[发明专利]镁系的高硫易切削钢的制备方法

说明书

本发明公开了一种镁系的高硫易切削钢的制备方法，镁系高硫易切削钢的化学成分按质量百分比为：C:0.05～0.50％、Si≤0.40％、Mn:1.0～1.7％、P≤0.08％、S:0.15～0.35％、Mg:0.0003～0.0020％、O0.0030％，余量为铁及不可避免的杂质。其生产工艺为转炉或电炉→LF→连铸→轧制，在精炼末期，进行含镁包芯线的添加，喂线前控制过热度，总氧含量不高于30ppm，并采用间歇式喂入方法。本发明喂线过程稳定，没有剧烈喷溅，镁元素收得率较高；本发明制备的产品切削性能优良，切屑碎断性、刀具的耐磨性能明显提高；本发明吨钢成本增加不超过10元，有明显的价格优势。

技术领域

本发明涉及一种易切削钢及其制备方法，特别是涉及一种高硫易切削钢及其制备方法， 应用于钢铁冶金技术领域。

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。随着机械制造工业中的切削加工走向精密化、高速化和 自动化大量生产，加工成本占零部件生产成本的比例越来越高。为减少加工成本，提高生产 效率，易切削钢越来越受到广泛的关注。

易切削钢按添加易切削元素种类的不同，可分为硫系、铅系、钙系、锡系、碲系、复合 型等类别。硫系易切削钢生产成本低，切削性能好，为目前世界上使用最广泛的易切削钢种， 在我国硫系易切削钢占易切削钢总量的90％以上。然而硫系易切削钢的切削性能有限，不能 满足高精密、快速切削加工的需求，且硫系易切削钢降低了材料的塑性和韧性，尤其是横向 力学性能较差。铅系易切削钢为目前公认的切削性能非常优良而又保持了较好的力学性能的 钢种，且生产成本低，曾广泛应用于各行各业。然而铅是公认的非环保物质，生产过程中产 生的铅蒸汽对工人的身体健康有极大的危害性；铅进入产品之后，由于化学性质稳定，不易 脱除，对废钢的再利用也构成危害，欧盟已经明确禁止钢中加铅。近年来，我国也加大了对 含铅易切削钢的生产和使用限制。因此，世界各大钢铁公司都在朝着无铅易切削钢的方向发 展。碲系易切削钢中碲自身为易切削元素，可提高钢的切削性能，且碲能改善硫化物形态， 控制硫化物朝球形或椭球形方向控制，从而进一步提高钢的切削性能，但碲的成本较高，市 场接受度较低。铋无毒，与铅的物理化学性质相似，其作用同铅在钢中的作用相似，可显著 提高钢的切削性能，但铋的成本较高，且生产难度较大，国内应用较少。

为获得优异的切削性能，且不造成环境污染及危害，开发环保型无铅易切削钢成为目前 易切削钢的主要研究方向。本发明提出采用含硫易切削钢镁处理的方法，调控钢中夹杂物形 态和分布，生产含镁硫易切削钢，从而实现低成本开发切削性能优良的环保型无铅易切削钢。

专利号为02153023.8的中国专利公开了一种钙硫镁系易切削钢及其生产工艺，成分重量 百分比为：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，Fe余量。在该钢中C:0.42～0.50、S：0.01～0.07，为兼顾力 学性能和切削性能的非调质钢，主要用于制造曲轴、连接杆等汽车和机械的较大型零部件。 本发明与上述钙硫镁系易切削钢及其生产工艺主要不同之处在于：钢中C：0.05～0.50％、S：0.15～0.35％，采用高硫成分，主要用于高速切削的小型零部件或精密零部件的生产。