[发明专利]石墨钢用钢材及改善切削性的石墨钢

说明书

本发明公开了一种石墨钢用钢材及改善切削性的石墨钢。根据本发明的一个实施例的石墨钢用钢材，其以重量％计包含C：0.60％至0.90％、Si：2.0％至2.5％、Mn：0.1％至0.6％、Al：0.01％至0.05％、Ti：0.005％至0.02％、N：0.0030％至0.0100％、P：小于等于0.015％(0除外)、S：小于等于0.030％(0除外)、余量的Fe及其他不可避免的杂质。

技术领域

本发明涉及改善切削性的石墨钢。更具体地，本发明涉及一种石墨钢用钢材及包含均匀微细的石墨的改善切削性的石墨钢。

背景技术

通常，作为需具有切削性的机械零部件等材料会使用加入Pb、Bi、S等易切削元素的易切削钢。对于最典型的易切削钢，即加入Pb的易切削钢，切削操作时会排放毒性烟雾(fume)等有害物质，对人体非常有害，还存在对钢材的再利用也非常不利的问题。因此，为了解决这些问题提出了加入S、Bi、Te、Sn等的方案，但是加入Bi的钢材在制造时容易产生龟裂，存在生产非常困难的问题，而加入S、Te及Sn的钢材也存在热轧时产生龟裂的问题。

为了解决如上所述的问题而提出的钢就是石墨钢。石墨钢是铁素体基体或铁素体和珠光体基体内部包含微细石墨颗粒的钢，内部的微细石墨颗粒在切削时成为裂纹源(source)起到断屑(chip breaker)的作用，从而具有切削性也良好的性质。

然而，尽管石墨钢具有这些优点，目前石墨钢还没有普及。这是因为，当钢中加入碳时，尽管石墨是稳定相，还是会以亚稳相即渗碳体形式析出，如不加以进行10小时以上的长时间热处理则难以使石墨析出，而在如此长时间的热处理过程中会发生脱碳，对最终产品的性能产生不良影响。

不仅如此，即便通过石墨化热处理使石墨颗粒析出，如果在钢的基体内石墨粗大析出，则产生龟裂的可能性也会变高，并且如果石墨颗粒不是球状，而是以不规则形状不均匀分布，则切削时性能分布不均匀导致断屑性或表面粗糙度变得非常差，工具寿命也会缩短，从而难以获得石墨钢的优点。

因此，需要一种大幅缩短热处理时间且热处理时可使微细石墨颗粒在基体内以有规则的形状均匀分布的石墨钢用钢材及由此导出的改善切削性的石墨钢。

发明内容

技术问题

本发明一方面旨在提供一种大幅缩短热处理时间且热处理时可使微细石墨颗粒在基体内以有规则的形状均匀分布的石墨钢用钢材。

本发明另一方面旨在提供一种切削性优异的石墨钢。

技术方案

根据本发明的一个实施例的石墨钢用钢材，其以重量％计包含C：0.60％至0.90％、Si：2.0％至2.5％、Mn：0.1％至0.6％、Al：0.01％至0.05％、Ti：0.005％至0.02％、N：0.0030％至0.0100％、P：小于等于0.015％(0除外)、S：小于等于0.030％(0除外)、余量的Fe及其他不可避免的杂质。

此外，根据本发明的一个实施例，所述石墨钢用钢材满足下述式(1)。

式(1)：-0.01≤[Ti]-3.43×[N]≤0.01

其中，[Ti]、[N]各自表示该元素的重量％。

此外，根据本发明的一个实施例，所述石墨钢用钢材满足下述式(2)。

式(2)：400≤3.1+169.0×[Si]+127.7×[Mn]≤500

其中，[Si]及[Mn]各自表示该元素的重量％。