JPH0931522A - 低炭素硫黄系快削鋼の製造方法 - Google Patents
低炭素硫黄系快削鋼の製造方法Info
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- JPH0931522A JPH0931522A JP20765695A JP20765695A JPH0931522A JP H0931522 A JPH0931522 A JP H0931522A JP 20765695 A JP20765695 A JP 20765695A JP 20765695 A JP20765695 A JP 20765695A JP H0931522 A JPH0931522 A JP H0931522A
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Abstract
(57)【要約】
【解決課題】低炭素硫黄系快削鋼を製造するに当り、鋼
中に硬い酸化物を生成させる脱酸剤Ｓｉ，Ａｌを添加す
ることなく鋼中の酸素レベルを適正なレベルである１０
０〜２００ｐｐｍにコントロールし、鋼材の被削性を効
果的に高めることを目的とする。 【解決手段】化学成分Ｃ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓをそれぞれ重量
％で、Ｃ：０．０２〜０．１５％，Ｍｎ：０．５〜２．
０％，Ｐ：０．０３〜０．１５％，Ｓ：０．０３〜０．
５０％とし、更にＳｉ及びＡｌを、Ｓｉ：≦０．０１
％，Ａｌ：≦０．０１％となした低炭素硫黄系快削鋼を
製造するに当り、スラグ中のＭｎＯ量と鋼中のＭｎ量を
制御することによって、鋼中のＯ量が１００〜２００ｐ
ｐｍとなるようにする。
中に硬い酸化物を生成させる脱酸剤Ｓｉ，Ａｌを添加す
ることなく鋼中の酸素レベルを適正なレベルである１０
０〜２００ｐｐｍにコントロールし、鋼材の被削性を効
果的に高めることを目的とする。 【解決手段】化学成分Ｃ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓをそれぞれ重量
％で、Ｃ：０．０２〜０．１５％，Ｍｎ：０．５〜２．
０％，Ｐ：０．０３〜０．１５％，Ｓ：０．０３〜０．
５０％とし、更にＳｉ及びＡｌを、Ｓｉ：≦０．０１
％，Ａｌ：≦０．０１％となした低炭素硫黄系快削鋼を
製造するに当り、スラグ中のＭｎＯ量と鋼中のＭｎ量を
制御することによって、鋼中のＯ量が１００〜２００ｐ
ｐｍとなるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は低炭素硫黄系快削
鋼の製造方法に関する。
鋼の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近時、
諸工業の大量生産方式に伴って鋼材の被削性が大きな問
題となっており、切削加工の合理化，高能率化及び部品
の仕上げ精度の向上が求められている。特に工作機械の
自動化の普及により、鋼材の被削性の改善が強く求めら
れるようになってきている。
諸工業の大量生産方式に伴って鋼材の被削性が大きな問
題となっており、切削加工の合理化，高能率化及び部品
の仕上げ精度の向上が求められている。特に工作機械の
自動化の普及により、鋼材の被削性の改善が強く求めら
れるようになってきている。
【０００３】鋼材に被削性を与える方法として、快削性
元素としてのＳやＰｂを鋼に添加することが行われる。
しかしながら鋼にＳを添加した場合において、被削性の
向上の程度は鋼中の硫化物の形態によって左右され、更
にその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、鋼中の酸素が多いと硫化物の径が
大きくなり、鋼材の被削性が向上するものと考えられて
いる。
元素としてのＳやＰｂを鋼に添加することが行われる。
しかしながら鋼にＳを添加した場合において、被削性の
向上の程度は鋼中の硫化物の形態によって左右され、更
にその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、鋼中の酸素が多いと硫化物の径が
大きくなり、鋼材の被削性が向上するものと考えられて
いる。
【０００４】これは、鋼の凝固時に鋼中で硫化物が析出
するとき鋼中の酸化物がその核となって硫化物の析出に
関与していることによるものと考えられており、酸素が
多い方がより大きな径の硫化物が析出するとされてい
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量が少なくなる。この意味に
おいては、鋼中の酸素は鋼材の被削性に対して好影響を
与えていることになる。
するとき鋼中の酸化物がその核となって硫化物の析出に
関与していることによるものと考えられており、酸素が
多い方がより大きな径の硫化物が析出するとされてい
