾雜物，或是wMnTe般的s以外之元 素與Μη形成化合物而與Mns固溶、結合共存的夾雜物，或 是以氧化物為核而析出的上述夾雜物，亦即化學式可表示 2〇為(Mn，X)(S，Y)(在此’ X : Μη以外之硫化物形成元素，Y : S以外且與Μη結合之元素）的夾雜物，係總稱Μη硫化物系夹 雜物者。 為了得到以MnS為主成分之硫化物的尺寸、密度，使 含有之Μη與S的比Mn/S為1.2〜2.8，可更有效果。 19 1363804 此外，為了更有效地產生細微的aMnS為主成分之硫 化物，可控制凝固冷卻速度範園。當冷卻速度小於10°C// min時，凝固會過慢而析出之以1^“為主成分的硫化物會粗 . 大化，難以細微地分散，而冷卻速度超過100°C/min時， . 5所產生之細微的以MnS為主成分之硫化物的密度會飽和， ' 使鋼片硬度上升而增加產生裂痕的危險。因此，鑄造時之 - 冷卻速度宜為10〜10(TC/min。為了得到前述冷卻速度， 藉由將鑄模截面大小、鑄造速度等控制為適當的值，即可 # 輕易達成。此可一併適用於連續鑄造法、造塊法。 10 在此所稱之凝固冷卻速度係指第8圖所示’依箭號所示 之鑄造方向15而鑄造之鑄片16的橫截面17中，鑄片之厚度 (L)的1/4深度位置18(參照第8(b)圖）中從液相線溫度至固 相線溫度的冷卻時之速度。冷卻速度係由凝固後之鑄片厚 度方向凝固組織的二次枝狀晶臂間隔’藉由下列式而計算 15 求出。

在此，Rc :冷卻速度(°C/min)，λ2 :二次枝狀晶臂之 20 間隔（μηι)。 亦即，由於二次枝狀晶臂間隔會因為冷卻條件而產生 變化，故藉由測定其而確認所控制之冷卻速度。 接著’說明任意添加選擇元素之規定理由。 〔鋼材強化元素〕 20 〔V〕0.05〜1·〇0/0 V會形成碳氮化物，藉由二次析出硬化可強化鋼。 量t於G._纽達成“度化的效果，而若添加量大於 則會析出^錢化物，反而有損機械 以此為上限。 M 又 〔Nb〕0.005〜〇.2〇/0

Nb也會形成碳氮化物，可藉由二次析出硬化而強化 鋼。含量小於請5%則無高強度化的效果，添加超過〇2% 10 則會析出過多的碳氮化物，反而有損機械性性質，因此以 此為上限。 C Cr] 0.01 — 2.0% &係提升淬火性，賦予回火軟化阻力的it素。因此， 可添加於需要高強度化的鋼。此時，需要添加〇〇ι%以上。 但是，若多量添加，則會產生Cr碳化物而脆化，故以2〇% 15 為上限。 〔Mo〕〇.〇5〜ι·〇% Μ〇係可賦予回火軟化阻力並且提升淬火性的元素。若 小於0.05%則沒有效果，但超過厲效果也會飽和故以 0.05%〜ΐ·〇%為添加範圍。 〔W〕〇.〇5〜ι 0〇/〇 啊形成錢化物，藉由二次析出硬化而使鋼強化。 小於0.05%則無㊅強度化的效果，超過丨_彳會析出過多的 兔氮化物反而有損機械性性質，故以此為上限。 〔Ni〕0.05 〜2.0% 21 1363804

Ni可強化肥粒鐵，使延展性提升並且提升淬火性，對 於提升抗蝕性也有效。若小於0.05%則無效果，但若超過 2.0%則在機械性性質上來說，效果會飽和，故以此為上限。 〔Cu〕0.01 〜2.0% 5 Cu可強化肥粒鐵，對於提升淬火性、提升抗蝕性也有 效。若小於0.01 %則無效果，但若添加超過2 〇%則從機械性 性質觀點來看，效果也會飽和，故以此為上限。特別地， 會使熱延展性變差，容易成為壓延時瑕疵之原因，故宜與 Ni同時添加。 10 〔藉由脆化而提升切削性之元素〕 〔Sn〕0.005〜2.0%

Sn可使肥粒鐵脆化而延長工具壽命，並且具有提升表 面粗縫度的效果。若小於0.005%則無效果，而即使添加超 過2.0%，其效果也會飽和，故以此為上限。 15 〔 Zn〕0_0005〜0.5%

Zn可使肥粒鐵脆化而延長工具壽命，並且具有提升表 面粗縫度的效果。若小於0.0005%則無效果，而即使添加超 過0.5% ’其效果也會飽和，故以此為上限。 〔藉由去氧調整而提升切削性之元素〕· 20 〔 Ti〕0.0005〜0.1%

Ti為去氧元素，可控制鋼中之氧量，使容易形成氧化 物之Μη、B的成品率穩定。又，若為微量則可產生軟質氧 化物’具有提升切削性的效果。若含量小於0 0005%，則全 無效果’在0.1%以上則會大量產生多量的硬質氧化物，此 22 外，不形成氧化物而固溶之Ti會與N化合而形成硬質的 TiN ’而降低切削性。因此，規定成分範圍為〇⑻〇5〜〇 1%。

Ti因為形成TiN而會消耗形成BN所需之Νβ因此，丁丨添加量 宜在0.01%以下。 C Zr) 0.0005-0.1%

Zr為去氧元素，可控制鋼中之氧量，使易形成氧化物 之Μη' B的成品率穩定。又，若為微量則可產生軟質氧化 物，具有提升切削性的效果。若含量小於〇 〇〇〇5%，則全無 效果，在0.1%以上則會大量產生硬質氧化物，因此會產生 凹凸而附著於工具刀刃，所以不只加工面粗糙度會極度惡 化，也會大量產生硬質氧化物，更降低切削性。因此將成 分範圍規定為0.0005〜0.1〇/。。 〔Mg〕0.0003〜0.005%

