DE60209590T2

DE60209590T2 - Automatenstahl

Info

Publication number: DE60209590T2
Application number: DE60209590T
Authority: DE
Inventors: Masakazu Minami-ku Nagoya-shi Hayaishi; Yutaka Minami-ku Nagoya-shi Kurebayashi
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2022-06-01
Also published as: EP1262572B1; US20030072673A1; EP1262572A1; DE60209590D1; JP2003049240A; US6649125B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Automatenstahl. Spezieller betrifft die Erfindung einen Automatenstahl, in dem der Pb-Gehalt unterhalb der bestimmbaren Grenze liegt und der daher als Pb-frei bezeichnet werden kann, jedoch immer noch ausgezeichnet hinsichtlich Zerspanbarkeit, insbesondere Zerspanbarkeit beim Drehen, ist, und die Oberflächenrauigkeit nach dem Drehen gering ist.
Bis heute werden Schrauben und Stutzen, für die keine hohe Festigkeit erforderlich ist, durch Zerspanen eines Automatenstahls hergestellt, der als Material ausgewählt worden ist. Im Allgemeinen sind Automatenstähle Stähle mit geringem Kohlenstoffgehalt, mit Zusatz eines die Zerspanbarkeit verbessernden Elements, wie S, Pb, Te und Ca. Von diesen die Zerspanbarkeit verbessernden Elementen ist Pb durch seinen Effekt des Verbesserns der Zerspanbarkeit beim Drehen, ohne die Festigkeit des Stahls zu schädigen, allgemein bekannt.
Jedoch wird in Anbetracht der Tatsache, dass Pb eine Substanz ist, die einen ungünstigen Einfluss auf die Umwelt ausübt, gefordert, den Automatenstahl Pb-frei zu machen. Daher sind Bemühungen angestellt worden, einen Automatenstahl zu entwickeln, der im Wesentlichen kein Pb enthält, jedoch eine Zerspanbarkeit gleich oder sogar besser als die des herkömmlichen Pb-enthaltenden Automatenstahls zeigt. Ein Beispiel eines derartigen Automatenstahls ist ein Schwefel-Automatenstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, der kein Pb, jedoch 5 in einer Menge von mehr als 0,4 Gew.-% bis zu 1,0 Gew.-% enthält und in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2000-319753 beschrieben wird.
Der voranstehend beschriebene Schwefel-Automatenstahl mit geringem Kohlenstoffgehalt ist ein Automatenstahl mit verbesserter Zerspanbarkeit beim Drehen, indem er weiches MnS mit einem Schmelzpunkt um 1600°C in dispergierter Form in der Matrix davon enthält, und der MnS-Einschluss wird als das Gleitmittel verwendet, um die Reibung zwischen dem Rand des Werkzeugs und der Matrix zu verringern. In dem Fall, in dem die Zerspanbarkeit beim Drehen der einzige Gesichtspunkt unter verschiedenen Zerspanbarkeiten ist, kann das Problem dadurch gelöst werden, dass eine große Menge an MnS in dem Stahl gebildet wird.
Die MnS-Einschlusspartikel werden jedoch während des Walzens oder Schmiedens leicht langgezogen, und, wenn der eine hohe Menge an MnS enthaltende Stahl durch Drehen zerspant wird, tritt das langgezogene MnS daher aus der Matrix des Stahls aus, um am Rand des Werkzeugs anzuhaften, und es wird eine Aufbauschneide gebildet, die dazu neigt, zu wachsen. Beim Wachsen der Aufbauschneide kann sie an der gedrehten Fläche anhaften, und dieses Verfahren kann wiederholt werden. Daher besteht ein Problem, dass die gedrehte Fläche aufgeraut und verschlechtert werden kann und das zerspante Produkt einen schlechten Oberflächenzustand aufweist.
Zur Verhinderung der Verschlechterung der gedrehten Fläche ist es notwendig, die Drehgeschwindigkeit beim abschließenden Zerspanen zu verringern. Dies verursacht eine Senkung der Produktionseffizienz und führt zu erhöhten Herstellungskosten.
