JPH06279849A - 被削性に優れた機械構造用鋼の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 Ｃ：0.1 〜1.5 wt％、Si：0.5 〜2.0 wt％、
Mn：0.1 〜2.0 wt％、Al：0.01〜0.5 wt％、Ｎ：0.0015
〜0.0150wt％、Ｏ：≦0.0030wt％、を含み、必要に応じ
てNi：0.1 〜3.0 wt％、Cu：0.1 〜3.0 wt％、Cr：0.05
〜1.0 wt％、Mo：0.05〜0.5 wt％、Nb：0.005 〜0.05wt
％、Ti：0.005 〜0.05wt％、およびＲＥＭ：0.001 〜0.
05wt％の群並びに／またはPb：0.03〜0.30wt％、Te：0.
002 〜0.50wt％、Ｐ：0.010 〜0.15wt％、 Ca：0.0002
〜0.30wt％、Bi：0.01〜0.30wt％、Se：0.003 〜0.10wt
％およびＳ：0.010 〜0.25wt％の群のうちから選んだ１
種または２種以上を含有する鋼を、AlＮ固溶温度に加熱
して熱間圧延を施し、その後焼きなましを行うことによ
り、主としてフェライトおよび黒鉛からなる金属組織に
する。 【効果】 Pbを用いるまでもなく、従来のPb複合快削鋼
と同等かそれ以上の被削性を有する鋼材を得ることがで
きる。また、圧延ままで黒鉛化が可能なことから、生産
性にも優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業機械および自動車
部品等の素材として用いられる被削性に優れた機械構造
用鋼の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、産業機械および自動車部品等に
用いられる鋼材のうち切削加工によって所望の形状を得
る鋼材については、優れた被削性が要求される。このよ
うな機械構造用鋼材の被削性の改善については、これま
で、Pb, Te, Bi,P, CaあるいはＳ等の被削性元素を単独
または複合添加する方法で対処してきた。なかでも、Pb
はこれを添加しても鋼材の機械的性質の劣化を招くよう
なことがなく、しかもTe, Bi等に比較すると安価なこと
から、被削性元素としてとくに賞用されてきた元素の１
つである。しかし、このPbは人体に極めて有害であるこ
とから、鋼材の製造工程、さらにはそれを用いた機械部
品の製造工程において、大がかりな排気設備を必要とす
るだけでなく、鋼材のリサイクルの上からも問題があっ
た。このため、従来からPbを添加しなくとも、Pb添加鋼
と同等程度の被削性を有する鋼材の開発が強く望まれて
いた。

【０００３】上記の要請に応えるものとして従来、例え
ば、特開昭49-67816号、特開昭49−103817号および特開
昭50-96416号の各公報では、鋼中のＣを黒鉛として存在
させ、この黒鉛の切欠きならびに潤滑効果を利用するこ
とによって、Pbを用いることなしに被削性を改善する方
法について提案している。しかし、これらの従来方法
は、鋼中のＣを黒鉛化する必要上、その前処理として焼
入れが不可欠であるために、必ずしも経済的な方法とは
言えなかった。

【０００４】一方、特開平２−111842号公報には、圧延
ままで焼入れ（前処理）を必要とせず、黒鉛化処理のみ
によって黒鉛化を可能ならしめる方法を開示している。
すなわち、この方法はＢを適量添加することが不可欠で
あり、そのために鉄炭化物を不安定にし、かつ窒化物を
形成させて黒鉛化のための核を提供することで黒鉛化を
促進しようとするものである。しかし、この種の鋼材に
Ｂを添加することは凝固時に割れを生じやすいという問
題を残していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術が
抱えている上述した問題を有利に解決しようとするもの
であって、いわゆる、熱延のままで前処理をしなくとも
黒鉛化が容易であるうえ、Pbの添加に頼らなくても従来
のPb添加快削鋼と同等以上の被削性を有し、一方もし少
量のPb等の快削性元素を加えたならば、極めて高い快削
性を示す機械構造用鋼を有利に製造するための方法を提
案することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、上記
の問題を解決すべく鋭意検討を行った結果、炭素鋼にAl
を添加するとともに鋼中Ｏを低く規制し、かつ熱間圧延
に先立ってAlが充分に固溶する温度に加熱することによ
り、従来は不可欠とされていた前処理、即ち焼入れを行
うことなく熱間圧延のままで十分に黒鉛化を促進させる
ことができ、それ故に機械構造用炭素鋼の被削性を格段
に向上させることができるとの知見を得て、本発明に想
到した。

