[发明专利]一种含镁钙的易切削钢及生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，特别涉及一种含镁钙的易切削钢及其生产工艺。

背景技术

易切削钢能有效降低切削抗力、减缓刀具磨损、提高作业效率，很好地满足数控机 床高效、智能化的生产需求，属于节能材料，广泛用于家电、汽车及办公设备等领域。

按易切削元素分类，易切削钢主要分为硫系易切削钢和铅系易切削钢。铅系易切 削钢虽然兼具优良的切削性能和力学性能，并且热处理性能、冷热加工性能和焊接性能也 比较优异，但对人体和环境的危害较大且对生产设备要求高，所以发展受到限制。硫系易切 削钢由于基体中含有MnS，MnS作为有利夹杂物在切削时作为应力集中源导致钢基体容易产 生微裂纹而改善切削性能，并且在切削加工时由于温度升高使MnS软化起到润滑作用而具 有比较好的切削性能。然而，硫系易切削钢的切削性能与铅系易切削钢相比还有一定的差 距，本专利旨在通过改质钢中的MnS夹杂物改善硫系易切削钢的切削性能，希望改善后的硫 系易切削钢的切削性能可以接近或达到铅系易切削钢。

单纯的含硫易切削钢由于MnS夹杂物在轧制时易沿着轧制方向伸长，降低钢材的 横向力学性能。通常会往硫系易切削钢中加入Ca元素对MnS进行改质。钙和镁常用作炼钢的 脱氧剂或脱硫剂，在钢液凝固过程中，钙和镁的氧化产物作为硫化物形核核心，可以促进硫 化物的析出和硫化物的均匀分布。钙和镁还能起到改变硫化物形态的作用。钙和镁加入钢 中形成复合的（Mn,Ca）S或（Mn,Mg）S，从而降低硫化物的变形能力改善钢材的横向力学性 能。本发明专利通过向硫系易切削钢中复合添加Ca、Mg对钢中夹杂物进行改质，产生比单独 添加Ca更好的效果，进而改善钢材的切削性。

经检索：中国专利公开号为CN1410583A的专利文献，公开了一种钙硫镁系易切削 钢，其特征在于它的成分（wt%）为C：0.42~0.50、Si：0.20~0.50、Mn：1.00~1.20、P：0.01~ 0.04、S：0.01~0.07、Ca：0.002~0.016、Mg：0.0001~0.002。本专利与其不同之处在于：本专利 易切削钢所含硫、镁、钙成分（wt%）分别为S：0.08~0.13、Mg：0.001~0.006、Ca：0.0008~ 0.006，而该专利易切削钢所含硫、镁、钙成分（wt%）分别为S：0.01~0.07、Mg：0.0001~0.002、 Ca：0.002~0.016。

中国专利公开号为CN1718828A的专利文献，公开了一种低碳高硫磷易切削钢，其 特征在于它的成分（wt%）为C：0.03~0.20、Si：0.01~0.10、Mn：0.60~1.80、P：0.04~0.15、S： 0.08~0.50、N：0.001~0.02、Ca：0.0001~0.01、Mg：0.0001~0.01、Al：0.001~0.005、O：0.003~ 0.015，其余为Fe；且[Mn]/[C]=10~50、[Mn]/[Si]≥20，[Si]/[S]≤0.3。本专利与其不同之 处在于：本专利易切削钢所含碳、硅、镁、钙成分（wt%）分别为C：0.48~0.55、Si：0.20~0.50、 Mg：0.001~0.006、Ca：0.0008~0.006，而该专利易切削钢所含碳、硅、镁、钙成分（wt%）分别为 C：0.03~0.20、Si：0.01~0.10、Mg：0.0001~0.01、Ca：0.0001~0.01。

中国专利公开号为CN104789908A的专利文献，公开了一种含硼低铅复合易切削 钢，其特征在于它的成分（wt%）为C：0.09~0.18、Si：＜0.08、Mn：1.20~1.50、P：≤0.015、S：≤ 0.015、N：0.05~0.07、B：0.03~0.05、Pb：0.01~0.029、Ca：0.001~0.009、Mg：0.002~0.008、Al： 0.01~0.02、Ni：0.01~0.03或Cu：0.01~0.03或Cr：0.03~0.05或其中两种以上以任意比例的 混合物，混合物总含量为：0.04~0.06，其余为Fe及不可避免的杂质。本专利与其不同之处在 于：（1）本专利不含铅而该专利含铅；（2）本专利易切削钢中不含B和N，而该含硼低铅复合易 切削钢中的B和N含量较高，且该易切削钢是利用钢中生成的大量的BN夹杂来提高钢材的切 削性能。

发明内容