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量が少なくなる。この意味に
おいては、鋼中の酸素は鋼材の被削性に対して好影響を
与えていることになる。
【０００５】一方において鋼中の酸素が多いと鋼中に多
くの酸化物が生成し、而してその酸化物は硬いものであ
って、その酸化物自身が工具摩耗を促進する方向に作用
する。即ち、全体として見れば鋼中の酸素は鋼材の被削
性に対して好影響と悪影響とを与えるもので、快削鋼を
製造するに当っては鋼中の酸素をどのようにコントロー
ルするかが大きな問題となる。
くの酸化物が生成し、而してその酸化物は硬いものであ
って、その酸化物自身が工具摩耗を促進する方向に作用
する。即ち、全体として見れば鋼中の酸素は鋼材の被削
性に対して好影響と悪影響とを与えるもので、快削鋼を
製造するに当っては鋼中の酸素をどのようにコントロー
ルするかが大きな問題となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
課題を解決するためになされたものである。而して本願
の発明は、化学成分Ｃ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓをそれぞれ重量％
で、Ｃ：０．０２〜０．１５％、Ｍｎ：０．５〜２．０
％、Ｐ：０．０３〜０．１５％、Ｓ：０．０３〜０．５
０％とし、更にＳｉ及びＡｌを、Ｓｉ：≦０．０１％、
Ａｌ：≦０．０１％となした低炭素硫黄系快削鋼を製造
するに当り、スラグ中のＭｎＯと鋼中のＭｎ量を制御す
ることによって、鋼中のＯ量を調整することを特徴とす
る。
課題を解決するためになされたものである。而して本願
の発明は、化学成分Ｃ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓをそれぞれ重量％
で、Ｃ：０．０２〜０．１５％、Ｍｎ：０．５〜２．０
％、Ｐ：０．０３〜０．１５％、Ｓ：０．０３〜０．５
０％とし、更にＳｉ及びＡｌを、Ｓｉ：≦０．０１％、
Ａｌ：≦０．０１％となした低炭素硫黄系快削鋼を製造
するに当り、スラグ中のＭｎＯと鋼中のＭｎ量を制御す
ることによって、鋼中のＯ量を調整することを特徴とす
る。
【０００７】
【作用及び発明の効果】上記のように鋼材の被削性を改
善するためには鋼中の酸素量を調整することが必要であ
る。鋼中の酸素量を調整する手段として、鋼材の製造に
際してＳｉ，Ａｌ等の脱酸剤を用いることが有用な手段
であるが、この場合、鋼中にＳｉ，Ａｌの酸化物が介在
物として多く含有されるようになる。而してＳｉ，Ａｌ
の酸化物は硬いものであって、それらの介在物は鋼材の
被削性を損なう要因となる。
善するためには鋼中の酸素量を調整することが必要であ
る。鋼中の酸素量を調整する手段として、鋼材の製造に
際してＳｉ，Ａｌ等の脱酸剤を用いることが有用な手段
であるが、この場合、鋼中にＳｉ，Ａｌの酸化物が介在
物として多く含有されるようになる。而してＳｉ，Ａｌ
の酸化物は硬いものであって、それらの介在物は鋼材の
被削性を損なう要因となる。
【０００８】そこで本発明では鋼中のＳｉ，Ａｌをでき
るだけ少なくし、そしてスラグ中のＭｎＯ及び鋼中のＭ
ｎ量を制御することによって、鋼中の酸素量を調整する
ようにした。
るだけ少なくし、そしてスラグ中のＭｎＯ及び鋼中のＭ
ｎ量を制御することによって、鋼中の酸素量を調整する
ようにした。
【０００９】このような本発明は次のような知見に基づ
いてなされたものである。本発明者等は、鋼中の酸素量
を調整する手段を得べく、種々の鋼中酸素量の下で、そ
の酸素量と硫化物（ＭｎＳ）径との関係、硫化物（Ｍｎ
Ｓ）径と工具摩耗量との関係、更に酸素含有量と工具摩
耗量との関係等について研究を行った。図１，図２，図
３はこれらの関係を示したもので、このうち図１は鋼材
横断面における硫化物平均径と工具摩耗量との関係を，
図２は酸素含有量と硫化物径との関係を，図３は酸素含
有量と工具摩耗量との関係をそれぞれ示している。
いてなされたものである。本発明者等は、鋼中の酸素量
を調整する手段を得べく、種々の鋼中酸素量の下で、そ
の酸素量と硫化物（ＭｎＳ）径との関係、硫化物（Ｍｎ
Ｓ）径と工具摩耗量との関係、更に酸素含有量と工具摩
耗量との関係等について研究を行った。図１，図２，図
３はこれらの関係を示したもので、このうち図１は鋼材
横断面における硫化物平均径と工具摩耗量との関係を，
図２は酸素含有量と硫化物径との関係を，図３は酸素含
有量と工具摩耗量との関係をそれぞれ示している。
【００１０】これらの結果に明らかに現れているよう
に、酸素の含有量が多くなると硫化物径が大きくなり、
また硫化物径が大きくなると工具摩耗量が少なくなるこ
と、更に単純に酸素の含有量を多くした場合工具摩耗量
が増大することを確認した。即ち酸素の含有は鋼材の被
削性に対して好影響と悪影響とを及ぼし、従って鋼材の