【０００７】すなわち、この発明の要旨構成は次のとお
りである。 (1) Ｃ：0.1 〜1.5 wt％、 Si：0.5 〜2.0 wt％ Mn：0.1 〜2.0 wt％、 Al：0.01〜0.5 wt％、Ｎ：0.
0015〜0.0150wt％、Ｏ：≦0.0030wt％を含有し、残部が
Feおよび不可避的不純物の組成からなる鋼片を、AlＮ固
溶温度に加熱して熱間圧延を施し、その後焼きなましを
行うことにより、主としてフェライトおよび黒鉛からな
る金属組織にすることを特徴とする被削性に優れた機械
構造用鋼の製造方法（第１発明）。 (2) Ｃ：0.1 〜1.5 wt％、 Si：0.5 〜2.0 wt％、M
n：0.1 〜2.0 wt％、 Al：0.01〜0.5 wt％、Ｎ：0.0
015〜0.0150wt％、Ｏ：≦0.0030wt％を含み、かつNi：
0.1 〜3.0 wt％、 Cu：0.1 〜3.0 wt％、Cr：0.05〜
1.0 wt％、 Mo：0.05〜0.5 wt％、Nb：0.005 〜0.05
wt％、 Ti：0.005 〜0.05wt％、およびＲＥＭ：0.001
〜0.05wt％ のうちから選んだ１種または２種以上を含有し、残部が
Feおよび不可避的不純物の組成からなる鋼片を、AlＮ固
溶温度に加熱して熱間圧延を施し、その後焼きなましを
行うことにより、主としてフェライトおよび黒鉛からな
る金属組織にすることを特徴とする被削性に優れた機械
構造用鋼の製造方法（第２発明）。 (3) 第１発明または第２発明の鋼組成のものに、さらに Pb：0.03〜0.30wt％、 Te：0.002 〜0.50wt％、Ｐ：
0.010 〜0.15wt％、 Ca：0.0002〜0.30wt％、Bi：0.01
〜0.30wt％、 Se：0.003 〜0.10wt％およびＳ：0.01
0 〜0.25wt％ のうちから選んだ１種または２種以上を含有させてなる
成分組成の鋼片を、AlＮ固溶温度に加熱して熱間圧延を
施し、その後焼きなましを行うことにより、主としてフ
ェライトおよび黒鉛からなる金属組織にすることを特徴
とする被削性に優れた機械構造用鋼の製造方法（第３発
明）。

【０００８】

【作用】本発明の上記構成に従うと、黒鉛化の促進が効
果的に実現されるメカニズムについては、これを完全に
解明できたとまではいえないが、およそ次のとおりと推
察される。それは、まず、鋼中Ｏ量を低く規制（≦0.00
30wt％) することにより、被削性に有害な酸化物系非金
属介在物であるAl₂O₃ が減少するとともに固溶Al量が増
大することが挙げられる。そして、この固溶Alが、焼鈍
時にＮと結合してAlＮを形成しやすくする。一般に、鉄
炭化物の黒鉛化機構は、a.鉄炭化物（セメンタイト）の
分解、b.フェライト中へのＣ原子の拡散、c.黒鉛の結晶
化、ｄ．Fe原子の拡散の過程からなりたっていることが
知られている。このような黒鉛化機構において、焼きな
まし処理を行うと、このときに形成されるAlＮが強力な
セメンタイト安定元素である固溶Ｎを減少させ、このこ
とにより、セメンタイトが不安定な状態となり、焼なま
し時のセメンタイトの分解を早めると同時に黒鉛の結晶
化の核を提供することになる。その結果として、黒鉛化
が促進されるのである。従って、焼きなまし時に十分な
AlＮを形成させるためには、前記熱間圧延のときに後述
するような高い温度に加熱する必要がある。

