JPH10245654A - せん断加工面の品質に優れた快削鋼 - Google Patents
せん断加工面の品質に優れた快削鋼Info
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- JPH10245654A JPH10245654A JP8986097A JP8986097A JPH10245654A JP H10245654 A JPH10245654 A JP H10245654A JP 8986097 A JP8986097 A JP 8986097A JP 8986097 A JP8986097 A JP 8986097A JP H10245654 A JPH10245654 A JP H10245654A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】せん断加工面の品質に優れた快削鋼を提供す
る。 【構成】合金元素の含有率が重量で，Ｃ：０．２５〜
０．６５％，Ｓｉ：０．０５〜０．５０％，Ｍｎ：０．
６０〜０．９０％，Ｂｉ：０．０２〜０．１０％，Ｓ：
０．０１０〜０．０３５％および必要に応じて，Ｖ：
０．０５〜０．３５％を含有し，さらに，必要に応じて
Ｃｒ：０．９０〜１．２０％，Ｍｏ：０．１５〜０．３
０％のうちから選んだ１種または２種を含有し，残部実
質的にＦｅからなり，熱間圧延状態の縦断面１ｍｍ２に
おける長さ５μｍ以上の介在物の長さの合計が１．２５
ｍｍ以下であることを特徴とする，せん断加工面の品質
に優れた快削鋼。
る。 【構成】合金元素の含有率が重量で，Ｃ：０．２５〜
０．６５％，Ｓｉ：０．０５〜０．５０％，Ｍｎ：０．
６０〜０．９０％，Ｂｉ：０．０２〜０．１０％，Ｓ：
０．０１０〜０．０３５％および必要に応じて，Ｖ：
０．０５〜０．３５％を含有し，さらに，必要に応じて
Ｃｒ：０．９０〜１．２０％，Ｍｏ：０．１５〜０．３
０％のうちから選んだ１種または２種を含有し，残部実
質的にＦｅからなり，熱間圧延状態の縦断面１ｍｍ２に
おける長さ５μｍ以上の介在物の長さの合計が１．２５
ｍｍ以下であることを特徴とする，せん断加工面の品質
に優れた快削鋼。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，被削性に優れると
ともに，型鍛造の素材取りとしての棒鋼および鋼線のせ
ん断加工における加工面の品質に優れる快削鋼に関す
る。
ともに，型鍛造の素材取りとしての棒鋼および鋼線のせ
ん断加工における加工面の品質に優れる快削鋼に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】棒鋼や鋼線のせん断加工は型打ち鍛造の
素材取りを効率よく行う方法として採用されているが，
被せん断面の割れや面だれ，かえりなどの欠陥が存在す
ると，型鍛造品の形状精度や強度に対して重大な悪影響
を発生させる。特に，閉塞鍛造の素材取りとして棒鋼や
鋼線のせん断加工が行われる場合には，せん断加工面に
面だれがあると型充満不足すなわち欠肉となり，閉塞鍛
造の利点であるところの形状精度や重量精度を劣化させ
るため，鍛造の良品率の低下が顕著である。また，せん
断加工面の微細な割れは鍛造品の外観検査では検出でき
ない内部亀裂となり，部品の使用中に破損する危険があ
る。このため，材料の変形特性に応じてせん断加工条件
を最適化し，せん断加工面の品質の安定性を確保する必
要がある。
素材取りを効率よく行う方法として採用されているが，
被せん断面の割れや面だれ，かえりなどの欠陥が存在す
ると，型鍛造品の形状精度や強度に対して重大な悪影響
を発生させる。特に，閉塞鍛造の素材取りとして棒鋼や
鋼線のせん断加工が行われる場合には，せん断加工面に
面だれがあると型充満不足すなわち欠肉となり，閉塞鍛
造の利点であるところの形状精度や重量精度を劣化させ
