[发明专利]低碳硫磺易切削钢

说明书

技术领域

本发明涉及低碳硫磺易切削钢，详细地说，涉及作为铅易切削钢(以下称作“Pb易切削钢”。)及复合添加有S和Pb的复合易切削钢即“硫磺复合易切削钢”(以下称作“S复合易切削钢”。)的替代材料使用的、具有比现有不添加Pb的易切削钢更加良好的被切削性的低碳硫磺易切削钢。更详细地说，涉及一种不添加Pb的低碳硫磺易易切削钢，该易切削钢使用高速钢工具(以下称作“HSS”工具。)在100m/min以下的比较低的速度区域、且在供给切削油剂的湿式条件下进行切削时，具有切屑可较细地分割的性质(以下称作“切屑处理性”。)，并且具有与上述现有不添加Pb的易切削钢相比，最终加工表面粗糙度小的良好的表面性状，而且，由于其连续铸造性优异，可以廉价地大批量生产。

背景技术

目前，对软质的小零件例如汽车用的制动零件、个人计算机外围设备零件及电气设备零件等软质的小零件的原材料而言，为了提高生产性，可以使用被切削性优异的钢材，即所谓“易切削钢”。

如上所述的软质小零件在工业性规模中的切削加工，主要是使用HSS工具，在100m/min以下的比较低的速度区域的湿式条件下进行。而且，在这样的切削加工条件的基础上，作为零件的原材料即钢材的“被切削性”，尤其要求加工后的钢材的最终加工表面粗糙度要小(也就是，钢材的表面光滑、表面形状优异)，此外认为，切屑处理性优异也很重要。

另外，在上述的特性中，良好的切屑处理性对加工线的自动化是必不可少的，是提高生产性所必需的特性。

作为易切削钢，众所周知的是JIS G 4804(1999)规定的钢材，即含有大量的S、利用MnS改善被切削性的“硫磺易切削钢”(以下有时称作“S易切削钢”。)即含有S和Pb双方的“S复合易切削钢”，除此之外，作为通常的易切削钢，公知的还有可以实现Pb带来的被切削性的提高的“Pb易切削钢”。

在上述的易切削钢材中还含有Pb的易切削钢，也就是Pb易切削钢即S复合易切削钢，在100m/min以下的比较低的速度区域的湿式条件下使用HSS工具进行切削加工时，具有切屑处理性优异、并且可以得到表面的粗糙度小的光滑的最终加工面之类的特性。

因而，这些含Pb的易切削钢大多通过在前述的条件下的切削加工，被加工成前述的汽车用的制动零件、个人计算机外围设备零件即电气设备零件等软质的各种小零件形状，作为最终制品来使用。

另外，对所述的小零件而言，要求切削加工后的高的尺寸精度。因此认为，作为原材料的钢材在切削加工前的阶段弯曲较少，也就是具有良好的“真直性”也很重要。因而，含有Pb的易切削钢材要用作所述的小零件的原材料，通常要进行如下加工，例如，实施拉丝加工等冷加工，由此确保高的真直度之后再进行切削加工。

不过，近年来对地球环境保护的浪潮日益高涨，所以，要将Pb从制品中排除的活动正在加强，例如在欧洲，希望钢材中所含的Pb的含量被限制在以质量％计为0.35％以下等，尽可能地使Pb的含量降低。

另外，Pb融点低且在钢中几乎不会固溶，因此，含有大量的Pb的钢轧制时容易产生裂纹。因而，从所谓钢材的稳定制造方面考虑，对不添加Pb的易切削钢的期望也很迫切。

为了应对这样的迫切希望，专利文献1～9中已提出如下方案，在增加S量的同时控制MnS的形态来提高被切削性、或者通过控制组织来提高被切削性的种种钢材，作为替代Pb易切削钢及S复合易切削钢的不添加Pb的易切削钢。

具体地说，专利文献1中公开有“低碳硫磺类易切削钢及其制造方法”，通过调节硫化物的平均宽度及线材的屈服比来改善最终加工表面粗糙度和最终尺寸精度。

专利文献2中公开有“被切削性优异的高S易切削钢的制造方法即高S易切削钢”，通过在含有0.38％以上的S的基础上调节钢中的MnS的平均面积，从而使防止表面瑕疵的产生与最终加工表面粗糙度的改善并存。

专利文献3中公开有“最终加工表面粗糙度优异的低碳复合易切削钢及其制造方法”，具有特定的化学组成和金属组织，将钢材中的硫化物类杂质的平均宽度和先共析铁素体的硬度调节为以维氏硬度(以下称作“Hv硬度”。)计133～150，从而改善最终加工表面粗糙度。

专利文献4～7中公开有“被切削性优异的钢及其制造方法”或“被切削性优异的钢”，在钢中含有特定量的S的基础上，进行珠光体的面积率的调节，或者使微细的MnS分散，从而实现被切削性改善。