[发明专利]一种易切削钢

说明书

技术领域

本发明属于炼钢技术，是一种易切削钢。

技术背景

机械加工越来越高速化、精密化、自动化，汽车工业、精密仪表工业和家用电器业对提高钢材的机加工性能以降低加工成本提出了更多的要求。

硫易切削钢占世界易切削钢总产量的比例分别为70 %～90 %。硫易切削钢按硫含量不同，可分为低硫钢、中硫钢和高硫钢。一般低硫钢S ≤0.025 %，中硫钢S=0.04%～0.09 %，高硫钢S=0.1%～0.3 %。其中，中硫钢由于具有良好的切削性能和力学性能，已广泛应用于工业生产，而高硫钢则是为满足特殊切削性能需求的钢材。一般认为,随着硫含量的增高，钢材的切削性能也越好，但对普通钢而言，微量增硫就能起到改善可切削性的明显效果。加入适当的硫(尤其在硫低于0.1 %时)，对改善钢可切削性的效果都是非常显著的。其作用主要表现在不仅降低切削力与切削温度，明显提高刀具寿命，而且还降低工件的表面粗糙度，改善切屑处理性。但硫含量高易引起加工开裂，铸坯表面容易形成气孔、凹陷、渣孔等缺陷，表现在盘条上就极易形成表面裂纹、折叠等缺陷。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述已有技术不足之处的易切削钢，解决硫系易切削钢因硫含量高出现的表面质量问题，生产的易切削钢具有适中的硬度、优良的切削加工性能。

本发明通过以下技术方案来实现：易切削钢的化学组分质量百分比为：C=0.02%～0.45%，Si≤0.05%，Mn=1.00%~1.50%，P=0.04%～0.09%，S=0.20%～0.40%，Cr=0.30%~1.5%，Fe余量。

发明原理：硫含量高易引起加工开裂，铸坯表面容易形成气孔、凹陷、渣孔等缺陷，表现在盘条上就极易形成表面裂纹、折叠等缺陷。硫系易切削钢的硫化物形态和类型对提高切削性至关重要，脱氧制度是控制硫化物形态与类型的关键。为避免生成FeS，可以优先加入铬，铬的硫化物熔点较高，形成的Cr-Mn-S系夹杂物（见图13～图18）呈颗粒状分布均匀，由于Cr-Mn-S系夹杂物割断了基体的连续性而使车屑易断，又由于Cr-Mn-S系夹杂物的润滑作用而降低了刀具的磨损，从而改善了钢材的切削加工性能。

硫系易切削钢的MnS夹杂物在热轧过程中沿着轧制方向伸长，使得硫系易切削钢的横向力学性能显著降低,加剧了钢材各向异性。为了降低硫系易切削钢中MnS对力学性能的有害影响，国内外均着重研究改变硫化锰长宽比L/W，希望硫化物成纺锤状或近似圆状。要使硫化物改变形状，就要添加铬元素。在硫系易切削钢中加入铬,在高温下形成Cr-Mn-S夹杂物，该夹杂物高温塑性加工性能差，在压延时的延展变得困难，强度的各向异性也受到抑制，使得成品的Cr-Mn-S系夹杂物趋向纺锤状或近似圆状。

本发明的贡献在于：在不改变现有的生产条件的前提下，通过对易切削钢的成分加入适量的铬以改善环保硫系易切削钢的表面质量和切削性能，解决了硫系易切削钢因硫含量高出现的表面质量问题。生产的易切削钢具有细小均匀的纺锤状夹杂物，适中的硬度，优良的切削加工性能，断面收缩率≥45%，延伸率≥22%。采用本发明生产的易切削钢具有强度高、韧性好、良好的表面质量，优良的切削加工性等特点，可广泛应用于电脑及打印机零部件、汽车零配件、电子电器、五金机械及模具异型件等领域。在实际应用中可提高生产效率，降低成本，节约资源等特性。

附图说明

图1～图6为易切削钢的金相组织图。

图7～图12为易切削钢夹杂物组织图。

图13～图18为电镜分析Cr-Mn-S系夹杂物图。

具体实施方式

本发明的实施例：易切削钢，实施例序号1~6对应的的化学组成成份质量百分比见表1，对应的性能检验结果见表2，对应的金相组织图为图1～图6，对应的夹杂物组织图为图7～图12为；对应的电镜分析Cr-Mn-S系夹杂物图如图13～图18。

表1  易切削钢实施例的化学成分（%）

 表2  易切削钢实施例检验结果

 本发明实施例序号1~6对应的的易切削钢夹杂物呈纺锤状均匀分布如图7～图12，表面质量良好，具有优良的切削加工性能。