るため，鍛造の良品率の低下が顕著である。また，せん
断加工面の微細な割れは鍛造品の外観検査では検出でき
ない内部亀裂となり，部品の使用中に破損する危険があ
る。このため，材料の変形特性に応じてせん断加工条件
を最適化し，せん断加工面の品質の安定性を確保する必
要がある。
【０００３】一方，鍛造品に限らず，鋼の切削加工にお
いては，近年の自動化技術の進歩により，無人化および
省力化が急速に進んでおり，工具交換および切屑の処理
に要する時間および人件費が部品の製造コストに占める
割合が高くなっている。このため，機械加工体積の比較
的少ない型鍛造品であっても，工具寿命や切屑破砕性を
改善した快削鋼の適用が増加している。
いては，近年の自動化技術の進歩により，無人化および
省力化が急速に進んでおり，工具交換および切屑の処理
に要する時間および人件費が部品の製造コストに占める
割合が高くなっている。このため，機械加工体積の比較
的少ない型鍛造品であっても，工具寿命や切屑破砕性を
改善した快削鋼の適用が増加している。
【０００４】鋼材の切削加工における工具寿命や切屑破
砕性はＰｂやＳの添加により著しく改善されることは周
知の事実である。これらの元素を添加した鉛快削鋼や硫
黄快削鋼は介在物として鉛や硫化物を含有しており，こ
れらの介在物の少ない普通鋼に比べて，せん断加工面に
微細な亀裂が発生しやすく，せん断加工条件の最適化が
困難であるとともに，最適化を行っても欠陥の発生が完
全には避けられず，鍛造品の内部亀裂の発生頻度が高
い。このため，型鍛造品の良品率が普通鋼に比べて低
い。したがって，被削性とせん断加工面の品質の両立に
は限界があった。
砕性はＰｂやＳの添加により著しく改善されることは周
知の事実である。これらの元素を添加した鉛快削鋼や硫
黄快削鋼は介在物として鉛や硫化物を含有しており，こ
れらの介在物の少ない普通鋼に比べて，せん断加工面に
微細な亀裂が発生しやすく，せん断加工条件の最適化が
困難であるとともに，最適化を行っても欠陥の発生が完
全には避けられず，鍛造品の内部亀裂の発生頻度が高
い。このため，型鍛造品の良品率が普通鋼に比べて低
い。したがって，被削性とせん断加工面の品質の両立に
は限界があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年の機械構造部材の
低廉化指向に対しては，型鍛造と切削加工のコストの両
方を低減させることが必要である。したがって，加工さ
れる鋼材に対しては快削性介在物を含有しない基本鋼と
少なくとも同等，好ましくは基本鋼より優れるせん断加
工面品質を有する快削鋼が求められているが，そのよう
な鋼材は見出されていない。
低廉化指向に対しては，型鍛造と切削加工のコストの両
方を低減させることが必要である。したがって，加工さ
れる鋼材に対しては快削性介在物を含有しない基本鋼と
少なくとも同等，好ましくは基本鋼より優れるせん断加
工面品質を有する快削鋼が求められているが，そのよう
な鋼材は見出されていない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者は，せん
断加工面の欠陥の中でも，型打ち鍛造品の品質を顕著に
劣化させる面だれと微小割れについて鋭意研究を行った
結果，硫化物やビスマス介在物の存在は面だれを小さく
する傾向にあるが，鉛介在物には顕著な効果がないこ
と，硫化物と鉛介在物は，せん断加工面の微小割れを助
長する傾向が強いが，ビスマス介在物には微小割れに対
する影響が小さいことを見い出した。以下に詳しく説明
する。
断加工面の欠陥の中でも，型打ち鍛造品の品質を顕著に
劣化させる面だれと微小割れについて鋭意研究を行った
結果，硫化物やビスマス介在物の存在は面だれを小さく
する傾向にあるが，鉛介在物には顕著な効果がないこ
と，硫化物と鉛介在物は，せん断加工面の微小割れを助