Mg為去氧元素，可控制鋼中之氧量，使易形成氧化物 之Μη、B的成品率穩定。又，若為微量則可產生軟質氧化 物，具有提升切削性的效果。若含量小於〇 〇〇〇3%，則全無 效果’在0.005%以上則會大量產生多量的硬質氧化物，因 此會產生凹凸而附著於工具刀刀，所以不只加工面粗糙度 會極度惡化，也會大量產生硬質氧化物，更降低切削性。 因此將成分範圍規定為0 〇〇〇3〜〇 〇〇5〇/。。 〔硫化物形態控制及工具—鋼材間之潤滑而提升切削 性的元素〕 〔Te〕Te : 0.0003〜0.2%

Te係提升切削性元素。又，可產生MnTe或與MnS共存 1363804 而可降低MnS之變形能，有控制]^1^形狀延伸的作用。因 此係可減少異方性的元素。在含量小於〇 〇〇〇3%時不會呈現 前述效果，若含量大於0.2%時，則不僅效果會飽和，熱延 展性會降低而容易成為瑕疵的原因。 5 〔 Bi〕0.005〜0.5% Βι係提升切削性的元素。小於〇〇〇5%時不會屐現前述 效果，即使添加超過0.5%，切削性提升效果也會飽和，而 且熱延展性會變差而容易成為瑕庇的原因。 〔Pb〕0.005〜0.5% 1〇 Pb係提升切削性的元素。小於0.005%時不會展現前述 效果，即使添加超過〇 5%，切削性提升效果也會飽和，而 且熱延展性會變差而容易成為瑕疵的原因。 實施例 15 藉由實施例說明本發明之效果。表1〜4所示之實施例1 〜72的發明例鋼，以27〇t轉爐熔製後，進行鑄造使凝固 冷卻速度為4〜18。(：/min。其中分別鎿造成實施例1〜8之 。月求項1的鋼種、及62〜72之請求項6鋼種的凝固冷卻速度 為1〜7 C/min，實施例9〜61之請求項2〜6鋼種的凝固冷 20卻速度為U〜85°C/min。表5〜6所示之實施例73〜102之 比較例鋼係以270t轉爐熔製後，進行鑄造使凝固冷卻速度 為4〜7°C/min »發明例、比較例皆將27〇t轉爐材分塊壓製 成鋼胚後’壓延成φ9.5。將前述φ9.5mm壓延材進行拉線至 98mm而作為試驗材。在壓延前從鋼胚及18〇mm角鑄造材採 24 1363804 取拉伸試驗片作為熱延展性評價用。另外，凝固冷卻速度 之調整係藉由鑄模截面之大小或鑄造速度之控制來進行。 材料之切削性係以表7所示條件之鑽孔試驗、表8所示 條件之直進切削試驗、表9所示條件之長方向旋削試驗為代 5表的3種切削方法來進行評價。鑽孔試驗係以可切削至累積 孔穴深度1000mm之最高切削速度(所謂的Vli〇〇〇，單位： m/min)來評價切削性的方法。直進切削試驗係以高速度鋼 之抵切工具轉印工具形狀（構成刀刃形狀）而評價加工面粗 糙度的方法。前述實驗方法之概要如第1圖所示。實驗中， 10以觸針式粗链度計測定加工200溝時之加工面粗糙度，將1〇 點表面粗糙度Rz(單位：μηι)之作為顯示加工面粗糙度的指 標。長方向旋削試驗係將超硬工具1沿長方向之方向送，並 且依切削方向3切入試驗片2之鋼材外周的切削方法，與直 進切削一樣，係以工具形狀之轉印反覆測定表面粗糙度測 15定面4之加工面粗輪度而進行評價的方法。前述實驗方法之 概要顯示如第2圖。本方法係使試驗片2旋轉，並且將超硬 工具1沿著s式驗片2進刀（〇.〇5mm/rev)，以預定之切割量 6( 1 mm)進行切削（切削速度80m/ min)，一面於加工面7形成 稱為進刀痕5之突起部一面進行，而形成表面粗糙度測定面 20 8的切削方法，因刮痕而產生之惡化9的有無會影響突起部 之高低，而成為有刮痕面之粗糙度(理論粗糙度+刮痕）1〇。 亦即，會成為加工面粗糙度而對於良好面之粗糙度(理論粗 縫度）11產生很大景>響（參照第2(b)圖）。若無刮痕則會成為與 理論粗糙度相近之值，但若產生刮痕，則粗糙度就會隨之 25 1363804 而降低（變差）。細微且高密度分散之以MnS為主成分的硫化 物藉由使鋼材均質化，可減少刮痕而使加工面粗糙度良 好，本方法係可明顯顯示高密度地分散之以MnS為主成分 之硫化物的效果的方法。又，由於本方法也可顯著地表示 5出因多量切削後之工具磨損而引起之工具凹凸轉印所影響 的加工面粗糙度良否，故實驗係在工具磨損進行後之狀態 下可評價切削性之差的800個切削後加工面粗糙度來進行 評價。加工面粗縫度係以觸針式粗縫度計進行測定，將10 點表面粗糙度Rz(單位：μηι)作為顯示加工面粗糖度之指 10 標。關於切屑處理性’以切屑弧度之半徑較小者、或被切 斷者較佳’記為〇。即使圈數較多，曲率半徑較小者、或 曲率半徑雖較大但切屑長度未達1 〇〇mm者也為良好，記作 〇。切屑超過20mm且曲率半徑為3圈以上連續捲曲而延伸 較長的切屑為不良，記作X。 15 關於鋼材中之MnO，在與鋼材之壓延方向呈直角的截 面上，投影面積當量直徑為〇_5μπι以上者之面積比率測定， 係從(p8mm拉線後之壓延、拉線方向呈直角之截面的直徑i /4深度位置切下，對於埋在樹脂而研磨後之試驗片以電子 探針微量分析器（ΕΡΜΑ)來進行。測定係將1視野2〇〇pmx 20 200μηι而進行20視野以上，因此將元素面分析所測定之夾 雜物中之ΜηΟ面積相對於全Μη系夾雜物面積之比率而求 出面積率。由於鋼材中之ΜηΟ係以包含在]vinS中之狀態而 存在，故將ΕΡΜΑ所分析之Μη與Ο重疊的面積作&Μη〇之 面積而辨識出MnS。Μη與Ο之重合係以圖像處理來進行。 26 ΕΡΜΑ之MnO測定例係顯示如第3圖。 投影面積當量直徑中之最大徑〇.5μιη、最小徑〇·1μηι尺 寸之以MnS為主成分的硫化物密度測定，係9811^拉線後從 與壓延、拉線方向呈直角之截面的直徑1/4深度位置以抽 出複製試樣法採取，並以透過型電子顯微鏡來進行。測定 係以10000倍將1視野8〇μιη2進行4〇視野以上，並將其換算成 相當於1mm2之以MnS為主成分的硫化物數而算出。 熱延展性係藉由l〇〇〇°c之高溫拉伸試驗斷面縮率之值 來進行評價。斷面縮率若為50%以上，則可進行良好的壓 延，但若小於80%則表面瑕疵很多，須進行壓延後之瑕疵 除去之保養處理的面積較大，無法適用於表面性狀嚴苛的 高級品種鋼。若得到8〇%以上之斷面縮率值，可明顯降低 表面瑕疲的產生’不進行保養也可使用’而可適用於高級 品種。此外’也可削減保養的成本。因此，斷面縮率8〇0/〇 以上之熱延展性為〇，小於80%者為X。 連續鎮造用滑動噴嘴之板狀耐火物的熔損狀況係使用