【０００９】以下、この発明において、鋼の成分組成を
上記の範囲に限定した理由について説明する。 Ｃ：0.1 〜1.5 wt％ Ｃは、黒鉛相を形成する上で不可欠な成分というだけで
なく、機械部品の強度を確保する上で必要な元素である
が、 0.1wt％未満ではその効果が小さく、一方1.5wt％
を超えて添加してもその効果が飽和するので、 0.1〜1.
5 wt％の範囲に限定した。

【００１０】Si：0.5 〜2.0 wt％ Siは、溶製時の脱酸剤として必要であり、また鋼中の鉄
炭化物（セメンタイト）を不安定にして黒鉛化を促進さ
せる元素としても有効であり、しかも、強度増加成分で
もあることから積極的に添加する。その含有量が0.5w％
未満ではこれらの効果に乏しい。一方、このSiを2.0 wt
％を超えて添加しても黒鉛化促進の効果が飽和に達する
だけでなく、液相の発生する温度領域が低下し熱間圧延
時の適性温度領域が狭まるので、0.5 〜2.0 wt％の範囲
に限定した。

【００１１】Mn：0.1 〜2.0 wt％ Mnは、溶製時の脱酸剤として有効なだけでなく、鋼材の
強度を確保する上でも必要な元素である。しかしなが
ら、その含有量が 0.1wt％未満では強度に対する寄与が
少なく、一方 2.0wt％を超えて含有すると靭性の劣化を
招くので、0.1 〜2.0 wt％の範囲に限定した。

【００１２】Al：0.01〜0.5 wt％ Alは、脱酸を助ける作用の他、焼鈍時にセメンタイトの
分解を促進すると同時に、Ｎと結合してAlＮを形成する
ことでセメンタイトの安定化を防ぐ作用があり、そして
黒鉛の結晶化における核として作用することにより黒鉛
化を促進させる。そこで、この発明では、このAlを積極
的に添加するが、その含有量が0.01％に満たないとその
添加効果に乏しく、一方 0.5％を超えて含有させると黒
鉛化促進作用が飽和に達するとともに熱間変形能の著し
い低下を招くので、0.01〜0.5 wt％の範囲内で含有させ
るものとした。

【００１３】Ｎ：0.0015〜0.0150wt％ Ｎは、Alと結合してAlＮを形成し、これが黒鉛結晶化の
核として作用することで黒鉛化を促進するので積極的に
添加する。その含有量が0.0015％未満ではそれの添加効
果が小さく、一方0.0150％を超える含有は黒鉛化を却っ
て阻害することになるから、0.0015〜0.0150wt％の範囲
に限定した。

【００１４】Ｏ：≦0.0030％ 本発明において、このＯの役割りは重要である。ＯはAl
と結合して硬質なAl₂O ₃ を形成する。このAl₂O₃ の生成
は、上述したAl添加の効果を阻害することにより、黒鉛
の結晶化のための核生成を阻害し、これによって実質的
な黒鉛化作用を減殺する。その上、多量のＯが含まれる
ことによって形成されるAl₂O₃ が切削時に切削工具を損
傷することから、被削性の低下を招く。それ故にこのＯ
は、可能な限り低くすることが望ましい。しかし、あま
り低いＯは精錬に過度の負担をかけるので、0.0030wt％
までの含有は許容されることを考慮して、上限を0.0030
wt％に限定した。

【００１５】本発明において、黒鉛化を促進して被削性
を改善するために必要な成分組成限定の理由は上述した
とおりである。本発明においては、必要に応じさらに上
記の主要成分に加えて下記、Ni,Cu,Cr, Mo, Nb, Tiおよ
びREM のうちから選ばれた１種または２種以上の成分を
含有させることにより、上掲の各主要成分のもつ作用効
果を助成することにあわせて、他の諸特性の付与、改善
を図ることは有効である。以下に、これら添加成分につ
いての組成限定の理由を述べる。

