[发明专利]含碲的Y1Cr13易切削不锈钢及其制造方法

说明书

本发明公开了一种含碲的Y1Cr13易切削不锈钢及其制造方法，元素的质量百分比为：C:0.10～0.15，Si≤0.80，Mn:1.0～1.3，P:0.03～0.06，S:0.22～0.35，Cr:12.0～14.0，Ni≤0.60，Te:0.004～0.060，Mo≤0.60，余量为铁及不可避免的杂质，其中Mn、S、Te质量百分比满足如下关系式：Mn/Te40，Te/S:0.015～0.15。所述钢种采用电炉→AOD→LF→连铸→轧制的生产工艺进行生产。经本发明设计的成分及工艺生产的含碲的Y1Cr13易切削不锈钢，可有效避免轧制过程中的劈头开裂现象，产品综合成材率达90％～95％。相比于原工艺下Y1Cr13易切削不锈钢，本发明生产的轧材中夹杂物大小和分布更加均匀，夹杂物更趋近于球形或椭球型，国标GB/T 10561 2005评级和德标SEP1572‑71评级均显著改善。钢切削后断屑形貌良好，工件表面粗糙度降低，钢的切削性能也显著提高。

技术领域

本发明涉及一种易切削不锈钢，特别是涉及含碲的易切削不锈钢；本发明还涉及所述易切削不锈钢的制造方法。本发明应用于钢铁冶金领域。

背景技术

不锈钢中通常含有较高含量的Cr、Ni等元素，使其具有良好的耐蚀性能，在空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质环境下具有良好的不锈性。通常不锈钢的切削性能较差。不锈钢在切削时塑性变形较大，产生的切屑不易折断、易粘结，导致在切削过程中加工硬化严重，使钢的硬度逐渐增大，需要的切削力也随之升高。较高的切削力使刀具与工件之间的摩擦增大，切削温度也升高。而不锈钢的导热系数较小，散热条件差，大量积聚的切削热使加工表面的质量恶化，同时也使刀具磨损加剧。

Y1Cr13又称416易切削不锈钢，是一种具有良好切削性能和耐蚀性能的不锈钢，主要用于电机、电气元件的生产。由于钢中硫含量较高，使钢具有良好的切削加工性能，然而硫与锰结合形成的MnS夹杂主要在钢液凝固过程中析出，常沿晶界分布形成树枝状、簇状、长条状等II类硫化物，导致夹杂物大小不一，分布不均，对钢的性能产生不利影响。此外，MnS夹杂塑性好，在轧制过程中易沿轧制方向伸长，形成长条形硫化物，不仅使钢性能产生各向异性，而且易造成轧制过程开裂及产品表面质量问题，使产品的成材率和品质降低。此外，随着下游用户对钢切削性能要求的不断提高，现有Y1Cr13易切削不锈钢的切削性能已无法满足高速切削的市场需求。含碲的Y1Cr13易切削不锈钢的诞生，弥补了市场对416不锈钢更高切削性能的需求，硫化物形态的优化，也避免了坯料在轧制过程的劈头开裂现象，提高了成材率。

公开号为CN 102828118A的中国专利公开了圆珠笔头用易切削不锈钢丝的制造方法，钢中合金元素的重量百分比组成为：C≤0.05％，Si≤1.00％，Mn≤2.00％，P≤0.05％，S≥0.15％，Cr:19.0～21.0％，Mo:1.50～2.50％，Pb:0.15～0.30％，Te:0.01～0.07％，Al0.01％，Nb0.05％，Ti0.05％，余量为Fe以及不可避免的杂质。在该钢中含有一定量易切削元素S、Pb和Te，能较好地改善钢的切削性能，但Pb是非环保元素，Pb有毒且会污染环境，在铅进入产品之后，由于化学性质稳定，不易脱除，对废钢的再利用也构成危害。该钢中并未涉及硫化物夹杂的调控技术，钢的质量稳定性仍存在一定的问题。此外，该发明主要涉及钢材拉拔成钢丝的工艺，并未涉及钢种的冶炼生产工艺。本发明申请与上述专利主要不同之处在于：本发明不含有害元素Pb，对环境友好，并且给出了完整的冶炼、连铸、轧制工艺过程及详细的工艺控制参数；本发明还给出了易切削元素的重要控制指标Mn/Te20，Te/S:0.03～0.15，对硫化物夹杂进行了很好的调控，能确保良好的质量稳定性。