被削性から見た場合適正な酸素含有量というものが存在
する。
に、酸素の含有量が多くなると硫化物径が大きくなり、
また硫化物径が大きくなると工具摩耗量が少なくなるこ
と、更に単純に酸素の含有量を多くした場合工具摩耗量
が増大することを確認した。即ち酸素の含有は鋼材の被
削性に対して好影響と悪影響とを及ぼし、従って鋼材の
被削性から見た場合適正な酸素含有量というものが存在
する。
【００１１】そして本発明者等は、これらの結果をもと
に鋼中の酸素量としては１００〜２００ｐｐｍが良好で
あること、望ましくは１２０〜１８０ｐｐｍとするのが
良いとの知見を得た。
に鋼中の酸素量としては１００〜２００ｐｐｍが良好で
あること、望ましくは１２０〜１８０ｐｐｍとするのが
良いとの知見を得た。
【００１２】一方、脱酸剤としてのＳｉ，Ａｌを添加し
ない本発明の鋼種において、鋼中の酸素含有量に影響を
与える因子を求めるべく種々の鋼材製造実験を行い、そ
してその中でスラグ中のＭｎＯ量及び鋼中のＭｎ量と酸
素含有量との間に一定の関係が存在することを見出し
た。
ない本発明の鋼種において、鋼中の酸素含有量に影響を
与える因子を求めるべく種々の鋼材製造実験を行い、そ
してその中でスラグ中のＭｎＯ量及び鋼中のＭｎ量と酸
素含有量との間に一定の関係が存在することを見出し
た。
【００１３】本発明はこのような知見に基づいてなされ
たもので、スラグ中のＭｎＯ量及び鋼中のＭｎ量を制御
することで、鋼中酸素量を調整することを骨子とするも
のであり、かかる本発明によれば、鋼中の酸化物の増大
による被削性低下を引き起すことなく酸素含有量を適正
レベルまで低下させ得て、鋼材の被削性を効果的に高め
得る効果を奏する。
たもので、スラグ中のＭｎＯ量及び鋼中のＭｎ量を制御
することで、鋼中酸素量を調整することを骨子とするも
のであり、かかる本発明によれば、鋼中の酸化物の増大
による被削性低下を引き起すことなく酸素含有量を適正
レベルまで低下させ得て、鋼材の被削性を効果的に高め
得る効果を奏する。
【００１４】上述のように鋼中の酸素量は硫化物径、酸
化物の影響による被削性低下の何れにも関係しており、
それらのバランス上、酸素量としては１００〜２００ｐ
ｐｍが適正なレベルである。酸素含有量をこの範囲に抑
えることによって鋼材の被削性を効果的に高めることが
できる。より望ましい範囲は１２０〜１８０ｐｐｍであ
る。
化物の影響による被削性低下の何れにも関係しており、
それらのバランス上、酸素量としては１００〜２００ｐ
ｐｍが適正なレベルである。酸素含有量をこの範囲に抑
えることによって鋼材の被削性を効果的に高めることが
できる。より望ましい範囲は１２０〜１８０ｐｐｍであ
る。
【００１５】本発明においては、被削成分としてＰｂを
０．０５〜０．４０の範囲で含有させることができ、ま
た鋳造方法としては連続鋳造を採用するのが望ましい。
０．０５〜０．４０の範囲で含有させることができ、ま
た鋳造方法としては連続鋳造を採用するのが望ましい。
【００１６】連続鋳造の場合、インゴット鋳造に較べて
化学組成の変動が少なく、従って切削加工の安定操業に
とって有利である反面、インゴット鋳造と比較して溶鋼
の凝固速度が大きいためにマンガン硫化物が大きく成長
し難いが、本発明によれば硫化物径を大きくなし得て被
削性能を効果的に高めることができる。
化学組成の変動が少なく、従って切削加工の安定操業に
とって有利である反面、インゴット鋳造と比較して溶鋼
の凝固速度が大きいためにマンガン硫化物が大きく成長
し難いが、本発明によれば硫化物径を大きくなし得て被
削性能を効果的に高めることができる。
【００１７】次に本発明における各化学成分の限定理由
を詳述する。 Ｃ：０．０２〜０．１５％ Ｃは良好な切削仕上げ面を得るために下限を０．０２％
とする必要がある。一方０．１５％を超えると被削性能
が低下するので含有量を０．１５％以下とする必要があ
る。
を詳述する。 Ｃ：０．０２〜０．１５％ Ｃは良好な切削仕上げ面を得るために下限を０．０２％
とする必要がある。一方０．１５％を超えると被削性能
が低下するので含有量を０．１５％以下とする必要があ
る。
【００１８】Ｍｎ：０．５〜２．０％ ＭｎはＳと反応して鋼中で切削時の切屑の分断作用をな
すＭｎＳを生成するもので、０．５％以上必要である。
しかしながら２．０％を超えて含有させると鋼の硬さを
大きくし、却って被削性能を低下させるので上限を２．
０％とした。
すＭｎＳを生成するもので、０．５％以上必要である。
しかしながら２．０％を超えて含有させると鋼の硬さを
大きくし、却って被削性能を低下させるので上限を２．
０％とした。
【００１９】Ｐ：０．０３〜０．１５％ Ｐは仕上げ面粗さを改善するために０．０３％以上と
し、また鋼の機械的性質を損なわないように０．１５％
以下とする必要がある。より望ましい範囲は０．０５〜
０．１０％である。
し、また鋼の機械的性質を損なわないように０．１５％