【００１６】Ni：0.1 〜3.0 wt％ Niは、セメンタイトを不安定にして黒鉛化を促進すると
同時に、焼入れ性を高めて鋼の強度を上昇させるのに有
効である。その含有量が 0.1wt％未満ではこの添加効果
が小さく、一方 3.0wt％を超える含有量では添加の効果
が飽和するだけでなく、高価な元素であるため経済的で
ないから、 0.1〜3.0 wt％の範囲に限定した。

【００１７】Cu：0.1 〜3.0 wt％ Cuは、セメンタイトを不安定にして黒鉛化の促進に有効
に作用するだけでなく、被削性を改善すると共に焼入れ
性を高め、さらには析出強化により鋼の強度を上昇させ
る有用な元素である。その含有量が 0.1wt％未満では添
加効果が小さく、一方 3.0wt％を超えて添加してもその
効果は飽和に達するので、 0.1〜3.0 wt％に範囲限定し
た。

【００１８】Cr：0.05〜1.0 wt％ Crは、鋼の焼入性を高め焼入れ焼もどしによる強度上昇
に有効に作用する。しかし、一方でこのCrは、黒鉛化を
阻害する元素でもあるので、多量の添加は好ましくな
い。その含有量が0.05wt％未満では焼入性向上への添加
効果が小さく、一方 1.0wt％を超えて添加すると鋼中セ
メンタイトを安定化し、黒鉛化を遅らせることから、
0.1〜1.0 wt％の範囲に限定した。

【００１９】Mo：0.05〜0.5 wt％ Moは、鋼の焼入れ性を高め焼入れ焼もどしによる強度上
昇に有効に作用する。しかし、一方でこのMoは黒鉛化を
阻害する元素でもあるので多量の添加は好ましくない。
その含有量が0.05wt％未満の添加では添加効果が小さ
く、一方 0.5wt％を超えて添加すると黒鉛化速度を著し
く低下させるので、0.05〜0.5 wt％の範囲に限定した。

【００２０】Nb：0.005 〜0.05％ Nbは、鋼の焼入性を向上させるとともに、微細なNb炭・
窒化物を析出し、それらの析出強化によって鋼の強度を
上昇させる。また、このNbは、その含有だけで焼入れ焼
もどしを必ずしも行わなくとも鋼の強度を高める作用が
あるが、黒鉛化を阻害する元素であるので多量の添加は
好ましくない。0.005 wt％未満の含有ではその添加効果
に乏しく、一方0.05％を超えて添加すると黒鉛化を遅ら
せるので、0.005 〜0.05％の範囲に限定した。

【００２１】Ti：0.005 〜0.05wt％ Tiは、微細なTi炭・窒化物を析出し、その析出強化によ
って鋼の強度を上昇させる。また、このTiは、その含有
だけで焼入れ焼もどしを必ずしも行わなくとも鋼の強度
を高める作用がある。そのためには、0.005 wt％未満の
添加が必要であり、一方0.05wt％を超えて添加すると黒
鉛化を遅らせるので、0.005 〜0.05wt％の範囲に限定し
た。

【００２２】REM ：0.001 〜0.05wt％ REM は、鋼の熱間加工性を改善させる目的で添加する。
また、黒鉛化の促進にも有効である。これらの作用に
は、La, Ceの使用が特に有用であるが、その含有量が0.
001 wt％未満では添加効果が乏しく、一方0.05wt％を超
えて添加するとその効果が飽和に達する。よって、0.00
1 〜0.05wt％の範囲に限定した。

【００２３】さらにまた本発明においては、上記各成分
の他に、下記の成分元素の内から選ばれるいずれか１種
または２種以上を含有させることができる。これらの元
素の含有は、鋼中Ｃの黒鉛化による被削性の向上効果と
相俟って、鋼の被削性をより一層向上させることにな
る。

【００２４】Pb：0.03〜0.30wt％ Pbは、融点が低いため、切削時の鋼材の発熱により溶融
し、液体潤滑効果により被削性を著しく向上させる元素
であるが、他方で黒鉛化を阻害し逆に被削性を低下させ
るので、両特性を満足させるために、0.03〜0.30wt％の
範囲内で添加する。

