JPH05247585A - 被削性および熱間加工性に優れた快削鋼とその製造方法 - Google Patents
被削性および熱間加工性に優れた快削鋼とその製造方法Info
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- JPH05247585A JPH05247585A JP8339892A JP8339892A JPH05247585A JP H05247585 A JPH05247585 A JP H05247585A JP 8339892 A JP8339892 A JP 8339892A JP 8339892 A JP8339892 A JP 8339892A JP H05247585 A JPH05247585 A JP H05247585A
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- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱間加工性を高め、表面傷の少ない快削鋼を
提供する。 【構成】 快削鋼が、C:0.2 %以下、Si:0.02%未
満、Mn:0.8 〜1.5 %、P:0.01〜0.12%、S:0.1
〜0.4 %、O:0.015 〜0.03%、Al:0.002 %未満、
Pb:0.075 〜0.49%、Bi:0.075 〜0.49%、B:0.
0002〜0.012 %を満たし、残部がFeおよび不可避不純
物からなり、 Pb+Bi:0.15〜0.7 % Bi/(Pb+Bi):0.3 〜0.7 9 + 1.1×104 B− 100Bi−20Pb≧ 0 式(1) であり、あるいは上記元素に加えて0.01〜 0.1%のTe
を含有し、式(1)の代わりに 9 + 1.1×104 B− 1.1×103 Te− 100Bi−20Pb≧ 0 を満足するものである。
提供する。 【構成】 快削鋼が、C:0.2 %以下、Si:0.02%未
満、Mn:0.8 〜1.5 %、P:0.01〜0.12%、S:0.1
〜0.4 %、O:0.015 〜0.03%、Al:0.002 %未満、
Pb:0.075 〜0.49%、Bi:0.075 〜0.49%、B:0.
0002〜0.012 %を満たし、残部がFeおよび不可避不純
物からなり、 Pb+Bi:0.15〜0.7 % Bi/(Pb+Bi):0.3 〜0.7 9 + 1.1×104 B− 100Bi−20Pb≧ 0 式(1) であり、あるいは上記元素に加えて0.01〜 0.1%のTe
を含有し、式(1)の代わりに 9 + 1.1×104 B− 1.1×103 Te− 100Bi−20Pb≧ 0 を満足するものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被削性と熱間加工性に
優れた快削鋼およびその製造方法に関し、詳細にはPb
−Bi合金を存在させて被削性を改善した快削鋼に、熱
間加工性を改善するBを添加してなる快削鋼および、圧
延条件等を特定することによって表面傷の少ない快削鋼
を製造する方法に関するものである。
優れた快削鋼およびその製造方法に関し、詳細にはPb
−Bi合金を存在させて被削性を改善した快削鋼に、熱
間加工性を改善するBを添加してなる快削鋼および、圧
延条件等を特定することによって表面傷の少ない快削鋼
を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】快削鋼については従来から各種タイプの
合金鋼が使用されているが、例えばOA機器、家庭用電
気機器、カメラ、時計等の精密部品等においては、最近
(12L14+Te)の超快削鋼が使用される様になっ
てきた。これに対し被削性をさらに向上させたいという
要望が強く、種々検討が行なわれている。
合金鋼が使用されているが、例えばOA機器、家庭用電
気機器、カメラ、時計等の精密部品等においては、最近
(12L14+Te)の超快削鋼が使用される様になっ
てきた。これに対し被削性をさらに向上させたいという
要望が強く、種々検討が行なわれている。
【0003】本願出願人は特開平1−298138号、
特開平2−274838号において快削性元素のPbと
Biに関して、これらをPb−Bi合金として特定量存
在させることによって被削性を向上させることに成功し
た。しかしこれらの超快削鋼は、Pb,Biを添加する
ことにより被削性を高めるものであるが、これらの元素
やTeを添加すると熱間脆性が発現して熱間加工性が悪
くなり、表面傷が発生し易くなるという問題があった。
特開平2−274838号において快削性元素のPbと
Biに関して、これらをPb−Bi合金として特定量存
在させることによって被削性を向上させることに成功し
た。しかしこれらの超快削鋼は、Pb,Biを添加する
ことにより被削性を高めるものであるが、これらの元素
やTeを添加すると熱間脆性が発現して熱間加工性が悪