長する傾向が強いが，ビスマス介在物には微小割れに対
する影響が小さいことを見い出した。以下に詳しく説明
する。
【０００７】せん断加工面の面だれは材料の塑性変形能
が高いほど大きく，また，工具とせん断加工面との摩擦
係数が高いほど大きくなる。硫化物は材料の塑性変形能
を低下させる効果があり，ビスマス介在物はせん断面と
せん断工具の摩擦を低減する効果がある。鉛介在物につ
いては低速の摩擦環境での潤滑作用がビスマス介在物よ
り劣るため，顕著な効果が現れないものと考えられる。
が高いほど大きく，また，工具とせん断加工面との摩擦
係数が高いほど大きくなる。硫化物は材料の塑性変形能
を低下させる効果があり，ビスマス介在物はせん断面と
せん断工具の摩擦を低減する効果がある。鉛介在物につ
いては低速の摩擦環境での潤滑作用がビスマス介在物よ
り劣るため，顕著な効果が現れないものと考えられる。
【０００８】微小割れについては，その発生機構につい
ては十分明らかになっていないため，その発生頻度と材
料品質の関係を調査した結果，せん断の素材である圧延
鋼材の介在物が圧延方向すなわち，せん断面と垂直な方
向に長く伸展しているほど，また，そのような介在物の
量が多いほど，せん断加工面の微小割れの発生頻度が高
いことが判明した。さらに，介在物の状態とせん断加工
面の微小割れの発生頻度の関係を定量的に把握する方法
を検討した結果，圧延材の縦断面の検鏡試料の単位面積
あたりの介在物の長さの合計値により，微小割れ発生頻
度を正確に推定できることが判明した。具体的には，５
μｍ以上の長さの介在物の長さの合計値が，検鏡面１ｍ
ｍ２あたり１．２５ｍｍを超えると，破断面に存在する
介在物を起点として微小割れが発生する頻度が基本鋼に
対して顕著に増大する。介在物が圧延方向に長く伸展し
ないようにするためには，インゴット鋳造または連続鋳
造における凝固速度を大きくすることや，鋳造材の寸法
を小さくして鍛錬比を低下させること，極力高温で圧延
することなども有効であるが，快削性介在物の体積率を
低減することが最も効果的である。
ては十分明らかになっていないため，その発生頻度と材
料品質の関係を調査した結果，せん断の素材である圧延
鋼材の介在物が圧延方向すなわち，せん断面と垂直な方
向に長く伸展しているほど，また，そのような介在物の
量が多いほど，せん断加工面の微小割れの発生頻度が高
いことが判明した。さらに，介在物の状態とせん断加工
面の微小割れの発生頻度の関係を定量的に把握する方法
を検討した結果，圧延材の縦断面の検鏡試料の単位面積
あたりの介在物の長さの合計値により，微小割れ発生頻
度を正確に推定できることが判明した。具体的には，５
μｍ以上の長さの介在物の長さの合計値が，検鏡面１ｍ
ｍ２あたり１．２５ｍｍを超えると，破断面に存在する
介在物を起点として微小割れが発生する頻度が基本鋼に
対して顕著に増大する。介在物が圧延方向に長く伸展し
ないようにするためには，インゴット鋳造または連続鋳
造における凝固速度を大きくすることや，鋳造材の寸法
を小さくして鍛錬比を低下させること，極力高温で圧延
することなども有効であるが，快削性介在物の体積率を
低減することが最も効果的である。
【０００９】快削性介在物のうち硫化物は，最も密度が
低いため体積率が高く，また，熱間圧延で伸展しやいた
め，上述の介在物長さ合計値に対する影響が大きい。ま
た，鉛介在物は被削性を顕著に改善する介在物である
が，比較的大きな硫化物の周囲に存在し，熱間加工中の
硫化物の分断を阻害して硫化物を粗大化する傾向がある
とともに，熱間加工後に硫化物の前後に存在して見かけ
上の介在物の長さを増大させる。したがって，介在物長
さ合計値を増大させ，せん断加工面の微小割れを助長す
る傾向がある。一方，ＢｉはＰｂに比べて硫化物を粗大
化する効果が小さいため，介在物長さ合計値に対する影
