JP4264175B2 - 被削性に優れた快削用棒鋼およびその製法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被削性に優れた快削鋼とその製法に関し、より詳細には、鋼中に特定の酸化物を積極的に特定量含有させることにより、安定して優れた被削性を示す様に改善された快削鋼とその製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、工業製品の大量生産に伴い鋼材の被削性が大きな問題となっており、切削加工の低コスト化および部品仕上げ面精度の向上などから被削性改善が強く求められている。
【０００３】
こうした状況の下で、被削性改善手段についても多くの研究が進められており、例えば鉛快削鋼、硫黄快削鋼、Ｃａ快削鋼、更にはこれらを組合わせた複合快削鋼等が提案され、実用化されている。
【０００４】
このうち鉛快削鋼は、工具寿命および仕上げ面精度等において優れたものであるが、近年環境問題に関する認識が高まってくるにつれて、有害重金属である鉛を含む鉛快削鋼は忌避される傾向が強い。
【０００５】
一方硫黄快削鋼は、鉛快削鋼にみられる環境汚染の問題は生じないが、鋼中に存在する硫化物が圧延方向に伸張する傾向があり、圧延方向に対して垂直方向の機械的特性に悪影響を及ぼしたり、鍛造時に硫化物を起点とする割れを起こすといった問題を起こすため硫黄添加量には自ずと限度があり、必ずしも満足のいく被削性を得ることができない。
【０００６】
また、硫黄快削鋼の被削性改善効果は鋼中に含まれる硫化物の形態によって左右され、該硫化物の形態は鋼中の酸素によって影響を受けるとされている。即ち、鋼中の酸素量が多いと硫化物が球状化し、工具寿命が向上すると考えられている。これは、鋼の凝固時に鋼中で硫化物が析出する際に、鋼中の酸化物がその核となって硫化物の析出に関与するためと考えられており、酸素量が多い程、被削性に有効な大径の硫化物が析出し易くなるとされている。つまり、酸素の存在によって大きな硫化物が生成し、これにより工具の摩耗が抑えられるのである。こうした意味において、鋼中の酸素は鋼材の被削性に対し好影響を与えていると考えられる。
【０００７】
ところが反面で、鋼中の酸素量が多いと鋼中に多くの酸化物が生成するが、該酸化物は硬質でそれ自身が工具摩耗を促進する方向に作用する。即ち全体としてみれば、鋼中の酸素は鋼材の被削性に対し好影響と悪影響を及ぼしていると考えられる。
【０００８】
またＣａ快削鋼は、酸化物の形態（組成）制御により切削工具表面にベラーグと呼ばれる保護層を形成し、工具の拡散摩耗を抑制するタイプの快削鋼である。この保護層の形成は、工具表面近傍における温度と酸化物の融点に影響を受ける。現在一般に製造されているＣａ酸化物系快削鋼は、Ｓｉ，Ａ１，Ｃａの複合酸化物において最も低融点となるアノルサイトやゲーレナイトと呼ばれる酸化物を生成させるものであり、超硬工具による高速切削においては工具寿命を延長する効果が認められている。しかし、低切削速度領域での工具寿命改善効果は乏しい。また、結晶粒度を調整するためＡ１を添加したＣａ快削鋼では、酸化物としてＡ１2Ｏ3を多く含む高融点のものが生成し易いため、切削条件によっては工具摩耗を促進する恐れもある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述の如く従来の快削鋼は、切削条件の制限や環境汚染の問題を生じるなど、必ずしも満足し得るものとは言い難い。すなわち鉛快削鋼は、重金属である鉛を使用しているため環境保全の観点から充分留意しなければなず、硫黄快削鋼は、鋼中の酸素が鋼材の被削性に対して好影響と悪影響とを与える。Ｃａ快削鋼は、超硬工具を用いた高切削速度領域での工具寿命の改善には有効であるが、低切削速度領域での被削性改善効果は乏しい。
【００１０】
本発明はかかる実状を鑑み、環境にも配慮し、低切削速度領域から高切削速度領域の広い加工領域において安定して優れた被削性を示し、工具寿命延長作用や面粗度改善効果に優れた快削鋼とその製法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決することのできた本発明に係る快削鋼とは、質量％で
Ｃ ：０．０２〜０．１５％、
Ｓｉ：０．５％以下、
Ｍｎ：０．５〜１．７５％、
Ｐ ：０．００４〜０．２０％、
Ｓ ：０．１５〜０．５０％、
Ｏ ：０．００５〜０．０２８％を含む鋼からなり、該鋼の縦断面に現われる長径１μｍ以上の介在物が断面１ｍｍ2当たり１００〜２０００個であり、更に
該介在物の全量中に占める酸化物の個数割合が４％以上で、且つ、該酸化物のうち、Ｎａ，Ｌｉ，Ｂよりなる群から選択される少なくとも１種の元素の酸化物の個数割合が５％以上であるか、あるいは
該介在物の全量中に占める酸化物の個数割合が４％以上であり、且つ、該酸化物のうちＮａ，Ｌｉ，Ｂ，Ｓｉよりなる群から選択される少なくとも２種の酸化物の個数割合が５％以上である
被削性に優れた快削鋼である。
【００１２】
また本発明に係る製法は、上記被削性に優れた快削鋼を製造する方法を提供するもので、該快削鋼を製造する際に、
Ｎａ，Ｌｉ，Ｂよりなる群から選択される少なくとも１種の元素の酸化物からなる融点が１０００℃以下の酸化物を、溶鋼中に１００ｐｐｍ以上添加し、あるいは
Ｎａ，Ｌｉ，Ｂ，Ｓｉよりなる群から選択される少なくとも２種の元素の酸化物からなる融点が１０００℃以下の複合酸化物を、溶鋼中に１００ｐｐｍ以上添加する
