[发明专利]一种易切削钢的锻造方法、易切削钢及其应用

说明书

本发明公开了一种易切削钢的锻造方法、易切削钢及其应用，所述方法包括，将易切削钢铸锭均匀化处理；将均匀化处理后的易切削钢铸锭镦拔得到易切削钢铸坯；将易切削钢铸坯多趟锻造，每趟锻造在不同的旋转送进角度进行，锻造结束得到易切削钢。本发明通过均匀化热处理和镦拔工艺，改善了易切削钢铸锭的宏观偏析及微观偏析，成分均匀性得到了大幅提升，焊合了铸锭芯部疏松及缩孔缺陷；本发明通过三趟锻造工艺，严格控制每趟的送进速度、旋转角度、锻造温度等参数，提高了锻压锭的组织均匀性，可保证材料具有良好的晶粒度和质量；本发明的熔炼、锻造工艺简单及原材料来源广泛，在制造汽车、高铁、家电及办公装备的零部件方向具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及金属材料的锻造加工技术领域，特别涉及一种易切削钢的锻造方法、易切削钢及其应用。

背景技术

易切削钢是指在钢中加入一定数量的一种或一种以上的硫、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素，以改善其切削性的合金钢。根据所含易切削元素的不同，可以将易切削钢分为硫系易切削钢、铅易切削钢、钛易切削钢及复合易切削钢等。硫系易切削钢是问世时间最早，迄今为止用量最大并且用途最广的易切削钢，占世界和我国易切削钢总产量的比例分别为70％与90％以上。硫系易切削钢主要用在螺栓、螺母、管接头和弹簧座等复杂机械零部件，这些复杂部件需要在数控机床上进行切削加工，为了延长刀具使用寿命，降低加工成本，提高生产效率，必须要求钢材具有良好的切削加工性能。硫系易切削钢中的硫主要以硫化锰的形式存在，硫化锰的缺口效应可割断基体的连续性，使切削过程中的应力得以释放。硫化锰在钢中有很好的塑性，作为软质相起到了润滑作用，可降低刀具的磨损，有效提高钢材的切削性能。

有研究发现，易切削钢在锻造或轧制变形后容易生成细长条状的硫化锰，引起钢材的各向异性，降低钢材的综合性能。因此，合理控制含硫易切削钢中的硫化锰使其具有合适的形貌、尺寸及长宽比，对提高钢材的切削性能有着十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是有效控制硫化锰在锻造变形过程中的的形貌、尺寸与分布状态，使硫化锰夹杂物的尺寸、长宽比及最大弦长等关键参数提高Y12Cr18Ni9Cu2型易切削钢切削性能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种易切削钢的锻造方法，包括。

将易切削钢铸锭均匀化处理；

将均匀化处理后的易切削钢铸锭镦拔得到易切削钢铸坯；

将易切削钢铸坯多趟锻造，每趟锻造在不同的旋转送进角度进行，锻造结束得到易切削钢。

进一步地，所述将易切削钢铸坯多趟锻造，每趟锻造在不同的旋转送进角度进行，锻造结束得到易切削钢包括，

将易切削钢铸坯进行三趟锻造：

第一趟锻造的旋转送进角度为90°/锤，得到边长为100-120mm的方坯；

第二趟锻造的旋转送进角度为45°/锤，得到外接圆为80-90mm的正八边形坯；

第三趟锻造的旋转送进角度为15°/锤，得到直径为50-80mm的棒状坯即易切削钢；

其中，三趟锻造中还控制进样速度、锻造锤击频率和每次锻造的时间间隔。

进一步地，所述进样速度为0.3-0.5m/s；

所述锻造锤击频率为80-100次/min。

进一步地，所述将均匀化处理后的易切削钢铸锭镦拔得到易切削钢铸坯包括，

在温度≥1120℃下，将均匀化处理后的易切削钢铸锭镦粗、拔长和滚圆得到直径为180-200mm的锻压锭，所述镦粗的压下率为20-50％，所述拔长的压下率为10-20％；