【００２５】Te：0.002 〜0.50wt％ このTeは、MnTeを形成し、これがチップブレーカーとし
て作用することにより被削性を向上させる。一方で、黒
鉛化を阻害する元素でもあるので、多量に添加すると被
削性は却って劣化する。そこで、被削性向上への寄与が
認められると同時に黒鉛化への阻害が顕著に認められな
い範囲内につき検討した結果、その適正量は0.002 〜0.
50wt％である。

【００２６】Ｐ：0.010 〜0.15wt％ Ｐは、フェライト相を硬化させることにより被削性を向
上させる元素であるが、他方で黒鉛化を阻害する元素で
もある。被削性を向上させるためには、少なくとも0.01
0 wt％以上の添加が必要である。しかし、0.15wt％を超
えて添加すると黒鉛化を阻害して逆に被削性を低下させ
ることになるので、0.15wt％を上限として添加する。

【００２７】Ca：0.0002〜0.30wt％ このCaは、Ca−Al系の酸化物を形成し、これが黒鉛化の
核として作用し黒鉛化を促進することにより被削性を改
善する。このような作用は、0.0002wt％未満の添加では
明確に顕れず、一方0.30wt％を越えて添加すると酸化物
系非金属物が多くなり、これが機械部品としての疲労強
度を低下させるので、このCaの添加量は0.0002〜0.30wt
％の範囲とする。

【００２８】Bi：0.01〜0.30wt％ Biは、Pbと同様に融点が低いため、切削時の鋼材の発熱
により溶融し、液体潤滑効果により被削性を著しく向上
させる元素であるが、他方で黒鉛化を阻害し逆に被削性
を低下させるので、両特性を満足させるために0.01〜0.
30wt％の範囲内で添加する。

【００２９】Se：0.003 〜0.10wt％ このSeは、Mnと結合し、MnSeを形成することによりこれ
がチップブレーカーとして作用することにより被削性を
改善する。同時に、このMnSeが黒鉛化の核となり黒鉛化
を促進することにより被削性を向上させる。この効果は
0.003wt ％未満ではその効果が小さく、一方0.10wt％を
越えて添加してもその効果が飽和するので0.003 〜0.10
wt％の範囲内で添加する。

【００３０】Ｓ：0.010 〜0.25wt％ Ｓは、MnＳを形成し、これが切削時のチップブレーカー
として作用し被削性を向上させるとともに、黒鉛化の核
となることにより黒鉛化を促進し、その結果として被削
性を向上させる作用がある。その添加量が0.010 wt％未
満ではその効果に乏しいために0.010wt ％以上添加する
が、一方で0.25wt％を越えて添加しても効果が飽和する
ので、上限を0.25wt％とした。

【００３１】また、本発明においては、特に規定しない
が、被削性の改善のためにさらにSnの添加を行ってもよ
い。ただし、Snは極めて強力な黒鉛化阻害元素であるの
で、その添加量としては、0.5 wt％未満に制限する必要
がある。

【００３２】上述した基本成分組成範囲に調整すること
によって、前処理としての焼入れの必要なしに金属組織
が主にフェライトと黒鉛からなる被削性に優れた鋼材を
得ることができる。なお、金属組織的には、本発明の構
成は、主として黒鉛とフェライトよりなる組織にするこ
とが必要であるが、添加Ｃ量の50％程度まではセメンタ
イトとして存在させてもよい。また、この発明におい
て、潤滑作用に基づく快削性の点からは、組織中に少な
くとも10％の黒鉛相を含有させることが望ましい。

【００３３】次に、この発明の製造方法について説明す
る。まず、素材の製造については、従来公知の転炉、電
気炉などで溶製した後、連続鋳造法または造塊・分塊法
によってスラブまたはブルームとする。ついで熱間圧延
により所定の形状としたのち、黒鉛化焼なましを施し
て、金属組織中に所定量の黒鉛相を析出させる。このよ
うにして製造した発明鋼は、その後、所定の部品形状に
成形して機械部品とする。なお窒化処理を施して製品と
する場合もある。