ところに要旨を有している。尚、融点が１０００℃以下である前記酸化物は、レードル、タンディッシュおよび鋳型の少なくとも１個所で溶鋼に添加することにより、鋼中に均一に混入・分散させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明者らは前述した様な課題の下で、従来の鉛や硫黄、Ｃａ酸化物などに代わる快削成分を模索し、切削性や仕上げ面精度の一層の改善を期して鋭意研究を進めてきた。その結果、Ｎａ，Ｌｉ，Ｂよりなる群から選択される少なくとも１種の元素の酸化物からなる融点が１０００℃以下の酸化物、もしくは、Ｎａ，Ｌｉ，Ｂ，Ｓｉよりなる群から選択される少なくとも２種の元素の複合酸化物を、溶鋼中に適量含有させたものは、安定して優れた被削性を示すと共に、良好な仕上げ面精度を与えることを知り、上記本発明に想到したものである。
【００１４】
鋼材の被削性を低下させているのは硬質な酸化系介在物であり、鋼中に介在するＡ１系やＳｉ系の硬質な酸化物は工具摩耗を促進して被削性を阻害し、工具寿命を短縮すると共に仕上げ面粗度を悪化させている。
【００１５】
そこで、本発明者らは低融点酸化物に着目して鋭意検討の結果、１０００℃以下の融点を持った低融点酸化物を含有させれば、切削時における鋼中の該低融点酸化物が溶融・軟化することによって、工具寿命および仕上げ面精度が高められることを知った。ちなみに、融点が１０００℃以下の酸化物を鋼中に分散させれば、切削中の刃先温度上昇により鋼中の該酸化物が溶融もしくは軟化し、工具の摩耗が抑制されると共に、該酸化物が工具表面を保護して工具寿命の向上にも有効に作用することが判明した。
【００１６】
前述した通り鋼中に含まれる金属酸化物は一般的に硬質であり、これまでは被削性を劣化させるものと考えられており、金属酸化物を被削性向上成分として積極的に利用するといったことはあまり考えられなかった。ところが、鋼中にＮａ，Ｌｉ，Ｂよりなる群から選択される少なくとも１種の元素の酸化物からなる低融点の酸化物、もしくは、Ｎａ，Ｌｉ，Ｂ，Ｓｉよりなる群から選択される少なくとも２種の元素の低融点の複合酸化物［以下、これらをまとめて（複合）酸化物ということがある］を溶鋼中に適量含有させたものは、安定して優れた被削性を示すと共に、良好な仕上げ面精度を与えることを見出したのである。
【００１７】
従って本発明では、上記の如く鋼中に被削性改善成分として前記（複合）酸化物を適量含有させるところに特徴を有しているが、その前提として、鋼材の縦断面に現われる長径１〜１５μｍの介在物が、断面積１ｍｍ2当たり１００〜２０００個、より好ましくは１５０〜１０００個分散していることが必要となる。ちなみに、鋼中に存在し得る介在物としては、酸化物、硫化物、窒化物などが挙げられるが、それら介在物の中でも長径が１μｍ未満の微細なものは、被削性や仕上げ面精度に殆ど影響を及ぼすことがない。一方、長径が１５μｍを超える介在物が鋼中に多数存在すると、鋼材としての機械的特性、特に靭性や延性等に顕著な悪影響をを及ぼす可能性があるが、現実にはその様な大きなサイズの介在物は殆ど見られない。
【００１８】
そして本発明で意図する優れた被削性と仕上げ面精度を確保するには、上記介在物のサイズと個数を満たす条件の下で、長径が１μｍ以上である全介在物中に占める酸化物の個数比率が４％以上であり、且つ、該酸化物中の前記(複合)酸化物の占める個数の割合が５％以上であることが必須の要件となる。
【００１９】
即ち本発明では、基本的に鋼材中に分散している介在物のうち酸化物の個数を特定することに加えて、該酸化物中の前記（複合）酸化物の占める個数割合を特定することによって、卓越した被削性と仕上げ面精度を与える快削鋼を得ることに成功したものである。
【００２０】
ちなみに、鋼断面に現われる全介在物の中には、酸化物、硫化物、窒化物、炭化物およびそれらの複合物などが含まれ、また酸化物の中にはアルミナ、シリカ、酸化マンガン、酸化クロムおよびそれらの複合物などが含まれるが、本発明で意図するレベルの被削性と仕上げ面精度を確保するには、全介在物中に占める長径１μｍ以上の酸化物の個数割合が４％以上で、且つ該酸化物のうち、前記（複合）酸化物の占める個数割合が５％以上であることが必須となる。
【００２１】
そして、全介在物中に占める酸化物の個数割合が４％未満で、しかも該酸化物中に占める前記（複合）酸化物の占める個数割合が５％未満では、これら特定の（複合）酸化物に期待される被削性および仕上げ面精度改善効果が有効に発揮されない。即ちこれら特定の（複合）酸化物は、融点が１０００℃以下であり、好ましくは、後述する方法によって溶鋼中に添加されるそれら（複合）酸化物の成分組成を融点が８００℃以下となる様に調整し、長径が１μｍ以上である該特定（複合）酸化物の個数が上記要件を満たす様にコントロールすれば、切削加工時の摩擦熱による該特定（複合）酸化物の軟化・溶融作用によって被削性が大幅に高められると共に、仕上げ面精度を著しく改善することができるのである。
【００２２】
しかも、上記（複合）酸化物の多くは球状であるため、機械的特性を劣化させることはなく、酸化物の存在形態によってはむしろ機械的特性の向上に寄与する。
【００２３】
尚、こうした酸化物による改善作用は、Ｎａ，ＬｉおよびＢの各酸化物については、それぞれ単独で有効に発揮される他、２種もしくは３種の複合酸化物としても有効に発揮されるが、Ｓｉの酸化物については、単独酸化物として所定量存在していても本発明の意図する様な被削性を得ることはできず、前記Ｎａ，Ｌｉ，Ｂの少なくとも１種の酸化物との複合酸化物として存在させることが必須となる。これは、Ｓｉの単独酸化物はＮａ酸化物、Ｌｉ酸化物、Ｂ酸化物に比べて融点が高いため、切削加工時の昇温による軟化・溶融作用が有効に発揮されないからと思われる。
【００２４】
尚、被削性や仕上げ面精度の向上に寄与する前記Ｎａ，Ｌｉ，Ｂの酸化物源となるＮａ，Ｌｉ，Ｂは、通常の溶鋼中には殆ど含まれていない。従って本発明の上記目的を果たすには、溶鋼中にＮａ酸化物、Ｌｉ酸化物、Ｂ酸化物あるいはそれらの複合酸化物を添加することが必要であり、具体的には、レードル、タンディッシュおよび鋳型の少なくとも１個所で、溶鋼中にそれらの酸化物、もしくはＳｉとの複合酸化物を添加し、これらを溶鋼中に含有させる方法が採用される。