Somit hat ein Bedarf an einem derartigen Automatenstahl bestanden, der eine gute Zerspanbarkeit beim Drehen aufweist und eine geringe Oberflächenrauigkeit nach dem Drehen ergibt. Die benannten Erfinder führten mit der Absicht, diesen Bedarf zu befriedigen, Forschung und Ent wicklung durch und erfanden einen neuartigen Automatenstahl mit Zusatz einer geeigneten Menge an Ti, um durch Vereinigen von Ti mit C und S Einschlüsse vom Carbosulfid-Typ zu bilden. Die Erfindung wurde bereits offenbart (japanische Patentanmeldung 2001-167120). Der Stahl besteht im Wesentlichen aus C: 0,03–0,20 Gew.-%, Si: bis zu 0,2 Gew.-%, Mn: 0,5–3,0 Gew.-%, P: 0,02–0,40 Gew.-%, S: mehr als 0,2 Gew.-% bis zu 1,0 Gew.-%, Ti: 0,01–3,0 Gew.-%, Al: bis zu 0,005 Gew.-%, O: 0,0005–0,040 Gew.-%, Pb: weniger als 0,01 Gew.-% und zum Rest Fe und schmelzungsbedingten Verunreinigungen und ist durch Carbosulfideinschlüsse auf Ti-Basis, typischerweise Ti₄C₂S₂, darin gekennzeichnet.
Unsere weitere Forschung macht die Tatsache deutlich, dass die Gehalte an Si und Al in dem Automatenstahl nicht so wichtig sind, und dass, wenn der O-Gehalt in einem höheren Niveau im voranstehend genannten Bereich liegt, die Neigung zum Auftreten von Makroaderfehlern besteht. Das Auftreten des Makroaderfehlers ist ein wichtiges Problem unter dem Gesichtspunkt der Stahlqualität und muss verhindert werden. Bei einem derart reduzierten O-Niveau, wie 0,005 oder weniger, ist der Makroaderfehler kein Problem mehr, und es wurde durch unsere Forschung festgestellt, dass die gewünschte Zerspanbarkeit bei diesem niedrigen O-Gehalt zu erzielen ist. Unsere Forschung stellte weiterhin fest, dass Zr denselben Effekt wie Ti ausübt und daher ein Teil des oder das gesamte Ti durch Zr ersetzt werden kann.
Die europäische Patentanmeldung EP 1 085 102 A2 beschreibt eine Automatenlegierung, die eines oder mehr aus Ti und Zr als eine Metallelementkomponente enthält; und C, das ein unerlässliches Element ist, als eine Bindungskomponente zu der Metallelementkomponente enthält, worin eine Verbindung auf (Ti,Zr)-Basis, die eines oder mehr aus S, Se und Te enthält, in einer Matrixmetallphase gebildet wird. Die Automatenlegierung ist ausgezeichnet hinsichtlich Zerspan barkeit. Der Effekt ist beispielsweise besonders deutlich, wenn eine Verbindung, die in einer chemischen Formel (Ti,Zr)₄C₂(S,Se,Te)₂ ausgedrückt wird, als Verbindung auf (Ti,Zr)-Basis zumindest in einem dispergierten Zustand in der Legierungsstruktur gebildet wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines verbesserten Automatenstahls unter Verwendung der neuen Kenntnis über den voranstehend beschriebenen Automatenstahl, der einen Carbosulfideinschluss auf Ti-Basis enthält, wobei der Automatenstahl eine gute Zerspanbarkeit, insbesondere beim Drehen, und eine geringe Oberflächenrauigkeit nach dem Drehen und kein wesentliches Problem hinsichtlich des Makroaderfehlers davon besitzt.