MgO-C質(MgO=87%，a1203= 10%，C = 3%)作為滑動喷 嘴板之材質，而評價熔損比率。關於熔損比率，係在〇.5μιη 以上之MnO面積相對於全厘11系夾雜物面積為15%時，將耐 火物之熔損比率設為1，將各熔損比率數值化之值。當熔損 比率大於1，則财火物熔損變得激烈，故熔損比率1以下為 〇’大於1則評價為X。實施例1〜72之發明例相對於實施例 73〜102之比較例’鑽孔工具壽命、直進切削及長方向旋削 之加工面粗糙度皆為良好，且熱延展性為8〇%以上之值， 1363804 可得到較低炫損比率之良好製造性。例如實施例卜8之發 明例’藉由取得B、N平衡之添加量來控制n量，以及以添 加Ca來控制0量且Mn〇面積率較低的情況下，切削性不會 變差且可得到較高熱延展性之值與較低炫損比率。又藉 * 5由取得B、N平衡之添加量與較低MnO面積率，可得到非^ ^ 良好的切削性。如實施例9〜18、及5 6〜5 9，細微之以M n s _ 為主成分的硫化物密度滿足請求項2時，加工面粗糙度、特 別是長方向旋削時之值可更為良好。即使在如實施例19〜 ® 55、及6〇〜72般添加請求項3〜6之任意添加選擇元素者 10中，也可得到良好的加工面粗糙度與製造性。其中，微量 添加已知為快削元素Pb之實施例47、52、60、62〜67，他 - 微_ 量添加同樣為快削元素之Te&實施例45、48、50、53、61 68、69，夠添加兩元素之55、70〜72中，也可得到 良好的熱延展性與切削性。 15 相對於上述，由於比較例皆以較小的凝固冷卻逮度進 行鑄造，故細微之以MnS為主成分的硫化物密度變小，全 # 面性地顯示出較差的切削性，特別是長方向旋削之加工面

粗糙虞為較差之值，即使相對於以同樣程度之較小凝固冷 卻速度所鑄造之實施例1〜8的請求項1發明例，由於化學成 20分葬本發明之範圍内’故也顯示出較差之值。例如，如實 -· 施例76厶比較例’在MnO面積率較高的情況下’因為MnS 直、bN黉的減少’加工面粗糖度變成較差的值’而熔損比 里、I? tj 率會成為較大的值。在實施例8〇之比較例中，Mn〇面積率 雖滿足15%以下’但S、Ca量在申請範圍外’故熱延展性為 28 1363804 較差之值。如實施例81之比較例’無添加(^時，無法控制 〇’會產生較多的MnO或硬質氧化物，因此熱延屐性小於 80/◦且炫損比率為較大值’顯示出較差的製造性。此外， 實施例90、91為N量在下限以外的比較例，因為固溶b的增 5加而增加硬度’顯示出較低的熱延展性之值。又，實施例 93係S、N量在上限以外的比較例，由於固溶N增大，故熱 延展性降低而顯示出較差的值。實施例1〇2係Mn〇較高之比 較例’加工面粗糙度、熔損指數皆顯示出較差之值。 第4圖顯示本發明例之以Mns為主成分的硫化物的照 10片，（a)為TEM複製試樣照片，（b)為光學顯微鏡照片。第5 圖顯示比較例之以MnS為主成分的硫化物的照片，（a)為 TEM複製試樣照片，（b)為光學顯微鏡照片。如上述之發明 例與比較例中’（b)之以光學顯微鏡的觀察之下，沒有太大 差別的以MnS為主成分之硫化物尺寸、密度，在(a)之TEM 15複製試樣觀察中，可明顯看出尺寸、密度的明確差異。 第6圖係以8〇〇個切削後之長方向旋削加工面粗糙度為 例’顯不MnO面積率之切削性變化。多量切削時之工具磨 損進行下’ Mn〇面積率>15%情形會變明顯，工具磨損產 生之凹凸轉印所左右的加工面粗糖度優劣，以此處為界線 20 而明顯地表現出來。 第7圖顯示發明例與比較例在長方向旋削之加工面粗 縫度一熱延展性平衡。發明例之加工面粗糙度良好，熱延 展性也在80%以上之良好領域。比較例則係加工面粗糖 度、熱延展性均位於不良區域，或是即使熱延展性良好、 29 1363804 加工面粗糙度也為不良之鋼種。 藉由上述，可知取得B量、N量之平衡更可控制MnO量 的發明例，製造性及切削性皆為良好。 1363804