【００２５】
この時、添加される上記酸化物や複合酸化物は、添加前の状態で融点が１０００℃以下、より好ましくは８００℃以下となる様に成分調整しておくことが望ましい。溶鋼内に添加された上記酸化物や複合酸化物は、高温の溶鋼中で形態変化を起こすが、前述した位置で添加する方法を採用すれば、最終的に得られる鋼材内においても、溶融温度１２００℃程度以下の（複合）酸化物として存在させることができる。
【００２６】
尚上記酸化物または複合酸化物の添加量は、溶鋼に対して１００ｐｐｍ以上、より好ましくは３００ｐｐｍ以上とすべきであり、１００ｐｐｍ未満では、最終的に得られる鋼中に、十分なサイズ（長径１μｍ以上）と量（個数）の（複合）酸化物を存在させることができず、本発明で意図する優れた被削性と仕上げ面精度が得られ難くなる。上記酸化物や複合酸化物は過剰量添加しても、その大部分は溶鋼中に歩留まることなくスラグとなって湯面上に浮上分離されるので実害は生じないが、その効果は２０００ｐｐｍ程度で飽和するので、それ以上の添加は経済的に無駄であり、好ましくは１０００ｐｐｍ程度以下で十分である。尚これらの酸化物は、単体酸化物として添加するよりも複合酸化物として溶鋼に添加した方が、鋼中に歩留まり易いので有利である。添加する酸化物の融点は、状態図の値を基準にして予め決めておけばよい。
【００２７】
本発明は、上記のように快削鋼中に含まれる（複合）酸化物のサイズと量を規定したところに特徴を有するもので、鋼材の種類は特に制限されないが、本発明の前記特徴が最も有効に発揮される快削鋼の標準的な化学成分を例示すると下記の通りである。
【００２８】
Ｃ：０．０２〜０．１５％
Ｃは鋼の強度向上元素として重要な元素であるが、反面、延性を低下させる元素でもあり、その含有量が極めて低い低炭素鋼領域では、鋼の延性を適度に低下させて被削性を高める作用を発揮する。そのためにはＣ量を０．０２％以上とすべきであるが、Ｃ量が多くなり過ぎると、鋼が高質化して工具寿命を低下させる原因になるので０．１５％以下に抑えるのがよい。
【００２９】
Ｓｉ：０．５％以下（０％を含まない）
Ｓｉは通常、溶製時に使用する脱酸剤として混入してくるが、Ｓｉは酸素との反応性が非常に速く、０．５％を超えると、鋼中の必要酸素量を確保することが困難になるばかりでなく、Ｎａ，Ｌｉ，Ｂ酸化物の酸素を奪って被削性改質作用を発現し難くすることがあるので、０．５％以下、より好ましくは０．１５％以下に抑えることが望ましい。
【００３０】
Ｍｎ：０．５〜１．７５％
Ｍｎは、被削性の向上に有効なＭｎＳを生成させる他、熱間加工性を高める上でも有効に作用する元素であり、これらの作用を有効に発揮させるには０．５％以上含有させることが望ましい。しかし、Ｍｎ含有量が多過ぎると鋼材の加工硬化が顕著になり、工具寿命を短縮させる原因になるので１．７５％以下、より好ましくは１．５％以下に抑えることが望ましい。
【００３１】
Ｐ：０．００４〜０．２％
Ｐは鋼の延性を低下させ、切削加工時の切屑処理性を向上すると共に仕上げ面粗さを低減するのに有効な元素であり、それらの作用を有効に発揮させるには０．００４％以上のＰを含有させることが望ましい。しかし、０．２％を超えて過度に含有させると、熱間加工時に表面欠陥を起こし易くなる。よって、Ｐの含有量は０．００４％以上、より好ましくは０．０１％以上で、０．２％以下、より好ましくは０．１５％以下に抑えることが望ましい。
【００３２】
Ｓ：０．１５〜０．５％
Ｓは、切屑分断性を含めた被削性全般の向上に有効なＭｎＳを形成する元素であるが、０．１５％未満ではその効果が十分に発揮されず、一方０．５％を超えると熱間加工性や延性を著しく劣化させる。よって、Ｓ含有量は０．１５％以上、より好ましくは０．２％以上で、０．５％以下、より好ましくは０．４％以下に抑えることが望ましい。
【００３３】
Ｏ：０．００５〜０．０２８％
Ｏは、前記（複合）酸化物の析出形態を左右する重要な元素であり、トータル酸素量が０．００５％未満では、本発明で定める前記サイズと量の（複合）酸化物を存在させることができず、本発明で意図するレベルの被削性と仕上げ面精度を確保するには０．００５％以上、より好ましくは０．０１％以上のＯを含むものが望ましい。しかしＯ量が多過ぎると、溶製時に酸化鉄の生成を促して溶製炉の内張り耐火物を損傷し炉寿命の短縮を招くばかりでなく、溶損した耐火物が鋼中に混入すると切削工具寿命を低下させる大きな原因になる。従って、Ｏの含有量は０．０２８％以下、より好ましくは０．０２５％以下に抑えることが望ましい。
【００３４】
本発明で使用される快削鋼の好ましい含有元素は上記の通りであり、残部成分は実質的にＦｅであるが、該快削鋼中には微量の不可避不純物の含有が許容されることは勿論のこと、前記本発明の作用に悪影響を与えない範囲で更に他の元素を積極的に含有させた快削鋼を使用することも可能である。積極添加が許容される他の元素の例としては、工具寿命や面粗度改善効果を有するＰｂ，Ｂｉ，Ｔｅ等が挙げられ、それらは単独で或いは２種以上を複合添加できるが、それらは合計量で０．５％程度以下に抑えることが望ましい。
【００３５】