以下とする必要がある。より望ましい範囲は０．０５〜
０．１０％である。
【００２０】Ｓ：０．０３〜０．５０％ Ｓは鋼の被削性を改善するために必須の成分となるもの
で、その良好な被削性を確保するために０．０３％以上
含有させる必要がある。しかしながら０．５０％を超え
て含有させると鋼の冷間加工性を低下させるため、０．
５０％以下に抑制する必要がある。望ましいＳの範囲は
０．０４〜０．５０％である。
で、その良好な被削性を確保するために０．０３％以上
含有させる必要がある。しかしながら０．５０％を超え
て含有させると鋼の冷間加工性を低下させるため、０．
５０％以下に抑制する必要がある。望ましいＳの範囲は
０．０４〜０．５０％である。
【００２１】Ｓｉ：≦０．０１％ Ａｌ：≦０．０１％ これらＳｉ，Ａｌの酸化物は鋼中にあって硬い介在物と
なって工具寿命を低下させる要因となる。そこで本発明
ではこれらＳｉ，Ａｌをそれぞれ０．０１％以下に規制
する。Ｓｉのより望ましい範囲は０．００５％以下であ
る。
なって工具寿命を低下させる要因となる。そこで本発明
ではこれらＳｉ，Ａｌをそれぞれ０．０１％以下に規制
する。Ｓｉのより望ましい範囲は０．００５％以下であ
る。
【００２２】Ｐｂ：０．０５〜０．４０％ Ｐｂは被削性を向上させるための基本元素であり、０．
０５％未満ではその効果は少なく、０．４０％を超える
と熱間加工性が悪化する。
０５％未満ではその効果は少なく、０．４０％を超える
と熱間加工性が悪化する。
【００２３】
【実施例】次に本発明の実施例を以下に詳述する。溶解
炉にて造滓材２．５ｋｇを加えて溶鋼５０ｋｇの量で溶
解を行い、その際にスラグにおけるＭｎＯ量，塩基度を
表１に示す値で種々変化させ、鋼中の酸素含有量を求め
た。
炉にて造滓材２．５ｋｇを加えて溶鋼５０ｋｇの量で溶
解を行い、その際にスラグにおけるＭｎＯ量，塩基度を
表１に示す値で種々変化させ、鋼中の酸素含有量を求め
た。
【００２４】
【表１】
【００２５】尚、溶解試験は全部で３（塩基度）×３
（ＭｎＯ量）＝９（回）（９チャージ）行った。その結
果が成分組成とともに表２に示してある。
（ＭｎＯ量）＝９（回）（９チャージ）行った。その結
果が成分組成とともに表２に示してある。
【００２６】
【表２】
【００２７】図４はスラグ中のＮMnO（ＭｎＯのモル
比）と鋼中の酸素量との関係を示したもので、図に示し
ているようにＭｎＯ量と鋼中酸素量とは比例関係にある
ことが分かる。尚、図中の９個のプロット点は、塩基度
を０．７，１．２，１．７の３段階に変化させた場合に
おいて、各塩基度ごとに分けることなくそのままＮMnO
と酸素量との関係をプロットしたものである。
比）と鋼中の酸素量との関係を示したもので、図に示し
ているようにＭｎＯ量と鋼中酸素量とは比例関係にある
ことが分かる。尚、図中の９個のプロット点は、塩基度
を０．７，１．２，１．７の３段階に変化させた場合に
おいて、各塩基度ごとに分けることなくそのままＮMnO
と酸素量との関係をプロットしたものである。
【００２８】この結果から、鋼中酸素量に影響を与える
因子としてスラグ中のＭｎＯ及び鋼中のＭｎ量を取り出
し、それらの関係を求めたところ次式［数１］が得られ
た。 鋼中酸素量(ppm)=268×ＮMnO−144×Ｍｎ(%)＋218・・・[数１]
因子としてスラグ中のＭｎＯ及び鋼中のＭｎ量を取り出
し、それらの関係を求めたところ次式［数１］が得られ
た。 鋼中酸素量(ppm)=268×ＮMnO−144×Ｍｎ(%)＋218・・・[数１]
【００２９】またこの式の相関係数を求めたところｒ
（相関係数）＝０．８９であり、それらの間に良好な相
関関係のあることが判明した。この結果から、スラグ組
成（ＮMnO）及び鋼中のＭｎ量を制御することにより、
鋼中酸素量のコントロールが可能であることが分かる。
（相関係数）＝０．８９であり、それらの間に良好な相
関関係のあることが判明した。この結果から、スラグ組
成（ＮMnO）及び鋼中のＭｎ量を制御することにより、
鋼中酸素量のコントロールが可能であることが分かる。
【００３０】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】硫化物平均径と工具寿命との関係を表わす図で
ある。
ある。
【図２】鋼中酸素量と硫化物径との関係を表わす図であ
る。
る。
【図３】鋼中酸素量と工具摩耗量との関係を表わす図で
ある。
ある。
【図４】スラグ中のＭｎＯ量と鋼中酸素量との関係を表
わす図である。
わす図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 化学成分Ｃ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓをそれぞれ重