謹 1 Q 0.0008 Λ 0.0012 § ο § d Ί η g o § ο § o o § ο m 〇 O oo c> § O ο δ s 〇 \〇 o o s rj 〇 2 ο ο 2 o 00 o c> rn oo o ε O S ο fQ O 〇 § o ο ο o o s o ο U 2 <D oo o 3； o 〇 jq O £ ο f 1 § c> m g s o o Β ο > 2 d s ο ο ο o 3 < § o § 〇 S 〇 § Ο § o 8 O s ο s d § o § o 8 o § ο 1 ο § Ο I 1 1 1 § § ο 8 ο 8 d s o § o 8 O 8 O 8 O § o 8 O § o s 〇 8 o s o s o § ο s O 8 ci s o § 〇 1 o § o 8 ο 8 ο 8. ο § <=> 1 i ο ΰ 0.0006 0.0003 0.0005 0.0006 0.0004 0.0005 0.0004 0.0003 1 o 1 o 0.0008 1 ο 1 ο 0.0005 0.0002 0.0008 0.0004 0.0002 0.0005 0.0005 0.0004 0.0008 0.0004 0.0002 0.0003 0.0009 0.0003 0.0007 0.0005 I o 1 o 0.0005 I o 1 o 0.0004 0.0003 0.0003 0.0003 0.0003 I o I o 0.0005 0.0005 0.0003 0.00Μ 0.0003 0.0003 ο 0.0088 | 0.0091 | 0.0119 | 0.0088 1 0.0106 i 0.0094 0.0084 0.0091 0.0105 0.0109 0.0110 0.0108 0.0081 0.0087 0.0084 0.0095 0.0084 0.0091 0.0086 0.0088 0.0110 0.0087 0.0094 0.0088 0.0089 0.0114 0.0086 0.0092 0.0088 0.0085 0.0077 1 O gg 8 o 0.0110 0.0076 0.0090 0.0074 0.0089 0.0081 0.0103 0.0109 0.0106 0.0082 0.0097 0.0112 0.0112 0.0102 cc 0.0075 1 0.0101 | 0.0085 | 0.0110 1 0.0148 | 0.0129 | 0.0003 ' 0.0067 ! 0.0128 0.0142 画 0.0097 0.0089 0.0108 0.0090 0.0074 0.0004 0.0112 0.0140 0.0079 0.0142 0.0112 s | 0.0101 0.0091 0.0072 0.0080 0.0110 0.0080 0.0122 0.0088 0.0118 0.0083 0.0138 0.0110 0.0101 0.0101 0.0098 0.0098 0.0105 0.0125 0.0086 0.0092 0.0080 0.0062 0.0100 0.0092 (/) o «Τι 〇 I 1 I § d> 1 o c> ο ο ο ο 9 ο ο Ό ΡΟ Ο Qi o' ο ο ο o' O o o o o o S o 9 c> o o c5 5 o o K o o i? o 5 o 1 ο Ο ο ο Μ Ο α- s § 1 〇 1 〇 § c5 s d c> § o S o i O s o g c> § ο 1 § I ο ε ο 1 § g Ο i § § ο S § 1 ο i O 1 o 00 § i c> 1 1 c> I d § O i O fN 〇 i O 〇s o g i ο m S O 1 o I § g o o § o g ο § ο I ο 8 ο g § I ο c S 00 2 Ρΐ S s. 〇 3 § 3 ο ο So ο ο § ο § § 5 § P <d> & C) So C> c> c> o § & o 5 § p p n z o rj s o 3： ο 函 ο 3 § O 碧 〇 § 〇 § ο i O § ο § o’ § o 義 o o § o § ο g ο TO S § CJ § ο § ο § ο 碧 ο § ο § ο § c> § O § o § o § O § c> § 〇 § O § o § o § o § O g 〇 § ο § o 8 d § O § o § o § o § d § C5 § d § c> § ο § ο u o s o § 〇 i ο g c> § o § ο § o § o g d g o § o 3 ο i ο 1 ο § ο g ο § ο Μ ο S d i 〇· § ο S 5 § o i o O' s o 1 o 5 o I c> s o S o g o 1 § i § i § 塞 ο 1 o S O § o § o i o % o w> s Ο Ο S ο § ο g ο § ο 8 ο 1關關關關關關關關關關關關關關關關關關關關關關 1 憝 翳 翳 菪 窓 i 翳 憝 鬆 f 1 翁 翳 1 窓 1 S 菪 i 1 =ΪΝ 菪 1 =Sv =S\ 爵 i 鬆 S5\ 菪 憝 i i s=< ϋ sK 翳 =Sn 蓉 SSn 截 i 1 ϋ i 瘛 1 霞 - ΓΊ r^i ο 00 O' o r**i 2 Ό Γ- οο 2) Ά ΧΓί <N s〇 (N rs QO (N «^1 en m Ό $ oo f**. 〇· 5 1363804

I yi 孝>一】一 ^Z0»>g _ la;s !zos.lta: _Myw Avii^ tp.ow震

Js !i d.os.£ft |&!震 es.?M-qM'a i^isi ai—1 liiiagiliΏΜϋι^ii^i aHili-a^iil —ill _ili ^1 圓—aHili 1—圏 _ii _ii- n 1 laJi

