[发明专利]一种易切削非调质钢及其生产方法

说明书

本发明提供了一种易切削非调质钢及其生产方法，通过冶炼、微合金化、二次精炼、浇铸、轧制和冷却获得易切削非调质钢，易切削非调质钢化学元素质量百分比为：含有C：0.3‑0.42％、Si：0.41‑0.55％、Mn：1.2‑1.45％、S：0.03‑0.055％、V：0.06‑0.10％、Ti：0.016‑0.020％、N：0.010‑0.016％、Al：0‑0.08％、Ca：0.001‑0.01％、Cu：0.25‑0.35％，以上元素均以质量百分比计；余量为铁和其他不可避免的杂质。通过钢中添加Ti、Ca等元素能够提高切削时的加工性能。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其是一种易切削非调质钢及其生产方法。

背景技术

非调质钢是不经过调质处理可达到性能要求的机械结构钢，采用此类钢制造零件，可省去调质热处理工序和装备，同时，避免了热处理过程中的所产生的废品，减少了污染，降低了能耗，这种钢属节能型钢材。

随着汽车行业的快速发展，汽车安全性、稳定性及能耗等指标要求汽车零部件可靠、环保与减重；同时，汽车零部件的加工制造以数控机床为中心，对材料的切削性能提出越来越高的要求,因此高强韧性的易切削非调质钢成为汽车零部件的最佳选择。汽车曲轴用非调质钢是在低、中碳锰钢中添加合金元素，通过细晶强韧化，沉淀析出强化，使其强度达到调质钢的水平，同时又有一定的塑韧性。传统的易切削钢含有Pb元素，其加工性能优良，但是这种重金属元素对环境有害，随着对环保的重视，而逐步淘汰；另外一种是含硫的易切削钢，其切削加工性能随着硫含量的增加而改善，然而硫含量过高会带来轧制及锻造加工过程中的热脆现象。因此，期望一种高强韧性非调质钢,其为具有优秀切削加工性的不含Pb的易切削钢。

非调质钢是一种省去调质处理的新型节能绿色结构材料，其性能和价格比远优于传统的结构钢，用来代替调质钢，具有节省能源、材料、工艺简单等优点，可以减少环境污染、避免氧化、脱碳、变形、开裂。国内生产含硫易切削非调质钢传统工艺为：电炉冶炼-精炼-模铸-控轧控冷。采用该方法生产的含硫易切削非调质钢，钢的纯净度差、成材率低、生产成本高。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种易切削非调质钢及其生产方法。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种易切削非调质钢，其化学元素质量百分比为：含有C：0.3-0.42％、Si：0.41-0.55％、Mn：1.2-1.45％、S：0.03-0.055％、V：0.06-0.10％、Ti：0.016-0.020％、N：0.010-0.016％、Al：0-0.08％、Ca：0.001-0.01％、Cu：0.25-0.35％，以上元素均以质量百分比计；余量为铁和其他不可避免的杂质。向钢中添加Ti元素能够阻止奥氏体再结晶时的晶粒长大，起到细化晶粒的作用。再通过Ca元素能够提高切削时的加工性能。

进一步，易切削非调质钢化学元素质量百分比为：C：0.35-0.40％、Si：0.40-0.49％、Mn：1.3-1.4％、S：0.04-0.05％、V：0.07-0.085％、Ti：0.016-0.017％、N：0.012-0.014％，Al：0-0.039％、Ca：0.005-0.0076％、Cu：0.28-0.30％，余量为铁和其他不可避免的杂质。

进一步，易切削非调质钢化学元素质量百分比为：C：0.36％、Si：0.42％、Mn：1.35％、S：0.041％、V：0.081％、Ti：0.017％、N：0.013％、Ca：0.005％、Cu：0.29％，余量为铁和其他不可避免的杂质。

进一步，易切削非调质钢化学元素质量百分比为：C：0.38％、Si：0.41％、Mn：1.35％、S：0.043％、V：0.083％、Ti：0.017％、N:0.014％、Al：0.008％、Ca：0.0076％、Cu：0.29％；余量为铁和其他不可避免的杂质。