Der Automatenstahl gemäß der vorliegenden Erfindung, der die voranstehend genannte Aufgabe erzielt, besteht aus einem Automatenstahl, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Stahl aus C: 0,03–0,20 Gew.-%, Mn: 0,5–3,0 Gew.-%, P_: 0,02–0,40 Gew.-%, S: mehr als 0,2 Gew.-% bis zu 1,0 Gew.-%, Ti allein oder sowohl Ti als auch Zr (im Falle beider insgesamt): 0,01–3,0 Gew.-%, O: 0,0005–0,0050 Gew.-%, Pb_: weniger als 0,01 Gew.-%, gegebenenfalls Si: 0,03–0,5 Gew.%, gegebenenfalls Al: 0,003–0,3 Gew.-% und gegebenenfalls mindestens eines aus der Gruppe aus Bi: bis zu 0,4 Gew.-%, Se: bis zu 0,5 Gew.-% und Te: bis zu 0,1 Gew.-%, und zum Rest Fe und schmelzungsbedingten Verunreinigungen besteht, und dadurch, dass der Stahl MnS zusammen mit einer Carbosulfidverbindung oder Carbosulfidverbindungen auf Ti-Basis oder sowohl auf Ti-Basis als auch auf Zr-Basis als Einschlüsse darin enthält.
KURZE ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Darstellung der Daten der erfindungsgemäßen Beispiele, die die Beziehung zwischen den Werkzeughaltbarkeiten und der Oberflächenrauigkeit in den Arbeits- und Kontrollbeispielen zeigt;
2 ist eine Mikroskopaufnahme, die die Probe aus Durchgang Nr. 7 des Arbeitsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
3 ist eine Mikroskopaufnahme, wie 2, die die Probe des Durchgangs Nr. 5 des Kontrollbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE ERLÄUTERUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Der voranstehend genannte Carbosulfideinschluss auf Ti-Basis oder sowohl auf Ti-Basis als auch auf Zr-Basis ist vorzugsweise (Ti,Zr)₄C₂S₂. In der folgenden Beschreibung stellt der Begriff "Ti-Carbosulfideinschluss" den Carbosulfideinschluss auf Ti-Basis oder sowohl auf Ti-Basis als auch auf Zr-Basis dar. Der erfindungsgemäße Automatenstahl ist die Legierung, die so ausgestaltet ist, dass MnS und der Ti-Carbosulfideinschluss in der Matrix des Stahls coexistieren können.
Der Automatenstahl der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu den voranstehend genannten zwingenden Legierungskomponenten mindestens eines aus der Gruppe von Bi: bis zu 0,4 Gew.-%, Se: bis zu 0,5 Gew.-% und Te: bis zu 0,1 Gew.% enthalten.
Schwefel-Automatenstähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, die viel MnS in der Matrix enthalten, weisen eine gute Zerspanbarkeit beim Drehen auf, während die Oberflächenrauigkeit nach dem Drehen aufgrund der voranstehend erläu terten Bildung von Aufbauschneiden nicht gut ist. Um die Verschlechterung des Oberflächenzustands zu unterdrücken, ist es wirksam, den S-Gehalt so zu verringern, dass die Menge an gebildetem MnS nicht zu hoch sein kann. In diesem Fall ist es jedoch unvermeidbar, dass die Zerspanbarkeit beim Drehen abfällt.
In der vorliegenden Erfindung sind die gute Zerspanbarkeit beim Drehen und der verbesserte Oberflächenzustand, die bei dem herkömmlichen Schwefel-Automatenstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt widersprüchlich gewesen sind, dadurch vereinbar, dass, während die Bildung einer bestimmten Menge an MnS zugelassen wird, in der Matrix präzipitierte Ti-Carbosulfideinschlüsse vorhanden sind. Der Schmelzpunkt des Ti-Carbosulfids ist annähernd der gleiche wie der von MnS, und das Ti-Carbosulfid trägt zur Verbesserung der Zerspanbarkeit durch denselben Mechanismus, wie der bei MnS, bei. Die Ti-Carbosulfideinschlüsse präzipitieren in Partikelformen, die in der Matrix dispergiert sind, und sind nicht gedehnt, wie MnS-Einschlüsse.