くなり、表面傷が発生し易くなるという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のPb−
Bi系超快削鋼の熱間加工性を高めることと、該超快削
鋼の表面傷を少なくする製造方法を見出すことを目的と
する。
Bi系超快削鋼の熱間加工性を高めることと、該超快削
鋼の表面傷を少なくする製造方法を見出すことを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の構成は、快削鋼
が C :0.2 %以下 Si:0.02%未満 Mn:0.8 〜1.5 % P :0.01〜0.12% S :0.1 〜0.4 % O :0.015 〜0.03% Al:0.002 %未満 Pb:0.075 〜0.49% Bi:0.075 〜0.49% B :0.0002〜0.012 %を満たし、残部がFeおよび不
可避不純物からなり、
が C :0.2 %以下 Si:0.02%未満 Mn:0.8 〜1.5 % P :0.01〜0.12% S :0.1 〜0.4 % O :0.015 〜0.03% Al:0.002 %未満 Pb:0.075 〜0.49% Bi:0.075 〜0.49% B :0.0002〜0.012 %を満たし、残部がFeおよび不
可避不純物からなり、
【0006】Pb+Bi:0.15〜0.7 % Bi/(Pb+Bi):0.3 〜0.7 9 + 1.1×104 B− 100Bi−20Pb≧ 0 式(1) である快削鋼か、あるいは上記元素に加えて0.01〜 0.1
%のTeを含有し、式(1)の代わりに 9 + 1.1×104 B− 1.1×103 Te− 100Bi−20Pb≧ 0 を満足する快削鋼であるところに要旨がある。そして上
記要件を満たす鋼材を連続鋳造法または造塊法によって
製造し、得られる鋳片または鋼塊を均熱した後、鋼片ま
で圧延し、次いで該鋼片を1100〜1300℃の温度に均熱
後、圧延仕上がり温度が 800〜900 ℃になるように圧延
すると被削性に優れ、かつ表面傷の少ない快削鋼を得る
ことができる。
%のTeを含有し、式(1)の代わりに 9 + 1.1×104 B− 1.1×103 Te− 100Bi−20Pb≧ 0 を満足する快削鋼であるところに要旨がある。そして上
記要件を満たす鋼材を連続鋳造法または造塊法によって
製造し、得られる鋳片または鋼塊を均熱した後、鋼片ま
で圧延し、次いで該鋼片を1100〜1300℃の温度に均熱
後、圧延仕上がり温度が 800〜900 ℃になるように圧延
すると被削性に優れ、かつ表面傷の少ない快削鋼を得る
ことができる。
【0007】
【作用】まず本発明における各合金成分の添加理由およ
び添加量制限理由を説明する。 C:0.2 %以下 強度を確保するために必要な元素であるが、多量に含有
すると快削鋼として重要な被削性が悪くなるので0.2 %
を上限とした。 Si:0.02%未満 0.02%以上では硫化物が伸展して被削性が悪くなる。 Mn:0.8 〜1.5 % 0.8 %より少ないと熱間圧延時に表面傷が発生し易い。
ただし過剰に配合すると強度が高まり過ぎて被削性に悪
影響を生じるので、1.5 %を上限と定めた。
び添加量制限理由を説明する。 C:0.2 %以下 強度を確保するために必要な元素であるが、多量に含有
すると快削鋼として重要な被削性が悪くなるので0.2 %
を上限とした。 Si:0.02%未満 0.02%以上では硫化物が伸展して被削性が悪くなる。 Mn:0.8 〜1.5 % 0.8 %より少ないと熱間圧延時に表面傷が発生し易い。
ただし過剰に配合すると強度が高まり過ぎて被削性に悪
影響を生じるので、1.5 %を上限と定めた。
【0008】P:0.01〜0.12% 鋼の切削仕上げ面を改善する元素であり、含有量が0.01
%より少ないと改善効果が見られず、0.12%を超えて含
有させても効果は上がらない。 S:0.1 〜0.4 % 被削性を改善させるために0.1 %以上必要であるが、多
量に含有させると冷間鍛造性が悪化するため上限を0.4
%とした。 O:0.015 〜0.03% 含有量が0.015 %未満では圧延によりMnSが伸展して
被削性が低下し、また0.03%を超えて含有させると塑性
変形能が低下して被削性が悪くなる。
%より少ないと改善効果が見られず、0.12%を超えて含
有させても効果は上がらない。 S:0.1 〜0.4 % 被削性を改善させるために0.1 %以上必要であるが、多
量に含有させると冷間鍛造性が悪化するため上限を0.4
%とした。 O:0.015 〜0.03% 含有量が0.015 %未満では圧延によりMnSが伸展して
被削性が低下し、また0.03%を超えて含有させると塑性
変形能が低下して被削性が悪くなる。
【0009】Al:0.002 %未満 鋼中の酸素と反応してAl2 O3 介在物を形成し易く、
工具寿命を短くし、また硫化物がオーステナイト粒界に
析出して表面割れが発生し易いため、Al含有量は<0.