響が小さく，また，Ｐｂに比べて被削性を改善する効果
が大きいためＰｂより体積率を小さくできることによ
り，基本鋼と同等のせん断加工面の微小割れ発生頻度と
なる。さらに，Ｂｉを添加した鋼は，上述のようにせん
断加工面と工具の摩擦係数を低減して面だれを抑制する
効果を有するため，せん断加工面の品質は総合的に基本
鋼より優れるものとなる。
低いため体積率が高く，また，熱間圧延で伸展しやいた
め，上述の介在物長さ合計値に対する影響が大きい。ま
た，鉛介在物は被削性を顕著に改善する介在物である
が，比較的大きな硫化物の周囲に存在し，熱間加工中の
硫化物の分断を阻害して硫化物を粗大化する傾向がある
とともに，熱間加工後に硫化物の前後に存在して見かけ
上の介在物の長さを増大させる。したがって，介在物長
さ合計値を増大させ，せん断加工面の微小割れを助長す
る傾向がある。一方，ＢｉはＰｂに比べて硫化物を粗大
化する効果が小さいため，介在物長さ合計値に対する影
響が小さく，また，Ｐｂに比べて被削性を改善する効果
が大きいためＰｂより体積率を小さくできることによ
り，基本鋼と同等のせん断加工面の微小割れ発生頻度と
なる。さらに，Ｂｉを添加した鋼は，上述のようにせん
断加工面と工具の摩擦係数を低減して面だれを抑制する
効果を有するため，せん断加工面の品質は総合的に基本
鋼より優れるものとなる。
【００１０】すなわち，本発明は，重量で，Ｃ：０．２
５〜０．６５％，Ｓｉ：０．０５〜０．５０％，Ｍｎ：
０．６０〜０．９０％，Ｂｉ：０．０２〜０．１０％，
Ｓ：０．０１０〜０．０３５％を含有し，残部実質的に
Ｆｅからなり，熱間圧延状態の縦断面１ｍｍ２における
長さ５μｍ以上の介在物の長さの合計が１．２５ｍｍ以
下であることを特徴とする。（第１発明）重量で，Ｃ：
０．２５〜０．６５％，Ｓｉ：０．０５〜０．５０％，
Ｍｎ：０．６０〜０．９０％，Ｖ：０．０５〜０．３５
％，Ｂｉ：０．０２〜０．１０％，Ｓ：０．０１０〜
０．０３５％を含有し，残部実質的にＦｅからなり，熱
間圧延状態の縦断面１ｍｍ２における長さ５μｍ以上の
介在物の長さの合計が１．２５ｍｍ以下であることを特
徴とする。（第２発明）重量で，Ｃ：０．２５〜０．６
５％，Ｓｉ：０．０５〜０．５０％，Ｍｎ：０．６０〜
０．９０％，Ｂｉ：０．０２〜０．１０％，Ｓ：０．０
１０〜０．０３５％を含有し，さらに，Ｃｒ：０．９０
〜１．２０％，Ｍｏ：０．１５〜０．３０％から選んだ
１種または２種を含有し，残部実質的にＦｅからなり，
熱間圧延状態の縦断面１ｍｍ２における長さ５μｍ以上
の介在物の長さの合計が１．２５ｍｍ以下であることを
特徴とする（第３発明）ことから成る。
５〜０．６５％，Ｓｉ：０．０５〜０．５０％，Ｍｎ：
０．６０〜０．９０％，Ｂｉ：０．０２〜０．１０％，
Ｓ：０．０１０〜０．０３５％を含有し，残部実質的に
Ｆｅからなり，熱間圧延状態の縦断面１ｍｍ２における
長さ５μｍ以上の介在物の長さの合計が１．２５ｍｍ以
下であることを特徴とする。（第１発明）重量で，Ｃ：
０．２５〜０．６５％，Ｓｉ：０．０５〜０．５０％，
Ｍｎ：０．６０〜０．９０％，Ｖ：０．０５〜０．３５
％，Ｂｉ：０．０２〜０．１０％，Ｓ：０．０１０〜
０．０３５％を含有し，残部実質的にＦｅからなり，熱
間圧延状態の縦断面１ｍｍ２における長さ５μｍ以上の
介在物の長さの合計が１．２５ｍｍ以下であることを特
徴とする。（第２発明）重量で，Ｃ：０．２５〜０．６
５％，Ｓｉ：０．０５〜０．５０％，Ｍｎ：０．６０〜
０．９０％，Ｂｉ：０．０２〜０．１０％，Ｓ：０．０
１０〜０．０３５％を含有し，さらに，Ｃｒ：０．９０
〜１．２０％，Ｍｏ：０．１５〜０．３０％から選んだ
１種または２種を含有し，残部実質的にＦｅからなり，
熱間圧延状態の縦断面１ｍｍ２における長さ５μｍ以上
の介在物の長さの合計が１．２５ｍｍ以下であることを
特徴とする（第３発明）ことから成る。
