[發明專利]一種易切削鋼及其生產方法

無效

• 申請號: 200810031917.2
• 申請日: 2008-07-29
• 公開（公告）號: CN101418422A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 曹志強;羅登;夏政海;吳俊雄;徐瑞軍;周小利;楊庚朝
• 申請（專利權）人: 湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22C38/60
• 分類號: C22C38/60;C21D8/02
• 代理公司: 長沙新裕知識產權代理有限公司
• 代理人: 李 由

技術領域

本發明涉及一種易切削鋼及其生產方法。

背景技術

隨著機械加工高速化、精密化、自動化的發展，特別是汽車工業、精密儀表工業和家用電器的發展，同時考慮機加工成本是制造業零部件制造成本的重要組成部分(達到零部件制造成本的40％～60％)，人們希望通過提高鋼材的機加工性能來降低加工成本。以上諸多因素促使易切削鋼的產量和品種增加，質量不斷提高。

硫易切削鋼占世界與中國易切削鋼總產量的比例分別為70％和90％。硫易切削鋼按硫含量不同，可分為低硫鋼、中硫鋼和高硫鋼，一般低硫鋼的S≤0.025％，有的甚至S<0.01％；中硫鋼的S＝0.04％～0.09％；高硫鋼的S＝0.1％～0.3％。其中，中硫鋼由于具有良好的切削性能和力學性能，已廣泛應用于工業生產，而高硫鋼則是為滿足特殊切削性能需求的鋼材。

一般認為，隨著硫含量的增高，鋼材的切削性能也越好，但對普通鋼而言，微量增硫就能起到改善可切削性的明顯效果；加入適當的硫(尤其在硫低于0.1％以下)，對改善鋼可切削性的效果都是非常顯著的。其作用主要表現在不僅降低切削力與切削溫度，明顯提高刀具壽命，而且還降低工件的表面粗糙度，改善切屑處理性。鋼中硫主要以(Mn、Fe)S的形式存在鋼中，由于MnS夾雜物割斷了基體的連續性和應力集中源作用而使車屑易斷，潤滑作用使刀具的磨損減小，從而改善了鋼材的切削性能。為了使鋼材具有更好的切削性能，應使鋼中的MnS具有一定的長寬比(L/W)，而研究表明夾雜物成球狀和紡錘狀比線條狀更有利于切削，因此，希望鋼中的MnS成紡錘狀或近似球狀。然而MnS在熱軋過程中沿著軋制方向伸長，使硫易切削鋼的橫向力學性能明顯降低，加劇了鋼材的各向異性。通過向易切削鋼中加入碲、鈣、鋯、稀土和鈦等元素，使之與鋼中的硫生成硫化物，而這些夾雜物高溫塑性加工性能差，在壓延時的延展變得困難，強度的各向異性也受到抑制，從而達到改變硫化物形狀的目的。同時，應保證鋼中具有一定錳硫比，以降低因鋼中硫含量過高而帶來的不利影響，以保證鋼材的力學性能。

目前現有技術對硫系易切削鋼線材的冶煉方法、內部夾雜物分布、熱加工塑性和軋制工藝的研究很少，不能滿足經濟發展的需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有良好切削性能的易切削鋼及其生產方法。

本發明通過以下技術方案來實現：

易切削鋼的組分重量百分比為：碳0.32％～0.41％，硅≤0.10％，錳0.90％～1.35％，磷≤0.04％，硫0.18％～0.30％，鎳≤0.1％，鉻≤0.1％，銅≤0.2％，鐵余量。

易切削鋼的生產方法：采用的生產工藝流程為：轉爐冶煉—LF精煉—連鑄—加熱爐加熱—開坯—軋制。軋制均熱段溫度1160～1220℃，開軋溫度≥1120℃，終軋≥800℃，在爐時間，150方≥110min。

采用延遲性冷卻，風機、保溫罩全關。軋制過程中產生的切頭、切尾及其他廢料均要求單獨回收，集中堆放，做好標識。

采用上述方法生產的易切削鋼力學性能均勻，Mn/S為4.0～5.0之間，屈服強度在530～785Mpa之間，斷面收縮率≥18％，延伸率≥14％，熱軋狀態布氏硬度≤229HB。熱軋棒材具有優良的切削加工性能。

本發明的貢獻在于：在不改變現有的生產條件的前提下，通過優化成分、優化軋制工藝等手段，采用高溫加熱高溫軋制的方法解決了S系易切削鋼在軋制成材時易出現頭部開裂、纏輥及打滑、咬入困難，操作難度大等現象。為了避開熱脆敏感溫度區域，采用高溫加熱并保溫足夠時間，在加熱爐高溫段加熱均勻燒透，以使鋼坯內外溫度相同，軋制時變形一致，避免拉裂。鋼材批量生產各項力學性能優良，工藝過程簡捷。成品鋼材具有具有強度高、韌性好、優良的切削加工性等特點，可廣泛應用于鉆夾頭、管接頭等領域。在實際應用中可提高生產效率，降低成本，節約資源等特性。

附圖說明

圖1為本發明的生產工藝流程圖。

圖中：1-轉爐冶煉，2-LF爐精煉，3-連鑄，4-加熱爐加熱，5-軋制。

下面對各工藝流程步驟的含義和操作要點進行介紹：

1-轉爐冶煉：強化冶煉過程，準確控制終點碳，避免鋼水過氧化，減小了鋼水夾雜物。

2-LF爐精煉：雙工位精煉操作，可利用過程調運時間，保證精煉時間和精煉效果，使澆注節奏有條不紊。鋼水升溫快，溫度、成分控制精確，使得鋼液溫度、成分波動范圍小，從而使鋼材的質量穩定，鋼中全氧含量可穩定控制在30～40ppm之間，有效地提高鋼材的切削性能。