Damit wird die Zerspanbarkeit des Automatenstahls, in dem MnS- und Ti-Carbosulfideinschlüsse coexistieren, durch den Ti-Carbosulfideinschluss kompensiert und wird nie unzureichend sein, sogar obwohl die Menge an gebildetem MnS relativ gering ist. Bei dem Stahl, der eine geringere Menge an MnS enthält, besteht in einem geringen Maße die Gefahr des Wachstums von Aufbauschneiden, und des Weiteren wird das Wachstum der Aufbauschneiden, weil die Carbosulfideinschlüsse den Aufbau der Schneiden nicht verursachen, im Vergleich zu dem herkömmlichen Stahl, der viel MnS enthält, gut unterdrückt werden. Damit kann das Problem der Kompatibilität von Zerspanbarkeit beim Drehen und der Verbesserung hinsichtlich des Oberflächenzustands nach dem Drehen gelöst werden.
Der Makroaderfehler wird hauptsächlich durch Einschlüsse harter Oxide verursacht, spezieller SiO₂ und Al₂O₃. Sowohl Si als auch Al werden dem Stahl während der Stahlherstellung zugesetzt oder sind in den Materialien enthalten, und daher ist es schwierig, die Gehalte dieser Materialien in dem Stahl stark zu erniedrigen. Wie voranstehend beschrieben, war die vorliegende Erfindung darin erfolgreich, das Auftreten des Makroaderfehlers zu verhindern, indem der Sauerstoffgehalt gesenkt wurde, um die Menge an gebildeten Oxiden zu verringern.
Der erfindungsgemäße Automatenstahl wurde auf der Basis der obigen technischen Überlegung entwickelt, und der Legierungsaufbau erfolgte im Hinblick auf zwei coexistierende Arten von Einschlüssen, nämlich dem MnS-Einschluss und dem Ti-Carbosulfideinschluss. Das Folgende erläutert Gründe für die Bestimmung der Legierungszusammensetzung des erfindungsgemäßen Automatenstahls.
C:0,03–0,20
Kohlenstoff ist ein Element, das die Festigkeit des Stahls gewährleistet und den Oberflächenzustand nach dem Drehen verbessert, indem es sich mit Ti und S unter Bildung des Ti-Carbosulfideinschlusses verbindet. Der Effekt wird bei einem C-Gehalt von weniger als 0,03 nicht erhalten. Andererseits wird ein überschüssiger Gehalt an C dem Stahl eine zu hohe Härte verleihen, die zu einer verringerten Zerspanbarkeit beim Drehen führt. Daher wird die obere Grenze des C-Gehalts auf 0,20 festgelegt.
Mn: 0,5–3,0%
Mangan ist ein essentielles Element, das sich mit S unter Bildung von MnS verbindet, was die Zerspanbarkeit beim Drehen gewährleistet. Bei einem geringen Gehalt von weniger als 0,5% ist dieser Effekt nicht zu erhalten, während ein hoher Gehalt von mehr als 3,0% die Härte des Stahls außerordentlich erhöhen wird, was die Zerspanbarkeit beim Drehen verringert. Daher erfolgt der Zusatz von Mn im Bereich von 0,5–3,0%.
P: 0,02–0,04
In dem erfindungsgemäßen Stahl ist Phosphor nicht nur eine Verunreinigung, sondern ein nützliches Element, das die Zerspanbarkeit beim Drehen, insbesondere die Eigenschaften der vergüteten Oberfläche, verbessert. Ein P-Gehalt von weniger als 0,02% wird einen unzureichenden die Zerspanbarkeit verbessernden Effekt ergeben. Jedoch macht ein überaus hoher P-Gehalt den Stahl spröde, und die Widerstandsfähigkeit wird signifikant verringert. Daher wird die obere Grenze für den P-Gehalt auf 0,4% festgelegt.
S: mehr als 0,2% bis zu 1,0%
Wie C und Mn, besitzt Schwefel, und des Weiteren das später erwähnte Ti, die Wirkung, die Zerspanbarkeit des Stahls beim Drehen zu verbessern. Wie voranstehend beschrieben, bildet Schwefel nicht nur MnS, sondern verbindet sich auch mit Ti und C unter Bildung des Ti-Carbosulfideinschlusses und verbessert die Zerspanbarkeit beim Drehen, ohne die Oberfläche nach dem Drehen aufzurauen. Bei einem S-Gehalt unter 0,2% sind die Mengen des gebildeten MnS-Einschlusses und des gebildeten Ti-Carbosulfideinschlusses zu gering, und der Effekt des Verbesserns der Zerspanbarkeit und des Unterdrückens des Aufrauens der Oberfläche kann nicht erwartet werden. Andererseits verringert ein 5-Gehalt von über 1,0% die Heißbearbeitbarkeit des Stahls erheblich.