I H'-'wl.qlali 顚 yw 1 | 1 1 〇 〇 〇 〇 〇 〇 0 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 ο 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 義 〇 〇 〇 d 〇 〇 d 〇 〇 a 〇 o 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 Ό ο ο 〇 〇 ο 〇 〇 o ϋ 〇 〇 ϋ ο Q ο 0 δ ο ο ο Ό 0 Ο Ο ο O 卜 5 o 〇 o o ΙΛ § En O s O ο O Ώ ο P! ο o ΓΟ G5 i o o ss O C5 S ο s ο I ο ο r*) s O s O 吞 ο I Ρ； ο 汔 ο 菩 ο 实 ο ο §ί ε ο 沄 ο ο 汔 ο 3 ο 3 ο 沄 ο ο ΓΛ ο 1 o o d ϋ 〇 〇 o 〇 〇 o 〇 〇 □ ο 〇 d 〇 〇 〇 〇 d d 〇 〇 〇 〇 Ό a o 〇 ο 〇 〇 ο ό Q ο ο ο ο ο ο 0 0 Ο ο ο i S σ\ O 5： O si 〇·> S t 〇\ ο s Ov οο 5? oo Ό r»S σ\ a w> 5： 00 sC 卜 卜 s〇 S3 ο «Λ όο 00 ο ρη οο O S 卜 On 5? SO 〇\ ο t e-i s s γΛ S3 对 t r^t Si i <Ν Ρ»Ί ύ ο S3 00 〇> wi 0C s c s 1 m 3 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 0 〇 〇 〇 〇 〇 〇 0 〇 〇 〇 ο 0 〇 Ο 0 〇 〇 〇 〇 0 〇 o 〇 〇 〇 0 〇 〇 〇 〇 〇 Ο 〇 〇 〇 〇 1 I ί Ό 00 00 <5 s •Λ \ύ VC Ό oo 00 00 Pi ττ 00 00 en m 00 2 fS irj £ 00 § ί; ρ 00 〇·> •Λ Ό <3 oo s s O •Λ 〇· vd σ\ § § «/1 ο ο O' Ο <Ν >〇 2 σ' νβ 00 ν〇 § 00 «Λ i y m o s ON 卜 <N »/S o Γ<ΐ fS wS s s 00 cK O' e> μ § £ 3 § rs θ' s〇 00 § K On On v〇 ρ κ Ο m· 〇\ S 5 οο so ν© a s s g m 2 5 S g s § s m 荖 00 5 § 5 2 s S S 2 § S oo m s § s 1 S s S S S ΙΛ § S ξ § § 〇\ || si r*i m CK s ν〇 00 σ； tN «· 00 s o wS (N s 00 m wS s fN O s fN O' § ίΝ σ( 1^1 ν〇 § 卜 oo 2 00 ο £ Ό 00 S s〇 Ο ο r- ο V) 00 〇Ν 令 5 〇\ σ： u Is 次 Q! in 1 1 r- i (N i $ η 8 1 r^i s〇 S3 •Λ 实 ίΝ § IN § 1 1 ΙΛ Κ s〇 S οο 卜 1 s 00 m s QJ s § m I m Κ ΓΠ 3 ΐέ 另 ρ 5； δ Εη 1 ! 1 9 S $ <Ν m S3 «/> (Ν i i 1 睪 1 2 0.0020M).0I32 0.0031 〜0.0165 0.0020〜0.0145 s f i O s〇 0 f 1 o 0.0068〜0.0202 0.0020〜0.0038 0.0020M).0I2I 0.0066^0.0200 0.0085 〜0.0219 00 | ? 1 o' $ ο f § ο 0.0020〜0.0150 〇 f 1 o Ι510Ό-0300Ό 0.0020 〜0.0130 实 8 1 o § o' 0.0046 〜0.0180 S O s o P： 5 I § o 〇\ i f 纪 s O Q 1 I ο 0.0035 〜0.0169 0.0031 〜0.0165 0.0020Μ).0Ι52 0.0020^0.0128 0.0020〜0.0138 0.0043 〜0.0177 0.0020-0.0138 0.0059 〜0.0193 0.0020〜0.0148 0.0053 〜0.0187 守 o f 8 O 0.0079 〜0.0213 t^· 1 I ο 0.003 丨〜0.0165 0.0031 〜0.0165 ο f 1 ο 0.0027--0.0161 F： ο ? 8 ο 0.0063 〜0.0197 菩 ο ? 8 ο 0.0020〜0.0154 0.0020 〜0.0138 0.0020Μ).0115 3 ο 1 9, 8 ο 0.0020 〜0.0154 1 1 2 0.0091 i 0.0133 0.0075 0.0120 0.01 S2 0.0156 0.0030 0.0042 0.0158 0.0170 0.0166 0.0138 0.0139 0.0167 0.0109 0.0101 0.0029 0.0047 0.0168 0.0091 0.0167 0.0139 0.0113 0.0146 0.0121 0.0107 0.0099 0.0151 0.0087 0.0179 0.0129 0.0160 0.0102 0.0167 0.0152 0.0133 0.0152 0.0110 0.0141 0.0148 0.0170 0.0075 0.0141 0.0094 0.0102 0.0137 0.0128 £ 1 S 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 圓 菪 蓉 1 1 愍 1 1 菪 憝 5 憝 1 憝 Ξ; 瘛 憝 瘛 薛 翳 S5 1 1 1 1 ϋ 戀 1 瘛 i 菪 © tev 翳 te\ =5\ 薛 菪 邀 1 菪 =5\ Si SS； 窓 s - (N Μ W"i so 卜 00 O' 〇 = CJ •ο v〇 卜 00 £ a a Ρ! P； 〇〇 f*·» 9 5 1363804