次に、前記（複合）酸化物の分析法について説明する。供試材は、１５５ｍｍ×１５５ｍｍの鋳片を１２００℃で直径８０ｍｍの丸棒状に鍛造した後、８５０℃×１ｈｒ空冷で焼ならし処理し、該鍛造材の鍛造方向に平行な断面のＤ／４位置を研磨する。次いで、供試材の観察位置を特定するため荷重５ｋｇで圧痕を打つ。介在物の個数測定は、光学顕微鏡を用いて圧痕近傍を倍率１００倍で１視野当たり０．５ｍｍ×０．５ｍｍの面積を４視野づつ観察し、長径が１μｍ以上の介在物について画像解析した。次いで、日本電子製「ＪＸＡ−８８００ＲＬ」のＥＰＭＡにより加速電圧１５ｋＶ、倍率５００倍で４視野を観察して介在物の組成を特定する。この観察では、Ｎａ、Ｌｉ，Ｂ，Ｓｉ，ＯおよびＭｎ，Ｓ，Ｃｒのマッピングを行なって各元素の存在を確認した。ただしＥＰＭＡでは、ＬｉやＢなどの軽元素は検出し難いので、ＥＰＭＡ観察と同じ領域をＣＡＭＥＣＡ−ｉｍｓｆ５ｆのＳＩＭＳにより一次イオン条件Ｏ2 +−８ｋｅＶ−１ｎＡ、倍率５００倍で４視野を観察する。ＳＩＭＳでは一次イオンとしてＯ2 +を用いており、Ｏの存在がはっきりしないが、ＥＰＭＡでＯの観察されているものは酸化物と判断する。ＥＰＭＡおよびＳＩＭＳ観察でＮａ，Ｌｉ，Ｂ，Ｓｉから選択される１種以上と酸素（Ｏ）の存在が確認できたものを（複合）酸化物とした。この観察で、長径１μｍ以上の全介在物のうち、観察された全酸化物および（複合）酸化物の数を求めて夫々の個数割合を算出した。酸化物とＭｎＳとからなる介在物は酸化物としてカウントした。
【００３６】
次に評価法について説明すると、評価項目は工具寿命と仕上げ面粗度の２つとし、工具寿命は、１５５ｍｍ×１５５ｍｍ鋳片を直径２２ｍｍ×３ｍの棒鋼に熱間圧延し、超硬旋削試験により評価した。試験条件は、表１に示す如く、Ｐ１０チップを用い、切削速度：２００（ｍ／ｍｉｎ）、送り：０．２５（ｍｍ／ｒｅｖ）、切込み：１．５（ｍｍ）とした。工具寿命の判断基準は、ＶＢ摩耗０．２ｍｍとした。
【００３７】
【表１】
【００３８】
部品の仕上げ面粗度は、上記焼きならし処理材を用いて超硬旋削試験により評価した。試験条件は、表２に示す如くＰ１０チップを用い、切削速度：１５０（ｍ／ｍｉｎ）、送り：０．１０（ｍｍ／ｒｅｖ）、切込み：１．０（ｍｍ）、切削時間：１（ｍｉｎ）とした。仕上げ面粗度は切削終了間際の領域を評価した。
【００３９】
【表２】
【００４０】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００４１】
実施例
本発明鋼は、５００ｋｇ高周波溶解炉で溶解した低炭素鋼に、組成調整した（複合）酸化物を添加し、１５５ｍｍ角に鋳造した。表３に本発明鋼（Ｎｏ．１〜１２）および比較鋼（Ｎｏ．１３〜１８）の主成分、添加酸化物の組成、添加量、融点を示す。なおＮｏ．１３は現用の鉛快削鋼、Ｎｏ．１４はべース鋼、Ｎｏ．１５〜１８は本発明で定めるいずれかの規定要件を欠く比較例である。
【００４２】
表４および図１〜４に供試材の評価結果を示す。図１に見られる様に、（複合）酸化物の個数割合が５％以上になると、工具寿命が大幅に向上し、Ｎｏ．１３の鉛快削鋼と同レベルの被削性が得られている。また図２に見られる様に、（複合）酸化物の個数割合が５％が以上になると、仕上げ面粗度も鉛快削鋼レベル以上に向上している。
【００４３】
更に、図３，４からも明らかな様に、工具寿命の向上効果を有効に発揮させるには、成分調整された（複合）酸化物を１００ｐｐｍ以上添加しなければならないことが分かる。
【００４４】
これらの実験結果からも明らかな様に、本発明によれば、従来の鉛快削鋼に較べて全く遜色のない工具寿命と仕上げ面精度を示す快削鋼を得ることができることが分かる。
【００４５】
【表３】
【００４６】
【表４】
【００４７】
【発明の効果】
本発明は以上の様に構成されており、縦断面の長径１μｍ以上の全介在物に占める酸化物の個数割合が４％以上であり、かつ、その酸化物のうちＮａ、Ｌｉ，Ｂから選ばれる１種以上の酸化物、もしくは、Ｌｉ，Ｎａ，Ｂ，Ｓｉから選ばれる２種以上の複合酸化物の個数割合が５％以上である本発明鋼の快削鋼は、公害原因を生じることなく優れた工具寿命と仕上げ面粗度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実験で用いた供試快削鋼中の（複合）酸化物の個数割合と工具寿命の関係を示すグラフである。
【図２】実験で用いた供試快削鋼中の（複合）酸化物の割合と仕上げ面粗度の関係を示すグラフである。
【図３】鋼への（複合）酸化物の添加量と工具寿命の関係を示すグラフである。
【図４】鋼への（複合）酸化物の添加量と仕上げ面粗度の関係を示すグラフである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、被削性に優れた快削鋼とその製法に関し、より詳細には、鋼中に特定の酸化物を積極的に特定量含有させることにより、安定して優れた被削性を示す様に改善された快削鋼とその製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、工業製品の大量生産に伴い鋼材の被削性が大きな問題となっており、切削加工の低コスト化および部品仕上げ面精度の向上などから被削性改善が強く求められている。
【０００３】
こうした状況の下で、被削性改善手段についても多くの研究が進められており、例えば鉛快削鋼、硫黄快削鋼、Ｃａ快削鋼、更にはこれらを組合わせた複合快削鋼等が提案され、実用化されている。
【０００４】
このうち鉛快削鋼は、工具寿命および仕上げ面精度等において優れたものであるが、近年環境問題に関する認識が高まってくるにつれて、有害重金属である鉛を含む鉛快削鋼は忌避される傾向が強い。
【０００５】
一方硫黄快削鋼は、鉛快削鋼にみられる環境汚染の問題は生じないが、鋼中に存在する硫化物が圧延方向に伸張する傾向があり、圧延方向に対して垂直方向の機械的特性に悪影響を及ぼしたり、鍛造時に硫化物を起点とする割れを起こすといった問題を起こすため硫黄添加量には自ずと限度があり、必ずしも満足のいく被削性を得ることができない。
【０００６】