【００１１】本発明の請求範囲の限定理由について以下
に説明する。
に説明する。
【００１２】Ｃ：０．２５〜０．６５％ Ｃは鋼の強度を向上する元素であるが，０．２５％未満
では効果が小さく，また，０．６５％を越えると圧延ま
までの強度が高くなり，せん断加工が困難になる。よっ
て，Ｃの含有量は０．２５〜０．６５％とする。
では効果が小さく，また，０．６５％を越えると圧延ま
までの強度が高くなり，せん断加工が困難になる。よっ
て，Ｃの含有量は０．２５〜０．６５％とする。
【００１３】Ｓｉ：０．０５〜０．５０％ Ｓｉは固溶強化によりフェライト相を脆化する元素であ
り，せん断加工の面だれを低減する効果を有するが，含
有量が０．０５％未満では効果が小さく，また，０．５
０％を越えるとせん断加工面に微細割れが発生しやすく
なる。よって，Ｓｉの含有量は０．０５〜０．５０％と
する。
り，せん断加工の面だれを低減する効果を有するが，含
有量が０．０５％未満では効果が小さく，また，０．５
０％を越えるとせん断加工面に微細割れが発生しやすく
なる。よって，Ｓｉの含有量は０．０５〜０．５０％と
する。
【００１４】Ｍｎ：０．６０〜０．９０％ Ｍｎは焼入れ性を高める元素であるが，含有量が０．６
０％未満では効果が小さく，また，０．９０％を越える
と加工硬化を助長するため被削性が劣化する。よって，
Ｍｎの含有量は０．６０〜０．９０％とする。
０％未満では効果が小さく，また，０．９０％を越える
と加工硬化を助長するため被削性が劣化する。よって，
Ｍｎの含有量は０．６０〜０．９０％とする。
【００１５】Ｂｉ：０．０２〜０．１０％ Ｂｉはせん断加工における面だれを抑制する効果および
被削性を改善する効果を有する元素であるが，含有量が
０．０２％未満では効果が小さく，また，０．１０％を
越えると熱間加工性を著しく劣化させる。よって，Ｂｉ
の含有量は０．０２〜０．１０％とする。
被削性を改善する効果を有する元素であるが，含有量が
０．０２％未満では効果が小さく，また，０．１０％を
越えると熱間加工性を著しく劣化させる。よって，Ｂｉ
の含有量は０．０２〜０．１０％とする。
【００１６】Ｓ：０．０１０〜０．０３５％ Ｓはせん断加工面の面だれを低減し，被削性を改善する
効果を有する元素であるが，含有量が０．０１０％未満
では効果が小さく，また，０．０３５％を越えると，せ
ん断加工面の微小割れ発生頻度を増大させる。よって，
Ｓの含有量は０．０１０〜０．０３５％とする。
効果を有する元素であるが，含有量が０．０１０％未満
では効果が小さく，また，０．０３５％を越えると，せ
ん断加工面の微小割れ発生頻度を増大させる。よって，
Ｓの含有量は０．０１０〜０．０３５％とする。
【００１７】Ｖ：０．０５〜０．３５％ Ｖは熱間圧延や熱間鍛造ままにおける強度を増大させる
元素であり，含有量が０．０５％未満では効果が小さ
く，また，０．３５％を越えると効果が飽和する。よっ
て，Ｖの含有量は０．０５〜０．３５％とする。
元素であり，含有量が０．０５％未満では効果が小さ
く，また，０．３５％を越えると効果が飽和する。よっ
て，Ｖの含有量は０．０５〜０．３５％とする。
【００１８】Ｃｒ：０．９０〜１．２０％ Ｃｒは焼入れ性を向上する元素であり，含有量が０．９
０％未満では効果が小さく，また，１．２０％を越える
と被削性が劣化する。よって，Ｃｒの含有量は０．９０
〜１．２０％とする。
０％未満では効果が小さく，また，１．２０％を越える
と被削性が劣化する。よって，Ｃｒの含有量は０．９０
〜１．２０％とする。
【００１９】Ｍｏ：０．１５〜０．３０％ Ｍｏは焼入れ性を向上する元素であり，含有量が０．１
５％未満では効果が小さく，０．３０％を越えると圧延
材の硬さが高くなり，せん断加工が困難になる。よって
Ｍｏの含有量は０．１５〜０．３０％とする。
５％未満では効果が小さく，０．３０％を越えると圧延