Eines oder beide aus Ti und Zr (im Falle von beiden die Gesamtmenge): 0,01-3,0%
Titan und Zirkonium (im Folgenden als "Ti" dargestellt) erhöhen, wie MnS, durch den Mechanismus, dass sich diese Elemente vollständig oder zum Teil mit C und S unter Bildung des Ti-Carbosulfideinschlusses verbinden, die Zerspanbarkeit beim Drehen und unterdrücken das Aufrauen der Oberfläche beim Drehen. Diese Leistungen erfolgen nicht nur durch MnS. Ein Ti-Gehalt von weniger als 0,01% ist nicht effektiv. Bei einer höheren Zugabemenge wird der Effekt jedoch gesättigt, und daher ist die Zugabe von Ti in einer Menge bis zu 3,0% ratsam.
O: 0,0005–0,0050%
Sauerstoff ist ein Element, welches den Gesichtspunkt der in dem Stahl gebildeten Sulfide, insbesondere MnS, in bemerkenswerter Weise beeinflusst. In einem Fall, in dem der O-Gehalt in dem Stahl niedrig ist, werden die in dem geschmolzenen Stahl gebildeten MnS-Partikel gering, und während des Heißverarbeitens, wie Heißwalzen oder Heißschmieden, gedehnt und verringern die Zerspanbarkeit des Stahls beim Drehen. Die untere Grenze des O-Gehalts, 0,0005, ist der niedrigste Gehalt, der bei der herkömmlichen Stahlherstellung realisierbar ist. Der voranstehend erörterte Einfluss von Sauerstoff auf den Gesichtspunkt der MnS-Einschlüsse erfolgt daher bei dem O-Gehalt, der diese untere Grenze übersteigt. Andererseits besteht in einem Fall, in dem eine große Menge an Sauerstoff in dem Stahl enthalten ist, zusätzlich zu dem Nachteil eines erhöhten Auflösungsverlustes an feuerfestem Material bei der Stahlherstellung ein Problem dorthingehend, dass aufgrund der harten Oxideinschlusspartikel, die von dem feuerfesten Material in dem geschmolzenen Stahl herrühren oder durch Verbindung von Sauerstoff mit Si oder Al in dem geschmolzenen Stahl und nachfolgender Präzipitation gebildet worden sind, die Zerspanbarkeit des Stahls beim Drehen beeinträchtigt wird.
Wie voranstehend erwähnt, sind die Gehalte an Si und Al in dem erfindungsgemäßen Automatenstahl nicht von Bedeutung. Diese Elemente sind jedoch als deoxidierende Mittel, insbesondere für den erfindungsgemäßen Stahl, in dem der O-Gehalt relativ niedrig ist, mehr oder weniger essentiell. Die unteren Grenzen betragen unter diesem Gesichtspunkt 0,03 für Si und 0,003 für Al. Die Oxide, die von der Deoxidation mit Si und Al herrühren, sind harte Einschlüsse, die die Zerspanbarkeit beim Drehen verringern, und daher sollten die Gehalte dieser Elemente nicht so hoch sein. Empfohlene obere Grenzen sind 0,5% für Si und 0,3% für Al.
Wie ebenfalls voranstehend erwähnt worden ist, enthält der Automatenstahl in der vorliegenden Erfindung kein Blei. Die niedrigste bestimmbare Grenze an Pb durch ein herkömmliches Analyseverfahren beträgt 0,01, und daher beträgt der Gehalt an Pb in diesem Stahl weniger als 0,01, wenn es überhaupt vorhanden ist.
Die Gründe für das Einschränken der Gehalte an optional zugesetzten Legierungskomponenten, nämlich Bi, Se und Te, wie oben angemerkt, sind wie folgt.
