[发明专利]切削加工性优异的低碳硫易切削钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种不使用对人体有害的Pb，并发挥着良好的切削加工面粗糙度的低碳硫易切削钢。

背景技术

低碳硫易切削钢，除了汽车的变速箱的液压零件以外，还被通用作对强度没有什么特别需要的螺钉和打印机轴(printer shaft)等的小件零件用钢。另外，对切削加工面粗糙度、切屑处理性有进一步要求时，则采用在上述低碳硫易切削钢中添加了铅(Pb)的铅-硫磺易切削钢。

易切削钢中所含的Pb是对改善切削加工性极为有效的元素，但是却被指责对人体存在有害性，另外，在熔炼时的铅的烟和切削屑等的处理的点上也有很多问题，从而就要求不添加Pb(无Pb)而发挥良好的切削加工性。

在低碳硫易切削钢中，为了在无Pb的前提下改善切削加工性，至今为止也提出有各种各样的技术。例如在专利文献1中，提出通过控制硫化物系夹杂物在大小来改善切削加工性(加工面粗糙度和切屑处理性)的技术。另外在专利文献2中公开，为了控制硫化物系夹杂物的尺寸，适当控制钢中氧很重要。此外还提出，通过规定钢中的氧化物系夹杂物来改善切削加工性的技术(例如专利文献3～5)。

另一方面，还提出通过适当规定钢材的化学成分组成，从而改善切削加工性的技术(例如专利文献6～9)。

至今为止提出的技术，均是在提高易切削钢的切削加工性的观点上有用，但是特别在成形加工中的加工面粗糙这一点上，实际情况是并没有取得等同于含Pb钢的良好的切削加工性。

另外，作为无Pb钢所期望的特性，除了上述这样的切削加工性以外，生产性良好也很重要。如果从这一观点出发，则其可以通过连续铸法制造，并不会发生表面瑕疵，而且能够容易地实施轧制也成为必要的条件。然而，连续铸造工艺被认为不利于使钢材的切削加工性良好，能够通过连续铸造工艺以良好的生产性制造切削加工性优异的易切削钢也成为重要的课题。

专利文献1：特开2003-253390号公报

专利文献2：特开平9-31522号公报

专利文献3：特开平7-173574号公报

专利文献4：特开平9-71838号公报

专利文献5：特开平10-158781号公报

专利文献6：特开2000-319753号公报

专利文献7：特开2001-152281号公报

专利文献8：特开2001-152282号公报

专利文献9：特开2001-152283号公报

发明内容

本发明着眼于上述这种情况而做，其目的在于，提供一种低碳硫易切削钢，其即使无Pb也可发挥出良好的切削加工性(特别是加工面粗糙度)，并且能够通过连续铸造法以良好的生产性进行制造。

能够达成上述目的的本发明的所谓低碳硫易切削钢，具有如下几点要旨：含有C：0.02～0.15％(质量％的意思，下同)、Si：0.004％以下(不含0％)、Mn：0.6～3％、P：0.02～0.2％、S：0.2～1％、Al：0.005％以下(不含0％)、O：0.008～0.04％、N：0.002～0.03％，并且，钢中的MnS中的平均O浓度为0.4％以上。

在具有上述这样的化学成分组成，满足下述(a)或(b)的要件的这种低碳硫易切削钢中，上述目的能够达成。

(a)钢中的固溶Si为35ppm以下，固溶Al为1ppm以下，

(b)在凝固后的铸片中，按MnO-SiO₂-MnS系的三元系使面积为25μm²以上的非金属夹杂物规格化时的平均组成为，MnS：60％以下，SiO₂：4％以下、MnO：36％以上。

无论采用哪种构成，作为化学成分组成，(1)使固溶N量为0.002～0.02％，和(2)将Ti、Cr、Nb、V、Zr和B之中1种以上合计抑制在0.02％以下(不含0％)均有用，通过满足这些要件，能够进一步改善本发明的低碳硫易切削钢的特性。

根据本发明，通过使钢中的MnS中的平均O浓度控制为0.4％以上，即使不必提高钢水中的游离氧(即，即是高Mn高S浓度)，也能够使成为微小的裂纹的生成点有用的大型、球状的MnS大量存在，从而能够实现加工面粗糙度良好的低碳硫易切削钢。另外本发明的低碳硫易切削钢，通过适当进行铸造之前的脱氧操作，即使应用连续铸造法也以能够以良好的生产性进行制造。

附图说明

图1是MnO-SiO₂-MnS三成分系的1250℃的等温剖面相图。