002 %とした。 Pb,Bi:0.075 〜0.49% ただしPb+Bi:0.15〜0.7 %かつBi/(Pb+B
i):0.3 〜0.7Pbの融点は327.4 ℃、Biの融点は2
71.3 ℃であり、いずれも低い。従ってこれらを配合す
ることによって被削性の向上効果が認められる。これら
の効果を発揮させる為には、PbおよびBi共に少なく
とも0.075 %以上、PbとBiの総和としては0.15%以
上配合されていることが必要である。しかしこれらを過
剰配合すると鋼材としての機械的強度が満足されなくな
ると共に巨大介在物の形成によって被削性向上にマイナ
スの作用を示すので、Pb,Bi共に0.49%以下、Pb
とBiの総和としては0.70%以下に抑制すべきである。
工具寿命を短くし、また硫化物がオーステナイト粒界に
析出して表面割れが発生し易いため、Al含有量は<0.
002 %とした。 Pb,Bi:0.075 〜0.49% ただしPb+Bi:0.15〜0.7 %かつBi/(Pb+B
i):0.3 〜0.7Pbの融点は327.4 ℃、Biの融点は2
71.3 ℃であり、いずれも低い。従ってこれらを配合す
ることによって被削性の向上効果が認められる。これら
の効果を発揮させる為には、PbおよびBi共に少なく
とも0.075 %以上、PbとBiの総和としては0.15%以
上配合されていることが必要である。しかしこれらを過
剰配合すると鋼材としての機械的強度が満足されなくな
ると共に巨大介在物の形成によって被削性向上にマイナ
スの作用を示すので、Pb,Bi共に0.49%以下、Pb
とBiの総和としては0.70%以下に抑制すべきである。
【0010】またPbとBiは融点 125℃程度の共晶組
成を有するから、PbとBiが共存し、PbとBiの総
量に対するBi比率が30〜70%の範囲にあるときは、融
点 125℃程度のPb−Bi系合金を形成し、それより高
融点のPb単体もしくはBi単体に近い介在物と共に鋼
中に混在することになるため、広い範囲の切削条件に対
して優れた被削性を発揮する。工具刃先は切削時には約
250℃程度になるので、この様な低融点合金を快削鋼中
に存在させておけば、切削加工時の前記温度条件下にお
ける延性が低下し、その結果切屑処理性が改善されると
共に、鋼材中の内部潤滑効果が増し、工具寿命の延長お
よび仕上面粗さの改善が達成されるのである。もっとも
この様な作用効果を確実に発揮させるためにはPb−B
i合金介在物がPbとBiの総量に対して50%以上存
在するほうが望ましい。50%未満であると低融点Pb
−Bi合金の存在量が少なくなり、工具刃先が当たる部
分における上記作用の発現頻度が減少し、本発明の目的
が充分に達成できなくなる。
成を有するから、PbとBiが共存し、PbとBiの総
量に対するBi比率が30〜70%の範囲にあるときは、融
点 125℃程度のPb−Bi系合金を形成し、それより高
融点のPb単体もしくはBi単体に近い介在物と共に鋼
中に混在することになるため、広い範囲の切削条件に対
して優れた被削性を発揮する。工具刃先は切削時には約
250℃程度になるので、この様な低融点合金を快削鋼中
に存在させておけば、切削加工時の前記温度条件下にお
ける延性が低下し、その結果切屑処理性が改善されると
共に、鋼材中の内部潤滑効果が増し、工具寿命の延長お
よび仕上面粗さの改善が達成されるのである。もっとも
この様な作用効果を確実に発揮させるためにはPb−B
i合金介在物がPbとBiの総量に対して50%以上存
在するほうが望ましい。50%未満であると低融点Pb
−Bi合金の存在量が少なくなり、工具刃先が当たる部
分における上記作用の発現頻度が減少し、本発明の目的
が充分に達成できなくなる。
【0011】B:0.0002〜0.012 % Pb,Bi,Teは低融点の共晶化合物を作り、粒界脆
化を起こすため熱間加工時に粒界割れを引き起こし易い
が、Bはこれらの化合物が粒界に析出・成長するのを抑
制する効果を持つものである。ただし0.012 %以上加え
ても効果はない。またPb,Bi,Teの配合量との関
連から、Teを含有しない場合は 9 + 1.1×104 B− 100Bi−20Pb≧ 0 で表せる特性式を、またTeを含有する場合は 9 + 1.1×104 B− 1.1×103 Te− 100Bi−20Pb≧ 0 で表せる特性式を満足することが必要である。
化を起こすため熱間加工時に粒界割れを引き起こし易い
が、Bはこれらの化合物が粒界に析出・成長するのを抑
制する効果を持つものである。ただし0.012 %以上加え
ても効果はない。またPb,Bi,Teの配合量との関
連から、Teを含有しない場合は 9 + 1.1×104 B− 100Bi−20Pb≧ 0 で表せる特性式を、またTeを含有する場合は 9 + 1.1×104 B− 1.1×103 Te− 100Bi−20Pb≧ 0 で表せる特性式を満足することが必要である。
【0012】Te:0.01〜0.1 % Teは硫化物に付着して硫化物の形状を球状化し冷間加
工性を改善する。この効果を発現させるには、少なくと
も0.01%以上添加する必要がある。しかし、Teは高価
である上、熱間加工性への悪影響が大きいので上限を0.
