[发明专利]制造性优良的易切削钢

说明书

技术领域

本发明涉及汽车及普通机械等中所用的、相对于强度特性更要求切削性的低碳易切削钢，特别涉及切削时的工具寿命和精加工面光洁度及切屑处理性等切削性优良，而且连续铸造用滑动水口的耐火材料板的熔损小，热轧中具有良好的延性的制造性优良的易切削钢。

背景技术

普通机械及汽车通过组装多种部件来制造，从要求精度和制造效率的角度考虑，这些部件多通过切削工序来制造。在此种情况下，要求降低成本和提高生产效率，还要求钢材提高切削性。尤其通过重视切削性而发明了低碳硫易切削钢SUM23及低碳硫铅复合易切削钢SUM24L。以前为了提高切削性，已知添加S、Pb等能够提高切削性的元素是有效的。可是，有时用户因Pb成为环境负荷而避免使用，从而发展方向是降低其使用量。

以前在不添加Pb的情况下，采用的方法是：通过形成以MnS为主成分的硫化物之类的在切削环境下成为软质的夹杂物来提高切削性。可是，在低碳硫铅复合易切削钢SUM24L中添加有与低碳硫易切削钢SUM23同量的S，因此需要添加比以往更多的S。可是，如果添加大量的S，只通过单一地使以MnS为主成分的硫化物粗大化，则对于提高切削性不是有效的，而且也不能使基体充分变脆，从而产生的问题是：伴随着构成刀尖的脱落及切屑分离现象的精加工面光洁度的劣化，以及因切屑不能充分分断而产生的切屑处理性不良。而且在轧制、锻造等生产工序中，以粗大MnS为主成分的硫化物成为破坏的起点，多发生轧制缺陷等制造上的问题，因此光增加S量是有界限的。此外，S以外的可提高切削性的元素Te、Bi、P、N等的添加也能某种程度地提高切削性，但由于在轧制及热锻造时引起裂纹及表面缺陷的发生等表面性状的劣化，因此认为最好尽量少添加，从而不能兼顾切削性和制造性。

在特开平11-222646号公报中提出了一种方法，其通过使单独的20μm以上的硫化物、或多个硫化物大致串联状连接的长度为20μm以上的硫化物群在轧制方向断面1mm²的视场内存在30个以上来提高切屑处理性。可是，事实上有关对切屑性最有效的亚μm级的硫化物的分散，包括制造方法都未谈到，此外也不能期待其成分体系。

以前也有将硫化物以外的夹杂物用于提高切削性的例子，例如特开平9-17840号公报、特开2001-329335号公报、特开2002-3991号公报、特开2000-178683号公报涉及采用BN来提高切屑性的技术。可是，它们的意图不是提高精加工面光洁度，在特开平9-17840号公报、特开2001-329335号公报、特开2000-178683号公报中是以提高工具寿命为目的，在特开2002-3991号公报中是以提高切屑处理性为目的。如果采用其中公开的实施例范围的化学成分，在精加工面光洁度提高方面不能得到良好的效果。具体地说，只要不能形成由BN在钢中的微细分散产生的基体的均质化，就不能得到提高精加工面光洁度的效果，但在上述专利文献中都未介绍其技术。

特开2004-176176号公报中公开的技术也是要将BN用于提高切屑性的例子，是考虑到与N添加量的平衡的例子。可是在该技术中，关于能完全抑制轧制缺陷的发生、并且能确保相反的性质即切削性的钢材化学成分的平衡，或关于抑制成为与氧的亲和性高的B的氧化物的量、增加使其以BN析出的量的方法都未提到。

特开平5-345951号公报中所述的技术是，为了提高切削性，通过提高钢中的氧浓度使MnS大型化。可是在该技术中，关于提高氧浓度造成的MnS减少和与之相伴随的切削性的下降一点也没有谈及，而且有关耐火材料熔损及表面缺陷增加等显著的制造性劣化的防止对策也未触及。

此外，在特开2001-329335号公报中，还提出了为提高高温延性而对BN的晶界析出形成的晶界脆化进行抑制，并且为应用固溶B的防止晶界脆化的作用而限制N添加量的技术。可是由于只单一地降低N量，因此没有充分顾及到BT加热～加工温度区的固溶N量的控制，结果防止表面缺陷所需的固溶N量的减少并不充分。此外，由于控制在比化学计量组成低的N量，因而提高精加工面光洁度所需的BN量不足，而且也没有为补偿BN量而谋求利用其它技术来补全，因此不能得到良好的精加工面光洁度。

此外，在特开2004-27297号公报中提出了为降低表面缺陷而控制钢中氧量的技术。可是对于钢中氧量的控制方法一点也未提及，在未脱氧的低碳易切削钢中，如果没有特别的控制，则不可能控制钢中氧量而防止表面缺陷发生。