Bi: bis zu 0,4%
Bismut ist eine Komponente, die die Zerspanbarkeit beim Drehen verbessert. Eine Menge an Bi von mehr als 0,4%, wenn es zugesetzt worden ist, überschreitet die Löslichkeitsgrenze in dem Stahl. Im Überschuss wird ungelöstes Bi aufgrund seiner hohen Dichte unter Ausbildung von Fehlern in dem Stahl sedimentieren und koagulieren.
Se: bis zu 0,5%
Auch Selen verbessert die Zerspanbarkeit beim Drehen. Ein Zusatz in einer Menge von mehr als 0,5% verringert die Heißbearbeitbarkeit des Stahls und führt zum Auftreten von Rissen während des Walzens oder Schmiedens.
Te: bis zu 0,1%
Wie Bi und Se, verbessert Tellur die Zerspanbarkeit beim Drehen. Ein Zusatz von Te in einer Menge, die 0,1% übersteigt, verursacht, wie im Fall von Se, eine Verringerung der Heißbearbeitbarkeit, was zu Rissen führt.
Wie aus der voranstehenden Erläuterung ersichtlich wird, zeigt der erfindungsgemäße Automatenstahl aufgrund sorgfältig ausgewählter Legierungskomponenten und Zusammensetzungsbereiche, einschließlich des geeigneten Sauerstoffgehalts, und der Dispersion von Ti-Carbosulfideinschlüssen darin eine gute Zerspanbarkeit beim Drehen, obwohl er im Wesentlichen kein Pb enthält, ohne ein Aufrauen der Oberfläche nach dem Drehen und ohne das Problem der Makroaderfehler. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Automatenstahls beseitigt die Notwendigkeit einer Verringerung der Zufuhrgeschwindigkeit beim abschließenden Drehen, und ein effizientes Zerspanen kann durchgeführt werden. Somit trägt die vorliegende Erfindung zur Verringerung der Herstellungskosten für verschiedene Maschinenteile bei.
BEISPIELE
[Arbeitsbeispiele 1–10 und Kontrollbeispiele 1–14]
Stähle der in TABELLE 1 (Beispiele) und TABELLE 2 (Kontrollen) gezeigten Legierungszusammensetzung wurden mit einem HF-Induktionsofen hergestellt, und die Stähle wurden in 150 kg wiegende Barren gegossen. Die Barren wurden durch Heißschmieden mit einem Schmiedeverhältnis von 8 in runde Stangen mit einem Durchmesser von 55 mm geschmiedet. Aus den runden Stangen wurden nach einer normalisierenden Behandlung einer 950°C-Luftkühlung Teststücke für Zerspanungstests entnommen.
Jeweils 10 (zehn) Teststücke dieser Proben wurden daraufhin inspiziert, ob sie Makroaderfehler aufweisen, und die Anzahlen der Fehler wurden aufgezeichnet. Die Beurteilung erfolgte folgendermaßen:

A: Es wurde kein Fehler in sämtlichen Stücken beoachtet.
B: 1–9 Stücke aus 10 wiesen einen Fehler oder Fehler auf.
C: Alle (10) Stücke wiesen einen Fehler oder Fehler auf.

Zerspanungstests wurden unter Verwendung dieser Teststücke unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:

Schneidewerkzeug:	Sinterhartmetall "K10"
Schneidegeschwindigkeit:	150 m/min
Zufuhrrate:	0,1 mm/rev
Tiefe des Schnitts:	1 mm
Schneideöl:	Öl
Werkzeughaltbarkeit:	Dauer des Drehens, bis der Bemittelte freie Abrieb an der Seitenaussparung 100 um erreicht.

Äußere Oberflächen derselben Proben für die Schneidetests wurden durch Drehen über eine Länge von 100 m zerspant. Nach dem Drehen wurden die Teststücke auf einen V-Block aufgebracht, und die Oberflächenrauigkeit wurde bestimmt, indem der Fühler eines Rauigkeitsmessgeräts in Richtung der Achse der getesteten Stücke bewegt wurde. Die maximalen Werte wurden als die äußere Oberflächenrauigkeit aufgezeichnet.