また、硫黄快削鋼の被削性改善効果は鋼中に含まれる硫化物の形態によって左右され、該硫化物の形態は鋼中の酸素によって影響を受けるとされている。即ち、鋼中の酸素量が多いと硫化物が球状化し、工具寿命が向上すると考えられている。これは、鋼の凝固時に鋼中で硫化物が析出する際に、鋼中の酸化物がその核となって硫化物の析出に関与するためと考えられており、酸素量が多い程、被削性に有効な大径の硫化物が析出し易くなるとされている。つまり、酸素の存在によって大きな硫化物が生成し、これにより工具の摩耗が抑えられるのである。こうした意味において、鋼中の酸素は鋼材の被削性に対し好影響を与えていると考えられる。
【０００７】
ところが反面で、鋼中の酸素量が多いと鋼中に多くの酸化物が生成するが、該酸化物は硬質でそれ自身が工具摩耗を促進する方向に作用する。即ち全体としてみれば、鋼中の酸素は鋼材の被削性に対し好影響と悪影響を及ぼしていると考えられる。
【０００８】
またＣａ快削鋼は、酸化物の形態（組成）制御により切削工具表面にベラーグと呼ばれる保護層を形成し、工具の拡散摩耗を抑制するタイプの快削鋼である。この保護層の形成は、工具表面近傍における温度と酸化物の融点に影響を受ける。現在一般に製造されているＣａ酸化物系快削鋼は、Ｓｉ，Ａ１，Ｃａの複合酸化物において最も低融点となるアノルサイトやゲーレナイトと呼ばれる酸化物を生成させるものであり、超硬工具による高速切削においては工具寿命を延長する効果が認められている。しかし、低切削速度領域での工具寿命改善効果は乏しい。また、結晶粒度を調整するためＡ１を添加したＣａ快削鋼では、酸化物としてＡ１2Ｏ3を多く含む高融点のものが生成し易いため、切削条件によっては工具摩耗を促進する恐れもある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述の如く従来の快削鋼は、切削条件の制限や環境汚染の問題を生じるなど、必ずしも満足し得るものとは言い難い。すなわち鉛快削鋼は、重金属である鉛を使用しているため環境保全の観点から充分留意しなければなず、硫黄快削鋼は、鋼中の酸素が鋼材の被削性に対して好影響と悪影響とを与える。Ｃａ快削鋼は、超硬工具を用いた高切削速度領域での工具寿命の改善には有効であるが、低切削速度領域での被削性改善効果は乏しい。
【００１０】
本発明はかかる実状を鑑み、環境にも配慮し、低切削速度領域から高切削速度領域の広い加工領域において安定して優れた被削性を示し、工具寿命延長作用や面粗度改善効果に優れた快削鋼とその製法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決することのできた本発明に係る快削鋼とは、質量％で
Ｃ ：０．０２〜０．１５％、
Ｓｉ：０．５％以下、
Ｍｎ：０．５〜１．７５％、
Ｐ ：０．００４〜０．２０％、
Ｓ ：０．１５〜０．５０％、
Ｏ ：０．００５〜０．０２８％を含む鋼からなり、該鋼の縦断面に現われる長径１μｍ以上の介在物が断面１ｍｍ2当たり１００〜２０００個であり、更に
該介在物の全量中に占める酸化物の個数割合が４％以上で、且つ、該酸化物のうち、Ｎａ，Ｌｉ，Ｂよりなる群から選択される少なくとも１種の元素の酸化物の個数割合が５％以上であるか、あるいは
該介在物の全量中に占める酸化物の個数割合が４％以上であり、且つ、該酸化物のうちＮａ，Ｌｉ，Ｂ，Ｓｉよりなる群から選択される少なくとも２種の酸化物の個数割合が５％以上である
被削性に優れた快削鋼である。
【００１２】
また本発明に係る製法は、上記被削性に優れた快削鋼を製造する方法を提供するもので、該快削鋼を製造する際に、
Ｎａ，Ｌｉ，Ｂよりなる群から選択される少なくとも１種の元素の酸化物からなる融点が１０００℃以下の酸化物を、溶鋼中に１００ｐｐｍ以上添加し、あるいは
Ｎａ，Ｌｉ，Ｂ，Ｓｉよりなる群から選択される少なくとも２種の元素の酸化物からなる融点が１０００℃以下の複合酸化物を、溶鋼中に１００ｐｐｍ以上添加する
ところに要旨を有している。尚、融点が１０００℃以下である前記酸化物は、レードル、タンディッシュおよび鋳型の少なくとも１個所で溶鋼に添加することにより、鋼中に均一に混入・分散させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明者らは前述した様な課題の下で、従来の鉛や硫黄、Ｃａ酸化物などに代わる快削成分を模索し、切削性や仕上げ面精度の一層の改善を期して鋭意研究を進めてきた。その結果、Ｎａ，Ｌｉ，Ｂよりなる群から選択される少なくとも１種の元素の酸化物からなる融点が１０００℃以下の酸化物、もしくは、Ｎａ，Ｌｉ，Ｂ，Ｓｉよりなる群から選択される少なくとも２種の元素の複合酸化物を、溶鋼中に適量含有させたものは、安定して優れた被削性を示すと共に、良好な仕上げ面精度を与えることを知り、上記本発明に想到したものである。
【００１４】
鋼材の被削性を低下させているのは硬質な酸化系介在物であり、鋼中に介在するＡ１系やＳｉ系の硬質な酸化物は工具摩耗を促進して被削性を阻害し、工具寿命を短縮すると共に仕上げ面粗度を悪化させている。
【００１５】
そこで、本発明者らは低融点酸化物に着目して鋭意検討の結果、１０００℃以下の融点を持った低融点酸化物を含有させれば、切削時における鋼中の該低融点酸化物が溶融・軟化することによって、工具寿命および仕上げ面精度が高められることを知った。ちなみに、融点が１０００℃以下の酸化物を鋼中に分散させれば、切削中の刃先温度上昇により鋼中の該酸化物が溶融もしくは軟化し、工具の摩耗が抑制されると共に、該酸化物が工具表面を保護して工具寿命の向上にも有効に作用することが判明した。
【００１６】
前述した通り鋼中に含まれる金属酸化物は一般的に硬質であり、これまでは被削性を劣化させるものと考えられており、金属酸化物を被削性向上成分として積極的に利用するといったことはあまり考えられなかった。ところが、鋼中にＮａ，Ｌｉ，Ｂよりなる群から選択される少なくとも１種の元素の酸化物からなる低融点の酸化物、もしくは、Ｎａ，Ｌｉ，Ｂ，Ｓｉよりなる群から選択される少なくとも２種の元素の低融点の複合酸化物［以下、これらをまとめて（複合）酸化物ということがある］を溶鋼中に適量含有させたものは、安定して優れた被削性を示すと共に、良好な仕上げ面精度を与えることを見出したのである。