i i | 0.03 0.001 ί 0.01 0.001 0.0013 0.0009 I 0.0008 0.0006 I 0.0005 0.0006 0.0007 0.0006 0.0004 N 0.003 0.002 0.003 0.002 0.001 0.001 0.001 0.005 0.001 1 0.002 1 0.003 cS 0.06 0.10 0.09 0.21 5 ο [ml 0.14 0.12 0.16 〇 0.10 0.12 o 0.10 2 0.09 0,10 o 0.12 0.09 0.09 o 0.12! 0.09 ο rj 0.13 0 〇 Ο 0.10 0.10 u 0.13 1 0.15 0.18 0.69 0.49 1 0.05 1 0.02 > 0.10 0.09 o 0.12 0 < 0.002 1 0.003 1 0.002 1 0.003 1 0.001 1 0.002 1 1 0.002 1 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 1 0.003 1 0.001 [0.001 1 1 0.001 1 0.002 0.001 0.002 0.001 0.001 c3 0.0004 0.0004 0.0005 0.0006 0.0004 0.0006 1 0.0003 1 0.0002 0.0004 1 0.0005 1 0.0005 0.0005 | 0.0005 1 0.0006 0.0003 0.0004 0.0006 0.0005 0.0004 1 0.0003 1 1 0.0003 1 0.0002 0.0004 0.0004 0.0005 o I 0.0089 1 0.0106 0.0099 0.0092 0.0102 0.0103 0.0110 0.0061 0.0086 0.0087 0.0087 0.0090 0.0084 0.0067 0.0098 0.0099 0.0094 0.0096 0.0092 1 0.0093 1 0.0105 0.0096 0.0093 0.0090 0.0088 PQ ：0.0102 0.0132 0.0101 1 0.0114 1 0.0064 0.0092 0.0087 0.0068 0.0105 0.0109 0.0098 0.0090 0.0061 0.0099 0.0101 0.0087 0.089 0.0097 0.0099 0.0092 0.0085 0.0087 0.0101 0.0087 0.0086 CO [Mil 0.44 0.42 Γ〇.45| 0.46 0.37 0.46 0.45 [MU 〇〇 0.35 Γ0.32Π 0.34 o Γ0.40Ί L〇^J 0.49 0.35 r〇39| 0.36 [0.351 Cu 0.045 ο.οόΤΙ 0.097 1 0.058 1 0.101 0.046 [0.074 | 0.065 0.072 0.082 0.084 0.081 0.061 0.061 0.045 0.061 0.058 0.106 0.060 0.061 0.074 0.041 1 0.045 1 0.062 0.051 c ϊ〇 0.99 cn Pi 0.93 o fS Γ〇97| Γ〇99ΐ i〇92l 0.90 § Γ〇94 p 0.94 o 0.94 0.007 0.005 0.004 0.006 '0.006 1 0.005 1 0.007 0.005 0.004 0.003 0.003 0.004 0.003 1 0.005^ 0.005 0.004 0.006 0.006 10.003] 1 0.0051 o.m 0.005 o.m 0.003 0.004 U 0.113 0.080 0.067 0.062 1 0.091 0.102 1 0.039 0.049 0.060 | 0Ό70 | 0.060 0.065 0.069 [0.067 | 0.071 0.080 0.059 0.090 0.080 0.090 1 0.059 1 0.067 0.090 0.091 0.081 1 劍朋 劍删 mmi 劍朋 劉朋 wm\ 劍朋 劍朋 mm\ wm\ IWJ 劍朋 IWJ 劉删 mmi wmi 劍朋 劉朋 劉朋 劉厕 劉删 wm\ K»|J IT： δ 3 So $ $ O F： (N ；〇 u： a Λ ή 3 <〇 Ο άι ώ δ δ ξ a (Λ S Λ ί5 % δ δ 2 乏 a ό z ό > έ Λ £ di 5 乏 Σ > > ± Λ> s i Σ d > ά % £ 岜 lP £ ιΡ ιΡ ρΡ ιΡ ιΡ lP 1 i ϊ I S 1 1 遲 i i i 1 i i i 1 ϊ i ΐ i 震 1 雲 1 i 雲 霉 i =ΪΝ =>> 5 1 1 5 »v 雲 s 1 S C=N < U 1 1 ί 義 1 1 1 1 蜀 1 ii -si 1 1 1 1 S I S 1 1 1 1 S CO 畐 CO s s CO g 揆 <£) 1 ζ〇 i CD s Β CD I ί>~— CD S 逞 cvj i CVJ B OJ i OJ s CD i 1-- CD 1 CD 铎 CD s CD S CO i 辖 CO % »-= CU 1 CD I 缉 CO i 辖 CO g 辖 CO I 鳄 CD i 1 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 o 〇 〇 〇 ο ο Ο 〇 〇 ο 〇 ο 〇 ο ο ο 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 ό 〇 〇 ο ο ο ό Ο 〇 Ο 〇 ο ο Ο Ο o Ϊ 1 ο ΪΪ o οο «ο Ο gg ο οο ι〇 Ο σ\ ο Ά ο <5 g O o 氏 ο Ά ο ο Ρ ο ο Ρ； ο jn ο §8 ο \〇 ο 英 d 英 ο % ο p o ο o 〇 ο Ο 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 Ο ο 〇 Ο 〇 ο o _ 1 1義 m ύ ο 5： 00 i ύ <N 〇〇 p oo o oo s oo «^1 S3 Γ»% g ύ ύ ρ όο Β ο ρ οο ύ r^) S ο ύ (N g Sj 〇 eh 5： 1 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 Ο 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 1 I 1¾ σ\ •Λ 00 sd (Ν Γ-； Ό «Λ § νί (N 々· 00 wS 2 wi 2 m Η 2 ν〇 2 οο 'Ο κ ττ «λ rr ηί= 1 1 θ' s 卜 〇〇 rn θ' •Ο •Ο ρ s p «Λ ΙΛ s s ο 00 〇〇 00 CO κ rn οο νο 00 5 卜· oo 卜’ | !雲 沄 朵 Ρ； 莽 玥 ? ? ? 另 Ρΐ 芪 m 筘 i i ^ 1斑 s i οο 00 P \〇 οο 00 00 〇· r-； «Κ s s (N 00 •ο 5 00 ο £ σ\ οο οο rn σ'· Μ r*) ο oo <> j- 5 | i ^ KTt S i V) | 1 Os m 議 (Ν § 容 E 1 2 *Λ § fN (N 1 § % ΓΟ g 3 S Ϊδ S δ 1 «Λ «Λ •Λ U"! g S (Ν 5： 'Β s (N δ r S3 卜 s :τ ρ： a fC ρς v〇 - — - m 5 - - 3 沄 Ο S Ο S 〇 〇 妥 Ο 〇 Ο ο 〇 m 雲 f f f f ο f ? ? ? ? ? § / ? ? ο Ο ο / Ο Ο f ? ? 〇 t k： llil 3 1 S Ο p 8 O P； 8 d 雲 ο § ο 1 ο R 8 ο i O 1 o i 〇 1 o i 〇 § ο i O 1 ο 0.0020 1 ο VC § Ο Ο Μ ο 1 ο 1 ο 1 Ο 8 ο I ο 0.0020 宕 泛 芽 Ρ； 闵 5 § «Λ a： § 5 3: S S § Ρ S § 1 § I § 宏 i 2 Ο o o ο S ο ο C5 5 ο 8 O S O 8 O 8 O 8 O 8 ο 8 O 8 ο ? ο S ο 8 ο 8 ο 8 ο 8 ο 8 ο 8 ο ! 8 O 1 1 £ ο ο s o 岛 ο 容 ο ο ο ο ο 爸 ο S ο CN Ο S ο ε O a o S ο S ο s o > 3 1 | 1 1 , 1 1 1 1 g I I 1 S 1 I I 1 ρ S 1 I 1 1 s 'z i i i i 1 1 舔 m i ii i i '§ i i 1 1 1 翳 k 翳 翳 i 圓 V» 5； ϊϊ 00 «Λ) S 3 S 3 £ $ $ R P! 1363804