Die Testergebnisse sind zusammen mit den Stahlzusammensetzungen in TABELLE 1 und TABELLE 2 gezeigt. Die Beziehung zwischen den Werkzeughaltbarkeiten und der Oberflächenrauigkeit ist in dem Graphen aus 1 gezeigt. Die Teststücke des Laufs Nr. 7 des Arbeitsbeispiels und des Laufs Nr. 7 des Kontrollbeispiels wurden geschnitten und poliert und nach einer Ätzbehandlung mit einem Mikroskop betrachtet. Die mikroskopischen Aufnahmen sind in den Photos der 2 und 3 gezeigt.
Wie aus den Daten der TABELLE 1, TABELLE 2 und 1 ersichtlich ist, zeigte der Automatenstahl gemäß der vorliegenden Erfindung (Lauf Nr. 1–10 der Beispiele) eine gute Beziehung zwischen den Werkzeughaltbarkeiten und der Oberflächenrauigkeit, und des Weiteren besteht kein Problem hinsichtlich des Makroaderfehlers. Im Gegensatz _zu diesem wiesen die Werkzeuglebenszeiten und die Oberflächenrauigkeit (Lauf Nr. 1–6) von den Automatenstählen der Kontrollbeispiele viele Makroaderfehler auf, und diejenigen, die bessere Ergebnisse bezüglich der Makroaderfehler zeigen (Lauf Nr. 7–14), besitzen kürzere Werkzeughaltbarkeiten oder eine beträchtliche Oberflächenrauigkeit oder beides.
In der Struktur des Laufs Nr. 7 der Arbeitsbeispiele wurden sowohl irgendwie gedehnte, strangförmige MnS-Einschlüsse als auch teilchenförmige Ti-Carbosulfideinschlüsse beobachtet. Eine Analyse mit einer Wellenlängedispergierten EPMA der Einschlüsse ermittelte Ti, C und S. Im Gegensatz dazu wurden in der Struktur des Laufs Nr. 5 der Kontrollbeispiele nur MnS-Einschlüsse beobachtet, die, wie in 3 zu sehen ist, gedehnt und größer als die MnS-Einschlüsse waren, die in dem voranstehend genannten Lauf Nr. 7 der Arbeitsbeispiele beobachtet worden waren. TABELLE 1 Arbeitsbeispiele

*1: Beurteilung des Makroaderfehlers
A: In 10 Proben wurde kein Fehler beobachtet.
B: In 10 Proben wurden 1–9 Fehler beobachtet.
C: In sämtlichen Proben wurden Fehler beobachtet.
*2: Maximale Rauigkeit an der äußeren gedrehten Oberfläche.
*3: Zum Vergleich enthalten.

TABELLE 2 Kontrollbeispiele

Claims

Automatenstahl, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl aus C: 0,03–0,20 Gew.-%, Mn: 0,5–3,0 Gew.-%, P: 0,02–0,40 Gew.-%, S: mehr als 0,2 Gew.-% bis zu 1,0 Gew.%, Ti allein oder sowohl Ti als auch Zr (im Falle beider insgesamt): 0,01–3,0 Gew.-%, O: 0,0005–0,0050 Gew.-%, Pb: weniger als 0,01 Gew.-%, gegebenenfalls Si: 0,03–0,5 Gew.-%, gegebenenfalls Al: 0,003–0,3 Gew.-% und gegebenenfalls mindestens eines aus der Gruppe aus Bi: bis zu 0,4 Gew.-%, Se: bis zu 0,5 Gew.-% und Te: bis zu 0,1 Gew.-% und zum Rest Fe und schmelzungsbedingte Verunreinigungen, und dadurch, dass der Stahl MnS zusammen mit einer Carbosulfidverbindung oder Carbosulfidverbindungen auf Ti-Basis oder sowohl auf Ti-Basis als auch auf Zr-Basis als Einschlüsse darin enthält.
Automatenstahl nach Anspruch 1, wobei der Carbosulfideinschluss auf Ti-Basis Ti₄C₂S₂ ist und der Carbosulfideinschluss auf Ti-Zr-Basis (Ti, Zr)₄C₂S₂ ist.