【００１７】
従って本発明では、上記の如く鋼中に被削性改善成分として前記（複合）酸化物を適量含有させるところに特徴を有しているが、その前提として、鋼材の縦断面に現われる長径１〜１５μｍの介在物が、断面積１ｍｍ2当たり１００〜２０００個、より好ましくは１５０〜１０００個分散していることが必要となる。ちなみに、鋼中に存在し得る介在物としては、酸化物、硫化物、窒化物などが挙げられるが、それら介在物の中でも長径が１μｍ未満の微細なものは、被削性や仕上げ面精度に殆ど影響を及ぼすことがない。一方、長径が１５μｍを超える介在物が鋼中に多数存在すると、鋼材としての機械的特性、特に靭性や延性等に顕著な悪影響をを及ぼす可能性があるが、現実にはその様な大きなサイズの介在物は殆ど見られない。
【００１８】
そして本発明で意図する優れた被削性と仕上げ面精度を確保するには、上記介在物のサイズと個数を満たす条件の下で、長径が１μｍ以上である全介在物中に占める酸化物の個数比率が４％以上であり、且つ、該酸化物中の前記(複合)酸化物の占める個数の割合が５％以上であることが必須の要件となる。
【００１９】
即ち本発明では、基本的に鋼材中に分散している介在物のうち酸化物の個数を特定することに加えて、該酸化物中の前記（複合）酸化物の占める個数割合を特定することによって、卓越した被削性と仕上げ面精度を与える快削鋼を得ることに成功したものである。
【００２０】
ちなみに、鋼断面に現われる全介在物の中には、酸化物、硫化物、窒化物、炭化物およびそれらの複合物などが含まれ、また酸化物の中にはアルミナ、シリカ、酸化マンガン、酸化クロムおよびそれらの複合物などが含まれるが、本発明で意図するレベルの被削性と仕上げ面精度を確保するには、全介在物中に占める長径１μｍ以上の酸化物の個数割合が４％以上で、且つ該酸化物のうち、前記（複合）酸化物の占める個数割合が５％以上であることが必須となる。
【００２１】
そして、全介在物中に占める酸化物の個数割合が４％未満で、しかも該酸化物中に占める前記（複合）酸化物の占める個数割合が５％未満では、これら特定の（複合）酸化物に期待される被削性および仕上げ面精度改善効果が有効に発揮されない。即ちこれら特定の（複合）酸化物は、融点が１０００℃以下であり、好ましくは、後述する方法によって溶鋼中に添加されるそれら（複合）酸化物の成分組成を融点が８００℃以下となる様に調整し、長径が１μｍ以上である該特定（複合）酸化物の個数が上記要件を満たす様にコントロールすれば、切削加工時の摩擦熱による該特定（複合）酸化物の軟化・溶融作用によって被削性が大幅に高められると共に、仕上げ面精度を著しく改善することができるのである。
【００２２】
しかも、上記（複合）酸化物の多くは球状であるため、機械的特性を劣化させることはなく、酸化物の存在形態によってはむしろ機械的特性の向上に寄与する。
【００２３】
尚、こうした酸化物による改善作用は、Ｎａ，ＬｉおよびＢの各酸化物については、それぞれ単独で有効に発揮される他、２種もしくは３種の複合酸化物としても有効に発揮されるが、Ｓｉの酸化物については、単独酸化物として所定量存在していても本発明の意図する様な被削性を得ることはできず、前記Ｎａ，Ｌｉ，Ｂの少なくとも１種の酸化物との複合酸化物として存在させることが必須となる。これは、Ｓｉの単独酸化物はＮａ酸化物、Ｌｉ酸化物、Ｂ酸化物に比べて融点が高いため、切削加工時の昇温による軟化・溶融作用が有効に発揮されないからと思われる。
【００２４】
尚、被削性や仕上げ面精度の向上に寄与する前記Ｎａ，Ｌｉ，Ｂの酸化物源となるＮａ，Ｌｉ，Ｂは、通常の溶鋼中には殆ど含まれていない。従って本発明の上記目的を果たすには、溶鋼中にＮａ酸化物、Ｌｉ酸化物、Ｂ酸化物あるいはそれらの複合酸化物を添加することが必要であり、具体的には、レードル、タンディッシュおよび鋳型の少なくとも１個所で、溶鋼中にそれらの酸化物、もしくはＳｉとの複合酸化物を添加し、これらを溶鋼中に含有させる方法が採用される。
【００２５】
この時、添加される上記酸化物や複合酸化物は、添加前の状態で融点が１０００℃以下、より好ましくは８００℃以下となる様に成分調整しておくことが望ましい。溶鋼内に添加された上記酸化物や複合酸化物は、高温の溶鋼中で形態変化を起こすが、前述した位置で添加する方法を採用すれば、最終的に得られる鋼材内においても、溶融温度１２００℃程度以下の（複合）酸化物として存在させることができる。
【００２６】
尚上記酸化物または複合酸化物の添加量は、溶鋼に対して１００ｐｐｍ以上、より好ましくは３００ｐｐｍ以上とすべきであり、１００ｐｐｍ未満では、最終的に得られる鋼中に、十分なサイズ（長径１μｍ以上）と量（個数）の（複合）酸化物を存在させることができず、本発明で意図する優れた被削性と仕上げ面精度が得られ難くなる。上記酸化物や複合酸化物は過剰量添加しても、その大部分は溶鋼中に歩留まることなくスラグとなって湯面上に浮上分離されるので実害は生じないが、その効果は２０００ｐｐｍ程度で飽和するので、それ以上の添加は経済的に無駄であり、好ましくは１０００ｐｐｍ程度以下で十分である。尚これらの酸化物は、単体酸化物として添加するよりも複合酸化物として溶鋼に添加した方が、鋼中に歩留まり易いので有利である。添加する酸化物の融点は、状態図の値を基準にして予め決めておけばよい。
【００２７】
本発明は、上記のように快削鋼中に含まれる（複合）酸化物のサイズと量を規定したところに特徴を有するもので、鋼材の種類は特に制限されないが、本発明の前記特徴が最も有効に発揮される快削鋼の標準的な化学成分を例示すると下記の通りである。
【００２８】