材の硬さが高くなり，せん断加工が困難になる。よって
Ｍｏの含有量は０．１５〜０．３０％とする。
【００２０】介在物長さの合計：１．２５ｍｍ以下 熱間圧延状態の縦断面の単位面積当たりの介在物長さの
合計は，せん断加工面の微小割れ発生頻度と対応してお
り，長さ５μｍ以上の介在物を対象とした合計が１．２
５ｍｍを超えると微小割れの発生頻度が高くなる。よっ
て，単位面積当たりの介在物長さの合計値は１．２５ｍ
ｍ以下とする。
合計は，せん断加工面の微小割れ発生頻度と対応してお
り，長さ５μｍ以上の介在物を対象とした合計が１．２
５ｍｍを超えると微小割れの発生頻度が高くなる。よっ
て，単位面積当たりの介在物長さの合計値は１．２５ｍ
ｍ以下とする。
【００２１】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明する。表
１に示す化学組成の鋼をアーク炉で溶製後，熱間圧延に
より直径２２ｍｍの丸棒を製造した。
１に示す化学組成の鋼をアーク炉で溶製後，熱間圧延に
より直径２２ｍｍの丸棒を製造した。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１において，発明鋼１および発明鋼２は
本発明の請求項第１項に該当する鋼であり，発明鋼３は
本発明の請求項第２項に該当する鋼であり，発明鋼４お
よび発明鋼５は本発明の請求項第３項に該当する鋼であ
る。比較鋼ＡはＪＩＳ規格の炭素鋼Ｓ４５Ｃに相当する
鋼であり，比較鋼ＢはＪＩＳ規格のＳ４５Ｃに相当する
主成分を有する鉛快削鋼である。比較鋼ＣはＪＩＳ規格
のＳ４０ＶＣに相当する主成分の鉛快削非調質鋼であ
る。比較鋼ＤはＪＩＳ規格のＳＣｒ４４０に相当する主
成分の鉛快削鋼であり，比較鋼ＥはＪＩＳ規格のＳＣＭ
４４０に相当する主成分の硫黄快削鋼である。
本発明の請求項第１項に該当する鋼であり，発明鋼３は
本発明の請求項第２項に該当する鋼であり，発明鋼４お
よび発明鋼５は本発明の請求項第３項に該当する鋼であ
る。比較鋼ＡはＪＩＳ規格の炭素鋼Ｓ４５Ｃに相当する
鋼であり，比較鋼ＢはＪＩＳ規格のＳ４５Ｃに相当する
主成分を有する鉛快削鋼である。比較鋼ＣはＪＩＳ規格
のＳ４０ＶＣに相当する主成分の鉛快削非調質鋼であ
る。比較鋼ＤはＪＩＳ規格のＳＣｒ４４０に相当する主
成分の鉛快削鋼であり，比較鋼ＥはＪＩＳ規格のＳＣＭ
４４０に相当する主成分の硫黄快削鋼である。
【００２４】圧延材の縦断面の検鏡試料を作成し，合計
２０ｍｍ２の被検面積について，画像解析により，介在
物の長さを測定し，５μｍ以上の介在物の長さの合計値
を求め，被検面積で除して，単位面積当たりの合計値を
算出した。
２０ｍｍ２の被検面積について，画像解析により，介在
物の長さを測定し，５μｍ以上の介在物の長さの合計値
を求め，被検面積で除して，単位面積当たりの合計値を
算出した。
【００２５】せん断加工面の性状を評価するために，直
径２２ｍｍの圧延鋼材を丸穴型のせん断工具により無潤
滑で，せん断加工を行い，せん断面の面だれ量を図１の
ように定義して測定した。すなわち，元の外周位置か
ら，せん断工具により擦られたせん断部２までの半径方
向の距離の最大値を面だれ量とした。また，せん断加工
面のうち破断部３を実体顕微鏡で観察し，長さ１ｍｍ以
上の亀裂の有無を調べた。いずれの評価においても，せ
ん断数１００個の両側すなわち２００面について検査
し，面だれ量については平均値を算出し，割れ発生頻度
については，割れが確認された面数の検査面数に対する
割合いを算出した。
径２２ｍｍの圧延鋼材を丸穴型のせん断工具により無潤
滑で，せん断加工を行い，せん断面の面だれ量を図１の
ように定義して測定した。すなわち，元の外周位置か
ら，せん断工具により擦られたせん断部２までの半径方
向の距離の最大値を面だれ量とした。また，せん断加工