量％で、 Ｃ ：０．０２〜０．１５％ Ｍｎ：０．５〜２．０％ Ｐ ：０．０３〜０．１５％ Ｓ ：０．０３〜０．５０％ とし、更にＳｉ及びＡｌを、 Ｓｉ：≦０．０１％ Ａｌ：≦０．０１％ となした低炭素硫黄系快削鋼を製造するに当り、スラグ
中のＭｎＯと鋼中のＭｎ量を制御することによって、鋼
中のＯ量を調整することを特徴とする低炭素硫黄系快削
鋼の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１において、前記鋼中のＯを重量
％で０．０１００〜０．０２００％に調整することを特
徴とする低炭素硫黄系快削鋼の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、前記低炭素硫
黄系快削鋼がＰｂを０．０５〜０．４０％の範囲で含有
したものであることを特徴とする低炭素硫黄系快削鋼の
製造方法。 - 【請求項４】 請求項１，２又は３において、前記低炭
素硫黄系快削鋼を連続鋳造によって製造することを特徴
とする低炭素硫黄系快削鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20765695A JPH0931522A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 低炭素硫黄系快削鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20765695A JPH0931522A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 低炭素硫黄系快削鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0931522A true JPH0931522A (ja) | 1997-02-04 |
Family
ID=16543392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20765695A Pending JPH0931522A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 低炭素硫黄系快削鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0931522A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003068996A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-21 | Nucor Corporation | Model-based system for determining process parameters for the ladle refinement of steel |
| JP2006200032A (ja) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Kobe Steel Ltd | 低炭素硫黄快削鋼 |
| US7666350B2 (en) | 2003-12-01 | 2010-02-23 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Low carbon composite free-cutting steel product excellent in roughness of finished surface and method for production thereof |
| US8052925B2 (en) | 2005-10-17 | 2011-11-08 | Kobe Steel, Ltd. | Low carbon resulfurized free-machining steel having high machinability |
| JP2014234543A (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-15 | 日本冶金工業株式会社 | Ｓ含有鋼の製造方法 |
-
1995
- 1995-07-21 JP JP20765695A patent/JPH0931522A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003068996A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-21 | Nucor Corporation | Model-based system for determining process parameters for the ladle refinement of steel |
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