Ｃ：０．０２〜０．１５％
Ｃは鋼の強度向上元素として重要な元素であるが、反面、延性を低下させる元素でもあり、その含有量が極めて低い低炭素鋼領域では、鋼の延性を適度に低下させて被削性を高める作用を発揮する。そのためにはＣ量を０．０２％以上とすべきであるが、Ｃ量が多くなり過ぎると、鋼が高質化して工具寿命を低下させる原因になるので０．１５％以下に抑えるのがよい。
【００２９】
Ｓｉ：０．５％以下（０％を含まない）
Ｓｉは通常、溶製時に使用する脱酸剤として混入してくるが、Ｓｉは酸素との反応性が非常に速く、０．５％を超えると、鋼中の必要酸素量を確保することが困難になるばかりでなく、Ｎａ，Ｌｉ，Ｂ酸化物の酸素を奪って被削性改質作用を発現し難くすることがあるので、０．５％以下、より好ましくは０．１５％以下に抑えることが望ましい。
【００３０】
Ｍｎ：０．５〜１．７５％
Ｍｎは、被削性の向上に有効なＭｎＳを生成させる他、熱間加工性を高める上でも有効に作用する元素であり、これらの作用を有効に発揮させるには０．５％以上含有させることが望ましい。しかし、Ｍｎ含有量が多過ぎると鋼材の加工硬化が顕著になり、工具寿命を短縮させる原因になるので１．７５％以下、より好ましくは１．５％以下に抑えることが望ましい。
【００３１】
Ｐ：０．００４〜０．２％
Ｐは鋼の延性を低下させ、切削加工時の切屑処理性を向上すると共に仕上げ面粗さを低減するのに有効な元素であり、それらの作用を有効に発揮させるには０．００４％以上のＰを含有させることが望ましい。しかし、０．２％を超えて過度に含有させると、熱間加工時に表面欠陥を起こし易くなる。よって、Ｐの含有量は０．００４％以上、より好ましくは０．０１％以上で、０．２％以下、より好ましくは０．１５％以下に抑えることが望ましい。
【００３２】
Ｓ：０．１５〜０．５％
Ｓは、切屑分断性を含めた被削性全般の向上に有効なＭｎＳを形成する元素であるが、０．１５％未満ではその効果が十分に発揮されず、一方０．５％を超えると熱間加工性や延性を著しく劣化させる。よって、Ｓ含有量は０．１５％以上、より好ましくは０．２％以上で、０．５％以下、より好ましくは０．４％以下に抑えることが望ましい。
【００３３】
Ｏ：０．００５〜０．０２８％
Ｏは、前記（複合）酸化物の析出形態を左右する重要な元素であり、トータル酸素量が０．００５％未満では、本発明で定める前記サイズと量の（複合）酸化物を存在させることができず、本発明で意図するレベルの被削性と仕上げ面精度を確保するには０．００５％以上、より好ましくは０．０１％以上のＯを含むものが望ましい。しかしＯ量が多過ぎると、溶製時に酸化鉄の生成を促して溶製炉の内張り耐火物を損傷し炉寿命の短縮を招くばかりでなく、溶損した耐火物が鋼中に混入すると切削工具寿命を低下させる大きな原因になる。従って、Ｏの含有量は０．０２８％以下、より好ましくは０．０２５％以下に抑えることが望ましい。
【００３４】
本発明で使用される快削鋼の好ましい含有元素は上記の通りであり、残部成分は実質的にＦｅであるが、該快削鋼中には微量の不可避不純物の含有が許容されることは勿論のこと、前記本発明の作用に悪影響を与えない範囲で更に他の元素を積極的に含有させた快削鋼を使用することも可能である。積極添加が許容される他の元素の例としては、工具寿命や面粗度改善効果を有するＰｂ，Ｂｉ，Ｔｅ等が挙げられ、それらは単独で或いは２種以上を複合添加できるが、それらは合計量で０．５％程度以下に抑えることが望ましい。
【００３５】
次に、前記（複合）酸化物の分析法について説明する。供試材は、１５５ｍｍ×１５５ｍｍの鋳片を１２００℃で直径８０ｍｍの丸棒状に鍛造した後、８５０℃×１ｈｒ空冷で焼ならし処理し、該鍛造材の鍛造方向に平行な断面のＤ／４位置を研磨する。次いで、供試材の観察位置を特定するため荷重５ｋｇで圧痕を打つ。介在物の個数測定は、光学顕微鏡を用いて圧痕近傍を倍率１００倍で１視野当たり０．５ｍｍ×０．５ｍｍの面積を４視野づつ観察し、長径が１μｍ以上の介在物について画像解析した。次いで、日本電子製「ＪＸＡ−８８００ＲＬ」のＥＰＭＡにより加速電圧１５ｋＶ、倍率５００倍で４視野を観察して介在物の組成を特定する。この観察では、Ｎａ、Ｌｉ，Ｂ，Ｓｉ，ＯおよびＭｎ，Ｓ，Ｃｒのマッピングを行なって各元素の存在を確認した。ただしＥＰＭＡでは、ＬｉやＢなどの軽元素は検出し難いので、ＥＰＭＡ観察と同じ領域をＣＡＭＥＣＡ−ｉｍｓｆ５ｆのＳＩＭＳにより一次イオン条件Ｏ2 +−８ｋｅＶ−１ｎＡ、倍率５００倍で４視野を観察する。ＳＩＭＳでは一次イオンとしてＯ2 +を用いており、Ｏの存在がはっきりしないが、ＥＰＭＡでＯの観察されているものは酸化物と判断する。ＥＰＭＡおよびＳＩＭＳ観察でＮａ，Ｌｉ，Ｂ，Ｓｉから選択される１種以上と酸素（Ｏ）の存在が確認できたものを（複合）酸化物とした。この観察で、長径１μｍ以上の全介在物のうち、観察された全酸化物および（複合）酸化物の数を求めて夫々の個数割合を算出した。酸化物とＭｎＳとからなる介在物は酸化物としてカウントした。
【００３６】
次に評価法について説明すると、評価項目は工具寿命と仕上げ面粗度の２つとし、工具寿命は、１５５ｍｍ×１５５ｍｍ鋳片を直径２２ｍｍ×３ｍの棒鋼に熱間圧延し、超硬旋削試験により評価した。試験条件は、表１に示す如く、Ｐ１０チップを用い、切削速度：２００（ｍ／ｍｉｎ）、送り：０．２５（ｍｍ／ｒｅｖ）、切込み：１．５（ｍｍ）とした。工具寿命の判断基準は、ＶＢ摩耗０．２ｍｍとした。
【００３７】
【表１】
部品の仕上げ面粗度は、上記焼きならし処理材を用いて超硬旋削試験により評価した。試験条件は、表２に示す如くＰ１０チップを用い、切削速度：１５０（ｍ／ｍｉｎ）、送り：０．１０（ｍｍ／ｒｅｖ）、切込み：１．０（ｍｍ）、切削時間：１（ｍｉｎ）とした。仕上げ面粗度は切削終了間際の領域を評価した。
【００３９】