【００３４】上記の熱間圧延における加熱で、とくに重
要なことは、AlＮを分解しAlとして十分固溶させること
である。すなわち、凝固時に生成した粗大なAlＮが残留
して固溶量が少ないと、黒鉛化に寄与しないのみでな
く、切削時に残留したAlＮが工具を損傷し、被削性を低
下させることになるからである。このような十分な固溶
量をうるためには、加熱温度はを1000℃以上にすること
が望ましい。また、熱間圧延後の冷却速度は、粗大なAl
Ｎの再形成を防止する意味から、0.005 ℃／sec以上と
するのがよい。ここで、快削性元素を含む場合は、熱間
加工性が低下するので、加熱温度を高めとし、850 ℃以
上の温度で圧延することが望ましい。

【００３５】このようにして熱間圧延した後は、焼き入
れ処理を行うことなく、焼きなまし処理のみで黒鉛化が
達成される。前述した自己潤滑作用による被削性の確保
に必要な10％以上の黒鉛相を得るための焼きなまし条件
は、600 ℃〜Ａc₁の温度範囲で５〜30時間保持すればよ
い。なお、快削性元素としてTe、Ｐ、Bi、Pb等の黒鉛化
を阻害する元素が単独で含まれる場合は、上記範囲内
で、保持時間を長くするのが望ましい。

【００３６】以上説明したように、鋼の被削性を向上さ
せるには、上述したような成分組成の設計だけでは十分
でなく、いわゆる金属組織の形態までコントロールする
ことが極めて重要であり、主にフェライトと黒鉛により
構成することが必要である。というのは、黒鉛の潤滑作
用により切削時に切削工具の温度上昇を抑制し、それに
より切削工具の寿命を向上させようとするのが、この発
明の必須の条件だからである。

【００３７】

【実施例】以下、本発明を実施例にもとづいて説明す
る。 (1) 表１に示す成分組成の鋼を転炉にて溶製し、連続鋳
造によりブルームとした。次いでビレット圧延を行った
のち、表２に示す条件（加熱温度、冷却速度）で52mmφ
の棒鋼とした。その後、これらの棒鋼に、700 ℃×10h
加熱後空冷する黒鉛化焼なまし処理を施した。この処理
後の黒鉛化率、硬さ、および高速度工具鋼による被削性
（工具寿命）の各試験を行った。このうち、被削性試験
については、高速度工具鋼ＳＫＨ４を用い、切込み：２
mm、送り：0.25mm／rev.、切削速度：70m/min の条件で
実施し、切削不能となるまでの時間を工具寿命として評
価した。また、硬さについては、 870℃×30min 加熱後
焼入れ、次いで 550℃×１ｈ焼もどし後の硬さを測定し
た。得られた試験結果を表２に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】供試材No.1〜18は本発明適合例である。ま
た 供試材No.24, 25 は、JIS 規格S53CにPbを添加した
Pb快削鋼である。表１, ２に明らかなように、本発明適
合例はいずれも、黒鉛化処理後鋼中Ｃのほぼ 100％が黒
鉛化しており、供試材No.25 のPb快削鋼と同等以上の工
具寿命を有している。一方、Si, Al, ＯおよびＮの含有
量が外れている組成の鋼材を用いたNo. 19〜23は、黒鉛
化が十分に進行しておらず、供試材No.24, 25 に比べ被
削性が劣っている。また、焼入れ焼もどし後の硬さを見
ると、Cu, Ni, Cr, Mo, NbおよびTiの１種あるいは２種
以上を添加してなる供試材No.6〜11, 13〜18は、ほぼ同
じＣ％の供試材No.3に比較して焼入れ焼もどし後の硬さ
が上昇しており、ＱＴ処理後に強度確保が必要な場合に
有効であることを示している。

【００４１】(2) 次に、成分組成が本発明適合鋼種であ
るものについて、加熱温度および冷却速度が上掲(1) の
条件とは異なる例につき、表２中の供試材No. 26〜29に
示すような条件で製造したところ、黒鉛化が十分に進行
しておらず、さらに被削性も供試材No.24, 25 に比べ劣
っている。圧延時の加熱温度ならびに圧延後の冷却速度
の制御が、黒鉛化の促進すなわち圧延後の黒鉛化のため
の焼入れの省略に重要であることが窺える。