面のうち破断部３を実体顕微鏡で観察し，長さ１ｍｍ以
上の亀裂の有無を調べた。いずれの評価においても，せ
ん断数１００個の両側すなわち２００面について検査
し，面だれ量については平均値を算出し，割れ発生頻度
については，割れが確認された面数の検査面数に対する
割合いを算出した。
【００２６】被削性を評価するために，直径２０ｍｍま
でピーリング加工を行った後，自動盤によるハイスドリ
ル寿命試験を行った。切削条件を表２に示す。ドリルの
破損を寿命とし，比較鋼Ａの寿命に対する比を寿命比と
して算出した。
でピーリング加工を行った後，自動盤によるハイスドリ
ル寿命試験を行った。切削条件を表２に示す。ドリルの
破損を寿命とし，比較鋼Ａの寿命に対する比を寿命比と
して算出した。
【００２７】
【表２】
【００２８】介在物長さ合計値，面だれ量，割れ発生率
およびドリル寿命比を表３に示す。
およびドリル寿命比を表３に示す。
【００２９】
【表３】
【００３０】表３において，発明鋼１〜５のせん断加工
面の面だれ量はいずれの比較鋼と比べても小さく，せん
断面の割れも全く発生していない。また，ドリル寿命は
いずれも比較鋼Ａの５倍以上であり，鉛快削鋼である比
較鋼Ｂ，Ｃ，Ｄと同等の被削性である。これに対し，比
較鋼Ａでは割れは発生していないものの，面だれが発明
鋼に比べて大きく，被削性も発明鋼に比べて劣る。比較
鋼Ｂ，比較鋼Ｃおよび比較鋼Ｄは鉛快削鋼であるため，
被削性は良好であるが，介在物長さ合計が大きいため割
れ発生率が高い。また，面だれも発明鋼に比べて大き
い。比較鋼ＥはＳの効果により面だれが小さく，被削性
も良好であるが，発明鋼に比べて介在物長さ合計が大き
く，割れ発生率が高い。
面の面だれ量はいずれの比較鋼と比べても小さく，せん
断面の割れも全く発生していない。また，ドリル寿命は
いずれも比較鋼Ａの５倍以上であり，鉛快削鋼である比
較鋼Ｂ，Ｃ，Ｄと同等の被削性である。これに対し，比
較鋼Ａでは割れは発生していないものの，面だれが発明
鋼に比べて大きく，被削性も発明鋼に比べて劣る。比較
鋼Ｂ，比較鋼Ｃおよび比較鋼Ｄは鉛快削鋼であるため，
被削性は良好であるが，介在物長さ合計が大きいため割
れ発生率が高い。また，面だれも発明鋼に比べて大き
い。比較鋼ＥはＳの効果により面だれが小さく，被削性
も良好であるが，発明鋼に比べて介在物長さ合計が大き
く，割れ発生率が高い。
【００３１】すなわち，従来の鉛快削鋼や硫黄快削鋼に
おいては，せん断加工面の面だれの抑制と微小割れの防
止を両立することが不可能であるが，発明鋼において
は，良好な被削性に加えて，基本鋼と同様にせん断加工
面に割れが発生せず，基本鋼よりも面だれが少ない特徴
を有している。
おいては，せん断加工面の面だれの抑制と微小割れの防
止を両立することが不可能であるが，発明鋼において
は，良好な被削性に加えて，基本鋼と同様にせん断加工
面に割れが発生せず，基本鋼よりも面だれが少ない特徴
を有している。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば，鍛造素材
取りとしてのせん断加工におけるせん断面品質と被削性
の両立が達成され，これにより，鍛造および切削加工に
より製造される機械構造部品の製造コストを大幅に低減
することが可能となり，産業上の利点は極めて大きい。
取りとしてのせん断加工におけるせん断面品質と被削性
の両立が達成され，これにより，鍛造および切削加工に
より製造される機械構造部品の製造コストを大幅に低減
することが可能となり，産業上の利点は極めて大きい。
【図１】丸棒のせん断加工面の面だれ量の定義を示す鋼
材断面図である。
材断面図である。
【図２】図１の正面図である。
１ 面だれ ２ せん断部 ３ 破断部 ４ かえり
Claims (3)
- 【請求項１】 重量で，Ｃ：０．２５〜０．６５％，Ｓ
ｉ：０．０５〜０．５０％，Ｍｎ：０．６０〜０．９０
