[发明专利]一种调控易切削钢中MnS夹杂物形态的方法

说明书

本发明公开了一种调控易切削钢中MnS夹杂物形态的方法，包括以下步骤：(1)铁水经过电炉或转炉初炼，再经过LF精炼、真空处理后，使钢液中的C、Si、Mn、P主要合金元素达到易切削钢的成分要求，得到初步精炼处理钢液；(2)向步骤(1)所述精炼后的钢液中喂入含铋包芯线，使得钢中的铋含量为在0.05‑0.2％；(3)步骤(2)后快速加入碳化稻壳覆盖剂进行覆盖；(4)将步骤(3)得到的钢液进行软吹；本发明采取向精炼后的钢液中喂入含铋包芯线，可有效实施对易切削钢的MnS夹杂物形态、大小进行调控，提升钢的性能。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，尤其涉及一种调控易切削钢中MnS夹杂物形态的方法。

背景技术

随着机械加工逐渐发展，人们对材料具有良好的切削性能和加工性能要求逐渐升高。易切削钢得到了广泛发展，铅系易切削钢的产量居于第二位仅仅次于硫系，且拥有良好的力学性能及热处理性，常用于制造各类机械零件和汽车零件。MnS在钢中为A类塑性夹杂物，其形态、尺寸、分布影响着钢的切削性能和疲劳性能，MnS属塑性夹杂物，比钢基体软，在轧制过程中易延伸变形导致钢的各向异性吗，降低钢的疲劳性能。因此，要求MnS尺寸细小且分布均匀以减少轧制过程中变形量，降低对疲劳性能的影响。铋(Bi)属易切削元素，在易切削钢中以3种形态存在：单独存在于钢基体中、被硫化物包裹和介于钢基体与硫化物之间。研究表明，钢中Bi可以进一步降低硫系易切削钢中MnS长宽比，提高钢材的加工性能。

公开号为CN 107760824 B的中国发明专利公开了一种非调质钢或齿轮钢中硫化物夹杂改质的冶炼方法，其改质工艺的实现主要是向精炼后的钢液中喂入硅镁钙复合包芯线，或者分别喂入硅镁、硅钙包芯线，使得钢中的全镁含量在4～25ppm之间，钙含量在5～25ppm之间，此发明专利采取镁和钙元素复合添加，镁和钙均属于易氧化元素，易与氧反应氧化损失，使得镁和钙收得率均较低。且镁钢水温度下蒸汽压高(沸点1020℃),易爆炸，危险系数较大。总之，喂入钢液时反应剧烈，且收得率低，成本高，难以进行工业应用。

申请公布号CN 108393455 A的中国发明专利公开了一种控制合金钢大方坯中MnS夹杂物尺寸的连铸方法，通过控制连铸工艺参数等改善合金结构钢大方坯MnS分布状况，此发明专利与本发明具有不同的控制思路。

申请公布号CN 107312908 A的中国发明专利公开一种改善非调质钢中MnS夹杂物形态的冶金方法。该方法提出在非调质钢中采用Zr脱氧，并严格控制钢中的Zr、Al、O、Ca、Mg等元素含量，在钢液中得到大量细小、均匀分布的ZrO2类氧化物。该类型氧化物在钢凝固过程中可以为MnS夹杂物的生成提供形核核心，得到的MnS夹杂物多为球状或块状，分布均匀，尺寸小。本发明采取Zr脱氧的方式。随着脱氧时间的延长，锆容易以二氧化锆的形式团聚，形成大尺寸氧化物危害钢的性能。另外纯度较高的锆元素成本较高，因此工业生产一般不采用锆元素对硫化物改质此方法。

申请公布号为CN 111041326 A的中国发明专利本通过调整钢中钛和N含量，并调整凝固前沿的冷却速度来控制TiN和MnS的析出、长大时机及顺序，提高钢中复合硫化物比例，硫化物由集中的长条状转变为分散的球状或纺锤状。使钢中生成各类含钛复合硫化物，或者为以TiN为核心的MnS，或者TiN钉扎在MnS周围，或者TiN与MnS伴生，从而减轻了硫化物在后续轧制(锻造)过程中的延长，此发明采取钛处理，但Ti处理有可能导致钢中产生大尺寸TiC或TiN夹杂物，降低钢的疲劳性能。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种调控易切削钢中MnS夹杂物形态的方法，解决MnS形态对钢性能的影响问题。