1 %と定めた。以上の様に構成される本発明の快削鋼は
Bを含有しているために熱間加工性に優れたものである
が、本発明では圧延方法を下記の様に工夫することによ
って表面品質をさらに高めることに成功した。
工性を改善する。この効果を発現させるには、少なくと
も0.01%以上添加する必要がある。しかし、Teは高価
である上、熱間加工性への悪影響が大きいので上限を0.
1 %と定めた。以上の様に構成される本発明の快削鋼は
Bを含有しているために熱間加工性に優れたものである
が、本発明では圧延方法を下記の様に工夫することによ
って表面品質をさらに高めることに成功した。
【0013】快削鋼は連続鋳造法または造塊法で製造さ
れるのが一般的であるが、本発明の目的を達成するため
には、まず鋳片または鋼塊を均熱し粗圧延した後、1100
〜1300℃の温度で均熱して、圧延仕上がり温度が 800〜
900 ℃になる様に圧延することが必要である。この時の
均熱温度および圧延仕上がり温度が上記の値より低い
と、温度降下の程度の大きい鋼片のコーナー部が熱間脆
化を起こして、コーナー部の表面傷が増大するため本発
明には適していない。また、前記粗圧延の際の鋳片、鋼
塊の均熱温度は1200℃以上、鋼片仕上がり温度は1000℃
以上が同様の理由で推奨される。
れるのが一般的であるが、本発明の目的を達成するため
には、まず鋳片または鋼塊を均熱し粗圧延した後、1100
〜1300℃の温度で均熱して、圧延仕上がり温度が 800〜
900 ℃になる様に圧延することが必要である。この時の
均熱温度および圧延仕上がり温度が上記の値より低い
と、温度降下の程度の大きい鋼片のコーナー部が熱間脆
化を起こして、コーナー部の表面傷が増大するため本発
明には適していない。また、前記粗圧延の際の鋳片、鋼
塊の均熱温度は1200℃以上、鋼片仕上がり温度は1000℃
以上が同様の理由で推奨される。
【0014】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。なお本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。表1〜3に示す化学成分の試作鋼を溶製
し、分塊後、表1〜3に示した温度でφ9mmに圧延
し、最終的にφ8mmの線材となるよう冷間引抜加工を
行なった。これら鋼について表面傷と被削性について評
価し、表1〜3に併記した。表中の被削性指数とは、自
動盤加工で一定の工具寿命に至るまでの加工量で評価
し、加工量の最も少なかった表2中のNo.34を基準
値1としたときの比較値で示した。また、得られた線材
の表面傷を磁気探傷装置を用いて探傷し、最も表面傷が
多くて合格率の少なかったNo.37を表面品質指数1
として、他の鋼の表面品質を示した。
説明する。なお本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。表1〜3に示す化学成分の試作鋼を溶製
し、分塊後、表1〜3に示した温度でφ9mmに圧延
し、最終的にφ8mmの線材となるよう冷間引抜加工を
行なった。これら鋼について表面傷と被削性について評
価し、表1〜3に併記した。表中の被削性指数とは、自
動盤加工で一定の工具寿命に至るまでの加工量で評価
し、加工量の最も少なかった表2中のNo.34を基準
値1としたときの比較値で示した。また、得られた線材
の表面傷を磁気探傷装置を用いて探傷し、最も表面傷が
多くて合格率の少なかったNo.37を表面品質指数1
として、他の鋼の表面品質を示した。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】
【表3】
【0018】表1には本発明の組成を満足する鋼を低い
圧延温度で圧延したものを示した。これらは成分組成に
おいて本発明の規定要件を満たすものであり、被削性に
優れているが、圧延条件が若干低いので表面品質は表2
に示した発明鋼より少し劣るが表3の比較鋼に比べると
かなり向上していた。表2には本発明の組成と圧延方法
の両方を満足する鋼を示した。表面品質、被削性共に非
常に優れている。表3には比較鋼を示した。被削性指数
は、Biの少ないNo.34を除いて良好であるが、表
面品質がかなり劣っていることがわかる。
圧延温度で圧延したものを示した。これらは成分組成に
おいて本発明の規定要件を満たすものであり、被削性に
優れているが、圧延条件が若干低いので表面品質は表2
に示した発明鋼より少し劣るが表3の比較鋼に比べると
かなり向上していた。表2には本発明の組成と圧延方法
の両方を満足する鋼を示した。表面品質、被削性共に非
常に優れている。表3には比較鋼を示した。被削性指数
は、Biの少ないNo.34を除いて良好であるが、表
面品質がかなり劣っていることがわかる。