【００４２】(3) 表３に示す成分組成の鋼を転炉にて溶
製し、連続鋳造によりブルームとした。次いでビレット
圧延を行ったのち、表２に示す条件（加熱温度、冷却速
度）で52mmφの棒鋼とした。その後、これらの棒鋼に、
700 ℃×10h 加熱後空冷する黒鉛化焼なまし処理を施し
た。この処理後の黒鉛化率、硬さ、および高速度工具鋼
による被削性（工具寿命）の各試験を行った。このう
ち、被削性試験については、高速度工具鋼ＳＫＨ４を用
い、切込み：２mm、送り：0.25mm／rev.、切削速度：70
m/min の条件で実施し、切削不能となるまでの時間を工
具寿命として評価した。また、硬さについては、 870℃
×30min 加熱後焼入れ、次いで 550℃×１ｈ焼もどし後
の硬さを測定した。得られた試験結果を表４に示す。

【００４３】

【表３】

【００４４】

【表４】

【００４５】供試材No.1〜18は第３発明例である。第３
発明鋼と第１〜第２の発明鋼の表２のNo.1〜18とを比較
すると、第３の発明の方が、工具寿命は高いのみでな
く、従来鋼と比較しても工具寿命は極めて向上してい
る。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Pbを用いるまでもなく、従来のPb複合快削鋼と同等かそ
れ以上の被削性を得ることができるので、環境に悪影響
を及ぼすことなしに機械部品の工業的製造が可能とな
る。また、必要に応じて快削性元素を添加すれば鋼中Ｃ
の黒鉛化による被削性の向上効果とあいまって、一層被
削性に優れた機械構造用鋼を得ることが可能である。さ
らに、本発明鋼は、黒鉛化焼鈍前の前処理が必ずしも必
要ではないので、生産性の向上に対する寄与が極めて大
きい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松崎 明博 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 天野 虔一 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ：0.1 〜1.5 wt％、 Si：0.5 〜2.0 wt％ Mn：0.1 〜2.0 wt％、 Al：0.01〜0.5 wt％、Ｎ：0.
   0015〜0.0150wt％、Ｏ：≦0.0030wt％ を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組成からな
   る鋼片を、AlＮ固溶温度に加熱して熱間圧延を施し、そ
   の後焼きなましを行うことにより、主としてフェライト
   および黒鉛からなる金属組織にすることを特徴とする被
   削性に優れた機械構造用鋼の製造方法。
2. 【請求項２】Ｃ：0.1 〜1.5 wt％、 Si：0.5 〜2.0
   wt％、Mn：0.1 〜2.0 wt％、 Al：0.01〜0.5 wt％、
   Ｎ：0.0015〜0.0150wt％、Ｏ：≦0.0030wt％を含み、か
   つNi：0.1 〜3.0 wt％、 Cu：0.1 〜3.0 wt％、Cr：
   0.05〜1.0 wt％、 Mo：0.05〜0.5 wt％、Nb：0.005
   〜0.05wt％、 Ti：0.005 〜0.05wt％、およびＲＥＭ：
   0.001 〜0.05wt％ のうちから選んだ１種または２種以上を含有し、残部が
   Feおよび不可避的不純物の組成からなる鋼片を、AlＮ固
   溶温度に加熱して熱間圧延を施し、その後焼きなましを
   行うことにより、主としてフェライトおよび黒鉛からな
   る金属組織にすることを特徴とする被削性に優れた機械
   構造用鋼の製造方法。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の鋼組成のもの
   に、さらにPb：0.03〜0.30wt％、 Te：0.002 〜0.50
   wt％、Ｐ：0.010 〜0.15wt％、 Ca：0.0002〜0.30wt
   ％、Bi：0.01〜0.30wt％、 Se：0.003 〜0.10wt％お
   よびＳ：0.010 〜0.25wt％ のうちから選んだ１種または２種以上を含有させてなる
   成分組成の鋼片を、AlＮ固溶温度に加熱して熱間圧延を
   施し、その後焼きなましを行うことにより、主としてフ
   ェライトおよび黒鉛からなる金属組織にすることを特徴
   とする被削性に優れた機械構造用鋼の製造方法。