【表２】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００４１】
実施例
本発明鋼は、５００ｋｇ高周波溶解炉で溶解した低炭素鋼に、組成調整した（複合）酸化物を添加し、１５５ｍｍ角に鋳造した。表３に本発明鋼（Ｎｏ．１〜１２）および比較鋼（Ｎｏ．１３〜１８）の主成分、添加酸化物の組成、添加量、融点を示す。なおＮｏ．１３は現用の鉛快削鋼、Ｎｏ．１４はべース鋼、Ｎｏ．１５〜１８は本発明で定めるいずれかの規定要件を欠く比較例である。
【００４２】
表４および図１〜４に供試材の評価結果を示す。図１に見られる様に、（複合）酸化物の個数割合が５％以上になると、工具寿命が大幅に向上し、Ｎｏ．１３の鉛快削鋼と同レベルの被削性が得られている。また図２に見られる様に、（複合）酸化物の個数割合が５％が以上になると、仕上げ面粗度も鉛快削鋼レベル以上に向上している。
【００４３】
更に、図３，４からも明らかな様に、工具寿命の向上効果を有効に発揮させるには、成分調整された（複合）酸化物を１００ｐｐｍ以上添加しなければならないことが分かる。
【００４４】
これらの実験結果からも明らかな様に、本発明によれば、従来の鉛快削鋼に較べて全く遜色のない工具寿命と仕上げ面精度を示す快削鋼を得ることができることが分かる。
【００４５】
【表３】
【表４】
【発明の効果】
本発明は以上の様に構成されており、縦断面の長径１μｍ以上の全介在物に占める酸化物の個数割合が４％以上であり、かつ、その酸化物のうちＮａ、Ｌｉ，Ｂから選ばれる１種以上の酸化物、もしくは、Ｌｉ，Ｎａ，Ｂ，Ｓｉから選ばれる２種以上の複合酸化物の個数割合が５％以上である本発明鋼の快削鋼は、公害原因を生じることなく優れた工具寿命と仕上げ面粗度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実験で用いた供試快削鋼中の（複合）酸化物の個数割合と工具寿命の関係を示すグラフである。
【図２】実験で用いた供試快削鋼中の（複合）酸化物の割合と仕上げ面粗度の関係を示すグラフである。
【図３】鋼への（複合）酸化物の添加量と工具寿命の関係を示すグラフである。
【図４】鋼への（複合）酸化物の添加量と仕上げ面粗度の関係を示すグラフである。
Claims (7)
- 質量％で
Ｃ ：０．０２〜０．１５％、
Ｓｉ：０．５％以下、
Ｍｎ：０．５〜１．７５％、
Ｐ ：０．００４〜０．２０％、
Ｓ ：０．１５〜０．５０％、
Ｏ ：０．００５〜０．０２８％を含有し、
残部がＦｅおよび不可避不純物である快削用棒鋼であって、
該棒鋼はさらにＮａ，ＬｉおよびＢよりなる群から選択される少なくとも１種の元素を含有し、且つ、
該棒鋼の鍛造方向に平行な断面に現われる長径１〜１５μｍの介在物が断面積１ｍｍ2当たり１００〜２０００個で、該介在物の全量中に占める酸化物の個数割合が４％以上であり、且つ、該酸化物のうち、Ｎａ，Ｌｉ，Ｂよりなる群から選択される少なくとも１種の元素の酸化物の個数割合が５％以上であることを特徴とする被削性に優れた快削用棒鋼。 - 前記Ｎａ，ＬｉおよびＢは、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，ＰおよびＳが請求項１に記載の範囲を満足する溶鋼中に、Ｎａ，ＬｉおよびＢよりなる群から選択される少なくとも１種の元素の酸化物からなる融点が１０００℃以下の酸化物を１００ｐｐｍ以上添加することによって供給されるものである請求項１に記載の快削用棒鋼。
- 質量％で
Ｃ ：０．０２〜０．１５％、
Ｓｉ ：０．５％以下、
Ｍｎ：０．５〜１．７５％、
Ｐ ：０．００４〜０．２０％、
Ｓ ：０．１５〜０．５０％、
Ｏ ：０．００５〜０．０２８％を含有し、
残部がＦｅおよび不可避不純物である快削用棒鋼であって、
該棒鋼はさらにＮａ，ＬｉおよびＢよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含有し、且つ、
該鋼の鍛造方向に平行な断面に現われる長径１〜１５μｍの介在物が断面積１ｍｍ2当たり１００〜２０００個で、該介在物の全量中に占める酸化物の個数割合が４％以上であり、
且つ、該酸化物のうちＮａ，Ｌｉ，Ｂ，Ｓｉよりなる群から選択される少なくとも２種の酸化物の個数割合が５％以上であることを特徴とする被削性に優れた快削用棒鋼。 - 前記Ｎａ，ＬｉおよびＢは、Ｃ，Ｍｎ，ＰおよびＳが請求項３に記載の範囲を満足する溶鋼中に、Ｎａ，Ｌｉ，ＢおよびＳｉよりなる群から選択される少なくとも１種の元素の酸化物からなる融点が１０００℃以下の酸化物を１００ｐｐｍ以上添加することによって供給されるものである請求項３に記載の快削用棒鋼。
- 請求項１または２に記載の快削用棒鋼を製造する方法であって、
Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，ＰおよびＳが請求項１に記載の範囲を満足する溶鋼を用意し、
該溶鋼中に、Ｎａ，Ｌｉ，Ｂよりなる群から選択される少なくとも１種の元素の酸化物からなる融点が１０００℃以下の酸化物を１００ｐｐｍ以上添加することを特徴とする被削性に優れた快削用棒鋼の製法。 - 請求項３または４に記載の快削用棒鋼を製造する方法であって、
Ｃ，Ｍｎ，ＰおよびＳが請求項３に記載の範囲を満足する溶鋼を用意し、
該溶鋼中に、Ｎａ，Ｌｉ，Ｂ，Ｓｉよりなる群から選択される少なくとも２種の元素の酸化物からなる融点が１０００℃以下の複合酸化物を１００ｐｐｍ以上添加することを特徴とする被削性に優れた快削用棒鋼の製法。 - 融点が１０００℃以下である前記酸化物を、レードル、タンディッシュおよび鋳型の少なくとも１個所で溶鋼に添加する請求項５または６に記載の製法。
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