[发明专利]低碳硫快削钢

说明书

技术领域

本发明涉及含有提高切削性的元素硫的低碳硫快削钢。

背景技术

硫快削钢中，为了控制对切削性有效的硫化物的形态，即，为了进行纺锤状化而含有大量的氧。但是，由于氧不能全部固溶在硫化物中，因此不能避免生成巨大的氧化物，所以会生成发纹且生成以其为原因的热轧时的表面发纹。

作为解决这种现象的技术，已提出了降低氧量，或减少作为脱氧剂的Si量从而减少氧化物量的技术(专利文献1、2、3)。另外，还提出了通过增加硫化物量来增加固溶的氧的技术(专利文献4)。

专利文献1涉及减少了巨大的氧化物系夹杂物的快削钢，其中记载了使氧量为0.008％以下，且通过添加改善硫化物(sulphide)形态的元素、添加提高切削性的元素或者控制轧制温度来防止由低氧化导致的切削性的降低，从而更进一步改善硫化物(sulphide)的形态，来防止由巨大的氧化物系夹杂物引起的内部缺陷、伤痕等的发生。

专利文献2涉及添加OA设备的旋转轴用Pb系快削钢，其中公开了将使钢锭清洁度降低的Si的含量设为0.1％以下来减少氧化物量的成分组成。采用11.0％的Cr主要是确保耐腐蚀性，且将使耐腐蚀性和热加工性降低的S的含量设为0.01％以下。

专利文献3涉及切削性优异的低碳硫系快削钢，其中公开了由于当Si超过0.1mass％时则对切削性有害的硬质氧化物即SiO₂显著增加，因而将Si含量设为0.1mass％以下的化学成分。

专利文献4涉及未添加Pb系的廉价的快削钢，其中公开了以通过低Si-高P系的未添加Pb系来大幅提高切削性从而增大硫化物的总体积为目的，大量地添加S的化学成分。为了防止热加工性的降低，将Mn/S设为一定值以上。

但是，对于专利文献1所述的快削钢，将氧量限定为0.008mass％以下，但是仅仅降低氧量，对硫化物形态的控制不充分，还会存在延伸的硫化物。对于专利文献2、3所述的快削钢，将Si量限定为0.1mass％以下，但是作为脱氧剂来使用，是对切削性的提高未经特别考虑的成分组成。另外，对于专利文献4的快削钢，虽然大量地添加S，但是不能对硫化物的形态进行控制。

因此，还不能说专利文献1～4所述的快削钢具有充分的切削性。

专利文献1：日本特开平1-309946号公报

专利文献2：日本特开平9-176799号公报

专利文献3：日本特开平7-173574号公报

专利文献4：日本特开2000-160284号公报

发明内容

本发明的目的是提供一种具有充分的切削性、表面伤痕少的低碳硫快削钢。

本发明人为达成上述课题，重复不断地深入研究，结果得到以下的见解。

(1)如果减少钢的成分组成中的氧量，则Si不能通过生成巨大的氧化物而被消耗，从而固溶在占母相组织大部分的铁素体组织中，从而使硬度提高，并且通过上述的脆化来提高加工表面粗糙度以及切屑处理性。

对于加工表面粗糙度的要求水准严格的情况下，该效果很明显，通过减少氧量来延伸硫化物(sulphide)从而将降低的切削性填补至同等以上。

(2)从切削性和产生由氧化物引起的表面伤痕之间的关系考虑，Si量是通过Si％+2×P％-(5×Al％+10×O％+3×N％)的指标来限定适宜量。根据此式，还可以同时限定与Si同样作为脱氧剂来使用的Al量。另外，从切削性和产生表面伤痕之间的关系考虑，还可以同时限定应变时效和与生成AlN析出物有关的N量。此外，进一步可以同时限定对切削性产生与Si相类似作用的P量。

(3)将成分组成中的S量按照([Mn％]⁵)/15＜S％＜([Mn％]⁵)/2的指标来限定时，则由硫化物引起的切削性的增强效果会格外增加。

本发明是基于如上见解，进一步探讨而完成。

即，本发明提供如下的一种低碳硫快削钢，以质量％计，由以下物质形成，C：0.04％以上0.15％以下、Si：超过0.10％且0.70％以下、Mn：0.85％以上1.50％以下、P：0.040％以上0.120％以下、S：0.250％以上且低于0.400％、Al：低于0.005％、O：超过0.0020％且0.0120％以下、N：超过0.0070％且0.0150％以下、其余为Fe及不可避免的杂质，且满足下述式(1)和下述式(2)。

0.15％≤Si％+2×P％-(5×Al％+10×O％+3×N％)≤0.75％…(1)