％，Ｂｉ：０．０２〜０．１０％，Ｓ：０．０１０〜
０．０３５％を含有し，残部実質的にＦｅからなり，熱
間圧延状態の縦断面１ｍｍ２における長さ５μｍ以上の
介在物の長さの合計が１．２５ｍｍ以下であることを特
徴とする，せん断加工面の品質に優れた快削鋼。 - 【請求項２】 重量で，Ｃ：０．２５〜０．６５％，Ｓ
ｉ：０．０５〜０．５０％，Ｍｎ：０．６０〜０．９０
％，Ｖ：０．０５〜０．３５％，Ｂｉ：０．０２〜０．
１０％，Ｓ：０．０１０〜０．０３５％を含有し，残部
実質的にＦｅからなり，熱間圧延状態の縦断面１ｍｍ２
における長さ５μｍ以上の介在物の長さの合計が１．２
５ｍｍ以下であることを特徴とする，せん断加工面の品
質に優れた快削鋼。 - 【請求項３】 重量で，Ｃ：０．２５〜０．６５％，Ｓ
ｉ：０．０５〜０．５０％，Ｍｎ：０．６０〜０．９０
％，Ｂｉ：０．０２〜０．１０％，Ｓ：０．０１０〜
０．０３５％を含有し，さらに，Ｃｒ：０．９０〜１．
２０％，Ｍｏ：０．１５〜０．３０％から選んだ１種ま
たは２種を含有し，残部実質的にＦｅからなり，熱間圧
延状態の縦断面１ｍｍ２における長さ５μｍ以上の介在
物の長さの合計が１．２５ｍｍ以下であることを特徴と
する，せん断加工面の品質に優れた快削鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8986097A JPH10245654A (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | せん断加工面の品質に優れた快削鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8986097A JPH10245654A (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | せん断加工面の品質に優れた快削鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10245654A true JPH10245654A (ja) | 1998-09-14 |
Family
ID=13982545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8986097A Pending JPH10245654A (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | せん断加工面の品質に優れた快削鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10245654A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110714161A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-01-21 | 中天钢铁集团有限公司 | 一种汽车用高硫易切削钢及其生产工艺 |
-
1997
- 1997-03-05 JP JP8986097A patent/JPH10245654A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110714161A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-01-21 | 中天钢铁集团有限公司 | 一种汽车用高硫易切削钢及其生产工艺 |
| CN110714161B (zh) * | 2019-10-17 | 2020-09-22 | 中天钢铁集团有限公司 | 一种汽车用高硫易切削钢及其生产工艺 |
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