i 1 β N d z 〇 U > < 0.004 ,0.003 | | 0.002 | | 0.004 | 0.003 | 0.002 | | 0.002 | 0.003 0.004 0.002 0.002 0.004 0.003 | 0.002 1 0.004 0.003 | 0.004 | | o.ooi | | 0.002 | | 0.002 | | 0.003 | | 0.003 | 0.002 0.001 | 0.002 | | 0.003 | 0.002 0.003 | 0.003 | 0.002 c3 0.0004 | ,0.0005 | | 0.0051 1 0.0019 0.0035 | 0.0005 | 0.0016 0.0006 | 0.0005 1 | 0.0004 I | 0.0023 1 | 0.0006 | | 0.0005 1 | 0.0039 | 0.0002 0.0004 | 0.0021 | 0.0004 | 0.0005 | 0.0004 | 0.0003 | 0.0002 〇 0.0073 ,0.0095 | 0.0041 | | 0.0206 | 0.0176 | 0.0216 | 0.0084 0.0046 0.0199 0.0196 0.0106 0.0171 0.0205 0.0169 0.0045 0.0090 0.0082 | 0.0081 1 | 0.0044 1 | 0.0065 1 0.0068 | 0.0040 | 0.0112 0.0082 | 0.0045 1 0.0101 0.0068 | 0.0069 ' | 0.0105 | 0.0110 CQ 0.0056 | ,0.0182 | | 0.0075 | | 0.0091 | 0.0051 | 0.0112 | 0.0061 0.0091 0.0027 0.0100 0.0103 0.0158 | 0.0082 1 | 0.0064 1 | 0.0071 | 0.0068 I o.ooii | 0.0050 | 0.0131 | 0.0134 0.0101 0.0141 | 0.0017 1 | 0.0059 cn 0.65 0.40 1 0.48 ；0.62 0.62 0.63 ! 0.42 I 0.49 0.15 0.46 0.29 0.22 0.28 L〇d2| 0.43 0.45 Lod?! 0.63 0.10 0.05 [MU 0.44 [MU 0.42 0.64 0.39 0.41 cu 0.090 | ,0.071 | | 0.050 | | 0.077 | 0.104 | 0.073 1 0.092 0.070 0.072 0.088 0.091 0.066 0.080 0.064 0.066 0.091 | 0.069 | | 0.083 | | 0.062 1 | 0.091 | 0.068 | 0.080 | 0.050 0.081 Γ〇062| 0.071 0.091 0.071 |〇080 1 0.051 c Σ ,0.82 L〇^il 00 in OO OO 0.99 0.84 0.50 δ OO =· n S 1111} 5； 2.74 | rn Pi 0.008 ,0.007 | 0.008 | | 0.014 | 0.014 | 0.013 | 0.010 0.008 | 0.003 | 0.013 | 0.007 | 0.007 | 0.011 | 0.010 | 0.008 | 0.007 0.012 | 0.012 | \ 0.013 | | o.oti | 0.014 | 0.015 | 0.022 0.005 | 0.007 1 0.006 0.013 ! 0.009 | 0.012 ； 0.017 O 0.082 | ,0.062 | | 0.075 | | 0.021 | 0.038 | 0.061 | | 0.023 | 0.040 | 0.016 | | 0.062 | I 0.061 | 0.060 0.041 0.060 | 0.092 | | 0.065 | | 0.021 | | 0.042| | 0.063 | | 0.038 | 0.054 | 0.087 | 0.131 0.046 | 0.0671 0.112 0.034 0.055 I o.oii ! 0.017 i 區分 t圓 t釀j t獅J1 11 瞧J1 t獅j t獅J1 t麵 t獅IJ \mm t酬 ttM ami t瞧 t瞒I) t\m\\ t麵 11 卿J1 11 獅J1 11 獅J! t隨IJ 11 睛Jl (:酵j t睛j 11 嘯Jl t卿j t獅j t酬j 11酬J nmi rn jQ \o OO g OO S3 s 5 §§ o o S

