JP3385145B2 - 仕上げ面粗さの優れた低炭素快削鋼及びその製造方法 - Google Patents
仕上げ面粗さの優れた低炭素快削鋼及びその製造方法Info
- Publication number
- JP3385145B2 JP3385145B2 JP00491396A JP491396A JP3385145B2 JP 3385145 B2 JP3385145 B2 JP 3385145B2 JP 00491396 A JP00491396 A JP 00491396A JP 491396 A JP491396 A JP 491396A JP 3385145 B2 JP3385145 B2 JP 3385145B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel
- cooling
- surface roughness
- finished surface
- cementite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
自動車部品及び産業機械部品として使用される鋼材に関
し、特に仕上げ面粗さの優れた低炭素快削鋼に係るもの
である。
ると快削元素の添加と熱処理する方法とがある。快削元
素に関しては、硫黄、鉛、テルル及びカルシュウムなど
の元素を単独または複合添加した快削鋼が各種の自動車
部品及び産業機械部品に大量に使用されている。
SI12L14鋼、SUM22L,SUM23L,SU
M24L等がAISI及びJISに規格化されている。
これらにはマンガン硫化物及び鉛粒子が複合添加されて
いるために工具寿命、切り屑処理性に優れているところ
から汎用されている。しかし、マンガン硫化物が機械的
性質、耐油漏れ性にとって有害であり、またプランジ切
削時の仕上げ面粗さにも問題を残しており、これらの欠
点は快削元素である硫黄を使用するかぎり避けることが
できない。
よりパーライトを球状セメンタイト+フェライト組織に
変えて硬さを低減する方法がある。炭素含有量が0.5
%を越える高炭素鋼の場合に球状化焼鈍が被削性改善に
とって有効であり工具鋼などに利用されている。しか
し、低炭素鋼の場合には、例えば、「鋼の熱処理」(日
本鉄鋼協会編、1988,P46、丸善(株)発行)に
紹介されているように球状化処理すると軟らかくなりす
ぎること、セメンタイトが不均一分散することの2点か
ら、かえって仕上げ面粗さを損なうために利用されてい
ない。この点を改善し、硫黄を使用しない低炭素快削鋼
の開発が期待される。
しないで熱処理法により、仕上げ面粗さの優れた低炭素
快削鋼を開発することを目的とする。そのために解決す
べき課題は微細球状セメンタイトをフェライト素地に均
一分散させるための鋼の化学成分と新しい熱処理法に関
する知見と手法を開発することである。
ためになされ、その要旨は次のとおりである。 (1)質量%で、C:0.05〜0.40%,Si:
0.15〜1.5%,Mn:0.3〜0.8%,P:
0.03〜0.08%,S≦0.025%,Al:0.
01〜0.04%,Pb:0.01〜0.05% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなり、その
ミクロ組織は微細球状セメンタイトを均一分散したフェ
ライト素地からなることを特徴とする仕上げ面粗さの優
れた低炭素快削鋼。 (2)質量%で、C:0.05〜0.40%,Si:
0.15〜1.5%,Mn:0.3〜0.8%,P:
0.03〜0.08%,S≦0.025%,Al:0.
01〜0.04%,Pb:0.01〜0.05% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる鋼材
を、その熱間圧延ラインの後面に設置した水冷却装置に
より、冷却開始温度をAr3点以上、冷却終了温度をMs
点以下、平均冷却速度を30〜100℃/sとして冷却
後、さらに自然冷却し、次いで加熱温度670℃〜72
0℃で焼鈍することにより、微細球状セメンタイトを均
一分散したフェライト素地からなるミクロ組織とするこ
とを特徴とする仕上げ面粗さの優れた低炭素快削鋼の製
造方法。
在提案されている球状化焼鈍した炭素鋼の仕上げ面粗さ
が不良となる原因をまず究明した。仕上げ面粗さを向上
させるためには1相組織またはそれに準じた組織が最良
で、フェライト+パーライトの2相組織になるとそれぞ
れの相の変形度の相違から界面で破断するため構成刃先
が生成して仕上げ面粗さが不良となることを見出した。
炭化物を微細均一分散させれば1相組織に準じた組織に
近ずき、フェライトと微細セメンタイト間では破断が生
じ難く従って構成刃先が生成し難くなるはずである。
織はパーライト部のセメンタイトが溶解し球状化して、
フェライト+群落状微細セメンタイトになっている。切
削応力場では、微細セメンタイトの群落はパーライト組
織と同様の挙動をして、フェライトと群落との界面で破
断して構成刃先を生成する。そのために仕上げ面粗さが
劣化する。
めには製造方法に関する新しい知見が必要である。本発
明者らは、熱間圧延直後の鋼材を、その熱間圧延ライン
の後面に設置した水冷却装置により、冷却開始温度をA
r3点以上、冷却終了温度をM S 点以下、平均冷却速度を
30〜100℃/sとして冷却後、さらに自然冷却し、
次いで加熱温度650℃〜720℃で球状化焼鈍するこ
とによりセメンタイトが微細均一分散することを見出し
た。これはマルテンサイト変態歪に加えて熱間圧延後の
急冷によりマルテンサイトに残留する圧延歪が付加され
るために、マルテンサイトが内包する歪の総量が増え、
その結果、セメンタイト発生箇所が増加したためと考え
られる。
化すると黒鉛が構成刃先生成の原因となる。これを防止
するための方法としてPbが有効であることを新しく見
出した。この知見を応用することにより本発明をなし、
仕上げ面粗さの優れた低炭素快削鋼を開発することに成
功した。
する。(1)項については、Cは強度を確保するために
下限値を0.05%とした。硬さが大きくなりすぎると
工具寿命が低下するので上限値を0.40%とした。
く、パーライトの板状セメンタイトの分解を促進する有
力な元素の1つであるために必須の元素である。パーラ
イトの板状セメンタイトの分解を促進するためにその下
限値は0.15%でなければならない。1.5%超にな
るとフェライト相に固溶するSi含有量の増加により硬