【0019】
【発明の効果】以上の様に構成されている本発明によっ
て、被削性に優れ、かつ表面傷の少ない快削鋼を得るこ
とができた。
て、被削性に優れ、かつ表面傷の少ない快削鋼を得るこ
とができた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 雅之 神戸市灘区灘浜東町2番地 株式会社神戸 製鋼所神戸製鉄所内 (72)発明者 秋葉 賢樹 神戸市灘区灘浜東町2番地 株式会社神戸 製鋼所神戸製鉄所内
Claims (3)
- 【請求項1】C :0.2 重量%以下(以下単に%と表示
する) Si:0.02%未満 Mn:0.8 〜1.5 % P :0.01〜0.12% S :0.1 〜0.4 % O :0.015 〜0.03% Al:0.002 %未満 Pb:0.075 〜0.49% Bi:0.075 〜0.49% B :0.0002〜0.012 %を満たし、残部がFeおよび不
可避不純物からなり、 Pb+Bi:0.15〜0.7 % Bi/(Pb+Bi):0.3 〜0.7 9 + 1.1×104 B− 100Bi−20Pb≧ 0 であることを特徴とする被削性および熱間加工性に優れ
た快削鋼。 - 【請求項2】0.01〜 0.1%のTeを含有し、 9 + 1.1×104 B− 1.1×103 Te− 100Bi−20Pb≧ 0 を満足する請求項1記載の快削鋼。
- 【請求項3】請求項1または2の要件を満たす鋼材を連
続鋳造法または造塊法によって製造し、得られる鋳片ま
たは鋼塊を均熱した後、鋼片まで圧延し、次いで該鋼片
を1100〜1300℃の温度に均熱後、圧延仕上がり
温度が800〜900℃になるように圧延することを特
徴とする請求項1または2に記載の快削鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04083398A JP3125426B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 被削性および熱間加工性に優れた快削鋼とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04083398A JP3125426B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 被削性および熱間加工性に優れた快削鋼とその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05247585A true JPH05247585A (ja) | 1993-09-24 |
JP3125426B2 JP3125426B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=13801327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04083398A Expired - Fee Related JP3125426B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 被削性および熱間加工性に優れた快削鋼とその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3125426B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100240988B1 (ko) * | 1995-12-11 | 2000-03-02 | 이구택 | 비스무스-유황계 쾌삭강 선재 제조방법 |
KR100419645B1 (ko) * | 1999-07-20 | 2004-02-25 | 주식회사 포스코 | 비스무스 황 쾌삭강의 연주주편 제조방법 |
-
1992
- 1992-03-04 JP JP04083398A patent/JP3125426B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100240988B1 (ko) * | 1995-12-11 | 2000-03-02 | 이구택 | 비스무스-유황계 쾌삭강 선재 제조방법 |
KR100419645B1 (ko) * | 1999-07-20 | 2004-02-25 | 주식회사 포스코 | 비스무스 황 쾌삭강의 연주주편 제조방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3125426B2 (ja) | 2001-01-15 |
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