^Ti CO £ 1 in 1 cd ~u i •zr b 1 石· 着 s 1 ό i f $ p o' ώ 5 s f s 1 6 (JO i 着 s $ 學 2 ό ώ CQ m 塞 b j k _ d ώ I s $ 1 z 6 i 弯 s 1 fi f t 1 CO 1 1 d ΰ cc 蓉 f 1 d 4 髮 U a cb 茛 1 2 l s _ m Q Is-B-Oi, NAMm. 0TIW. MitW I 1 s 1 k g <s: f | 着 s 1 2 義 ό 1 t S 2 $ 1 2 ώ f s i δ i e b (h f 1 ώ i 奢 s | z’ I b | 3 ± 塞 2 i s ζ 謹 c/)1 i iz f 耳 f % m i 1 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 1 0 ό 0 X X X X ό X X X X X X X X X X ο Ο ό X X X o Ο Ο υ X X o ? 00 (N σ\ ir> r*% <N oo a 5 ο o g <N Wl OO s <N (N ? R ? 00 «λ <N 式 ο 这 ο 穿 ο 宰 莩 ρη κ ο Ά ο «λ P〇 o •Λ r*) 00 2J _ X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X ό o X X X X X X X r»"> 〇 •n 00 s t i P〇 H fN Ό 芝 〇\ o o 9i o f*t· Cd sc s θ' S σ\ 泛 s m s w> (Ν <N O' \〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 X 〇 〇 X 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 X X 〇 〇 〇 〇 〇 X X 1 湾 1 u O' 〇\ Tf m Os rn ON <N σ\ σ< 00 〇v 00 O) 5 s σ\· S 卜 00 m 〇\ s o <N s ίΝ ΟΝ 5 s iS Os <N 00 I 觀 On σί <> (N 00 S 〇： s VI rs m (N 00 <n O) s <N m <N s 00 S rn s 卜 — 00 (Ν οο \q •s〇 § l| 麗€ 〇·> § g 2 OO s 运 茬 00 o S； g： 三 s 8 00 s s 彐 m Ε § 11 S1 s 卜 Ό gj s〇 2 00 ο δ s p oo p〇 gi 3 rn 00 00 id σ< O' 左 m 幻 iN oo K οο σ\' ΓΟ σ； s O s m Si |1 00 i K § s P! |Λ s <N oo g V© i m ir> I 卜 茗 A i <N 泠 s = 1 SO fN 艺 g (N 1 Ον 〇 3 卜 i 1 iu'ic m 1 z S 0 1 0 1 o | ! p Pi O f 0 1 o W O 0 1 O 8 〇 T i O s s ? I o i 0 1 O m | ? i O κ ο ? 沄 8 ο i 0 1 O 3 ο ? 沄 8 ο 1 〇 1 o i o R 8 o δ f 荛 8· ο 1 ? s | 艺 8 c； 謹 o s 0 1 o p ? § o 卜 画 ? § ο § 3 ? § ο S ρ 7 i ο 00 1 ? 1 o s ci 1 o 1 f 謹 o 3 S f O S O 00 ? 茗 g ο Ο Τ § Ο s ci S3 8 O s ? § o | T 1 o 家 1 鸾 1 2 p 8 o I o & 8 d oo 画 i O £ s o 00 w> g 00 8 o σ' Β ο % g 〇\ 画 o i o S 8 ο s o oo 8 o 这 8 O VC i o σ\ S ο 穿 1 s ο W) i O o s o | B O 8 ο 00 S ο <N s 〇 «Π i o 0 1 o £ a i 議 J-i 議 i i uu i •1A 議 JU 靈 ja i •u 麗 i ua 議 議 ΛΛ 議 麗 •ία 議 i •u 議 ua 議 I 1 召 i ja 議 i i ja 肇 S 1 議 ja 議 議 ΛΛ i ΛΛ 画 o oo όο S3 S3 z S5 §8 Si Si & 8 o § 1363804 表7 切削條件 鑽頭 其他 切削速度 10-200m/min 進刀 0_25mm/rev 非水溶性切削油 φ3mm NACHI —般鑽頭 孔穴深度 9mm 工具壽命直到折損為止 表8 切削條件 工具 其他 切削速度 80m/min 進刀 0.05mm/rev 潤滑 非水溶性切削油 SKH51相当 挖削角15° 餘隙角6° 評價時點 第200溝 表9 切削條件 工具 其他 切削速度 80m/min 進刀 0.05mm/rev 切口 1mm 潤滑 水溶性切削油 相當超硬工具P10種 挖削角10° 餘隙角7° 評價時點第800個 5 產業上利用之可能性 根據本發明，可提供一種切削時之工具壽命、加工面 10 粗糙度及切屑處理性之切削性優異，此外，連續鑄造用滑 動喷嘴之板狀对火物的溶損較少，熱軋之延展性良好的製 造性優異的快削鋼。 【圖式簡單說明3 第1圖係顯示直進切削試驗方法的概念圖，第1(a)圖係 15 俯視圖，第1 (b)圖係平面圖。 第2圖係顯示長方向旋削試驗方法與加工面粗糙度良 劣的概念圖，第2(a)圖係平面圖，第2(b)圖係加工面（進刀記 號)放大圖。 第3圖係顯示EMPA之MnO測定例的光學顯微鏡照片。 37 1363804 第4圖係顯示本發明例之以MnS為主成分之硫化物的 照片，第4(a)圖係TEM複製試樣照片，第4(b)圖係光學顯微 鏡照片。 第5圖係顯示比較例之以MnS為主成分之硫化物的照 5 片，第5(a)圖係TEM複製試樣照片，第5(b)圖係光學顯微鏡 照片。 第6圖係以800個切削後之長方向旋削加工面粗糙度顯 示因MnO所產生之切削性變化的圖。 第7圖係顯示發明例與比較例之長方向旋削之加工面 10 粗縫度一熱札性平衡的圖。 第8圖係鑄片厚度之1/4深度位置的說明圖。 【主要元件符號說明】 10.. .有刮痕之面的粗越度 11…良好面之粗賴度 12.. .底鐵 13.. .MnO 14…硫化物 15.. .鑄造方向 16.. .鑄片 17."橫截面 18.. .深度位置 1…超硬工具 2.. .試驗片 3.. .切削方向 4.. .表面粗趟度測定面 5.. .進刀痕 6.. .切割量 7···力口工面 8.. .表面粗鍵度測定面 9…因刮痕產生之惡化 38

Claims (1)

1363804 第96144929號專利申請案申請專利範圍修正本修正日IQ。年η月3〇日 十、申請專利範圍： 1. 一種製造性優異之快削鋼，係以質量％計，含有： c . 0.005〜0.2% ; Sl : 0.〇〇1 〜0.5% ; Mn : 0.3〜3.〇% ;

0.001 〜0.2% ; 0.30〜〇_6〇% ; 0.0003 〜〇.〇 15% ; 0.005〜0.012% ; 10 Ca : 0_〇〇〇1 〜0.0010% ;及 Α1^〇.〇!〇/〇 , 且Ν含量為· 0·0020%且滿足！ 3χΒ_ 〇 〇1〇〇^ ν $1·3χΒ + _34,關餘部分由&及無法避免之雜質所 構成，又，關於鋼中之Mn〇，在與鋼材之壓延方向呈直 15 角的截面中，投影面積當量直徑為〇._以上之Mn0的 面積㈣於全Mn系夾雜物之面積為15%以下且於麵 °(：之高溫拉伸試驗的斷面縮率在8〇%以上。 2·如申請專利範圍第旧之製造性優異。之快削鋼，關於以 MnS為主成分之硫化物，在與鋼材之壓延方向呈直角的 20 截面中，投影面積當量直徑為〇.1〜〇、者之存在密度 為10000個/mm2以上。 .3.如㈣專利範圍第⑷項之製造性優異之快削鋼，係以 質量計，含有： V : 0.05〜1.0% ; 39 1363804 第96144929號專利申請案申請專利範圍修正本修正曰100年11月30曰 Nb : 0.005〜0.2% ; Cr : 0.01 〜2.0% ; Mo : 0.05〜1.0% ; W : 0.05〜1.0% ; 5 Ni : 0.05〜2.0% ; Cu : 0.01 〜2.0% ; Sn : 0.005〜2.0% ; Zn : 0.0005〜0.5% ; Ti : 0.0005〜0.1% ; 10 Zr : 0.0005〜0.1% ; Mg : 0.0003〜0.005% ; Te : 0.0003〜0.2% ; Bi : 0.005〜0.5% ;及 Pb : 0.005〜0.5% 15 之1種或2種以上。 40