さが大きくなるために工具寿命が劣化するので、上限値
を1.5%に限定した。
散させるために必要な量及びマトリックスに固溶させて
強度を確保するために必要な量を加算した量が必要であ
り、その下限値は0.3%である。Mn量が大きくなる
とパーライトの板状セメンタイトの分解を著しく阻害す
るので上限値は0.8%とした。Pは、鋼中において粒
界に析出した燐化合物、フェライトに固溶したPとして
存在する。鋼の剪断強度を低下させて仕上げ面粗さを改
善する効果があるので、その下限値は0.03%、素地
の硬さが大きくなりすぎると工具寿命が低下するので、
その上限は0.08%である。
存在する。鋼中MnS介在物の量が増えると工具とMn
S介在物とが接触する機会が増加し、MnS介在物が工
具すくい面上で塑性変形して被膜を形成する。その結
果、フェライトと工具との接触する機会が減少するため
に凝着は抑制され切削仕上げ面の性状は向上する。被削
性の観点からは多量添加したほうが良いが機械的性質、
耐油漏れ性を損なうので上限値は0.025%とした。
除去する。また、結晶粒度を調整するために、0.01
%以上の添加が必要である。脱酸の効果は0.040%
で飽和するので上限値を0.040%とした。Pbは、
メカニズムは明らかでないが、微量の添加で、黒鉛化を
抑制する作用がある。黒鉛の析出防止のために0.01
%以上必要である。0.05%を超えるとパーライトの
板状セメンタイトの分解が遅滞するので、上限値を0.
05%とした。
限定理由について述べる。C,Si,Mn,P,S,A
l,Pbについては(1)項と全く同じである。次に製
造条件について説明する。熱間仕上圧延した直後の鋼材
を、その熱延ラインの延長線上に設置した水冷却装置に
より強制冷却するのは、熱間圧延によって発生する圧延
歪をマルテンサイト変態歪に重畳させるためである。こ
れにより、セメンタイトの生成サイト数を多くし、セメ
ンタイトを微細化させる。マルテンサイト組織を得るた
めに鋼材表面で測定した冷却開始温度はAr3点以上、冷
却終了温度はMs 点以下でなければならない。平均冷却
速度の下限値を30℃/sとしたのは、マルテンサイト
変態組織を得るためと加工歪を残留させてセメンタイト
化を容易にするためであり、上限値を100℃/sとし
たのは、これ以上に急冷却してもマルテンサイト変態量
は増加しないためである。焼鈍温度の下限値を670℃
としたのは、セメンタイト化時間を短縮するためであ
る。上限値を720℃に限定したのはセメンタイトの成
長を防止するためである。
より、熱延後の赤熱状態の鋼材の熱エネルギーを焼入れ
に利用でき再加熱を必要としないので、結果として熱処
理コストの低減出来る利点がある。次に実施例により本
発明の効果をさらに具体的に示す。
分と製造条件を示す。本試験に使用した棒鋼の直径は2
5mmである。棒鋼は熱延ラインの延長線上に設置した冷
却装置により棒鋼表面の全面に単位面積当たり0.5ト
ン/m2 の冷却水を均一に散水することにより冷却し
た。冷却装置は長さ20mで、円周上に多数の冷却水を
供給するための孔を有するパイプで、棒鋼はパイプの中
心線上を通過する際に冷却される。温度は鋼材の表面を
光温度計により測定した。冷却平均速度は、冷却開始温
度と冷却終了温度との差を冷却時間で除すことにより求
めた。その後、自然冷却させ、さらにオフラインの焼鈍
炉で球状セメンタイトを微細析出させた。
法:プランジ切削、切削条件:V=80m/min,f=
0.03mm/rev 、工具形状:突切タイプ、工具材種:
TiCNを被覆した超硬合金工具、潤滑油:71/min
である。仕上げ面粗さは触針式粗さ計により測定した。
工具寿命は、前逃げ面の摩耗幅が200μmになるまで
の切削時間と定義した。工具寿命指数は比較鋼Jの工具
寿命との比でもって表示した。
仕上げ面粗さおよび工具寿命測定結果を示す。群落状セ
メンタイトがない本発明の仕上げ面粗さが著しく優れて
いることが立証された。
によれば、仕上げ面粗さの優れた低炭素快削鋼を提供す
ることが可能であり、産業上の効果は極めて顕著なもの
がある。
Claims (2)
- 【請求項1】 質量%で、 C:0.05〜0.40%, Si:0.15〜1.5%, Mn:0.3〜0.8%, P:0.03〜0.08%, S≦0.025%, Al:0.01〜0.04%, Pb:0.01〜0.05%、 を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなり、その
ミクロ組織は微細球状セメンタイトを均一分散したフェ
ライト素地からなることを特徴とする仕上げ面粗さの優
れた低炭素快削鋼。 - 【請求項2】 質量%で、 C:0.05〜0.40%, Si:0.15〜1.5%, Mn:0.3〜0.8%, P:0.03〜0.08%, S≦0.025%, Al:0.01〜0.04%, Pb:0.01〜0.05% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる鋼材
を、その熱間圧延ラインの後面に設置した水冷却装置に
より、冷却開始温度をAr3点以上、冷却終了温度をMs
点以下、平均冷却速度を30〜100℃/sとして冷却
後、さらに自然冷却し、次いで加熱温度670℃〜72
0℃で焼鈍することにより、微細球状セメンタイトを均
一分散したフェライト素地からなるミクロ組織とするこ
とを特徴とする仕上げ面粗さの優れた低炭素快削鋼の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00491396A JP3385145B2 (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | 仕上げ面粗さの優れた低炭素快削鋼及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00491396A JP3385145B2 (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | 仕上げ面粗さの優れた低炭素快削鋼及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09194932A JPH09194932A (ja) | 1997-07-29 |
| JP3385145B2 true JP3385145B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=11596883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00491396A Expired - Fee Related JP3385145B2 (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | 仕上げ面粗さの優れた低炭素快削鋼及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3385145B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100342673B1 (ko) * | 1997-12-29 | 2002-10-11 | 주식회사 포스코 | 구상화열처리특성이우수한중탄소강선재제조방법 |
-
1996
- 1996-01-16 JP JP00491396A patent/JP3385145B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09194932A (ja) | 1997-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3764586B2 (ja) | 冷間加工性と低浸炭歪み特性に優れた肌焼鋼の製造方法 | |
| CN114134398A (zh) | 一种屈强比为0.70-0.80的胀断连杆钢及制造方法 | |
| JPH05214484A (ja) | 高強度ばね用鋼およびその製造方法 | |
| JPH11246939A (ja) | 冷間鍛造用鋼 | |
| JPH083720A (ja) | 転動疲労寿命に優れた鋼製部品とその製造方法 | |
| CN116790987A (zh) | 一种耐寒工具钢及其生产方法 | |
| WO1995023241A1 (en) | Steel material containing fine graphite particles uniformly dispersed therein and having excellent cold workability, machinability and hardenability, and method of manufacturing the same | |
| JP3385145B2 (ja) | 仕上げ面粗さの優れた低炭素快削鋼及びその製造方法 | |
| CN117758155B (zh) | 一种油套管及其制备方法 | |
| JP2001262267A (ja) | 非調質鋼材 | |
| CN117144236B (zh) | 一种易切削高温晶粒度稳定的表面硬化钢及其制造方法 | |
| JP2001032044A (ja) | 高強度ボルト用鋼及び高強度ボルトの製造方法 | |
| JP3507723B2 (ja) | Bi快削鋼 | |
| CN113355595B (zh) | 一种大规格高强度预应力钢、制备工艺及其应用 | |
| JP3394439B2 (ja) | 被削性に優れる軸受用鋼 | |
| JP3241748B2 (ja) | 加工性と焼入れ性に優れた鋼材及びその製造方法 | |
| JPH05171373A (ja) | 粉末高速度工具鋼 | |
| JP4738028B2 (ja) | 被削性に優れた中・高炭素鋼板の製造方法 | |
| CN115537678A (zh) | 一种高温渗碳齿轮用钢及其制造方法 | |
| JP2955456B2 (ja) | 疲労強度、冷間加工性の優れた亜共析黒鉛析出鋼 | |
| CN119710483B (zh) | 一种高强高韧矿用链条钢及其制造方法 | |
| CN111876679A (zh) | 铬钒系热轧钢盘条及其制备方法、以及钢丝和手工具的制备方法 | |
| CN117344238B (zh) | 一种环保型低杨氏模量超易切削铁素体不锈钢、其制备方法及其应用 | |
| JP3429911B2 (ja) | 被削性と焼入性に優れた微細黒鉛均一分散鋼とその製造方法 | |
| JP2999104B2 (ja) | 黒鉛快削鋼の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20021119 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081227 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081227 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091227 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101227 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101227 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111227 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111227 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121227 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121227 Year of fee payment: 10 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131227 Year of fee payment: 11 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131227 Year of fee payment: 11 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131227 Year of fee payment: 11 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |