一种铈变性夹杂物的新型易切削钢铁材料制造技术

技术编号:11099578 阅读:60 留言:0更新日期:2015-03-04 11:23
本发明专利技术涉及一种铈变性夹杂物的新型易切削钢铁材料,由以下质量百分含量的组分组成:C 0.11~0.18;Mn 0.85~1.45;Si 0.06~0.15;P≤0.15;S 0.25~0.35;O 0.009~0.023;Ce 0.03~0.09;其余为Fe,质量百分数总计100%。本发明专利技术以经济的优越方式提供了用于制备易切削钢铁材料,并在保证机械性能的前提下,提高了其切削性能。

【技术实现步骤摘要】
一种铈变性夹杂物的新型易切削钢铁材料
本专利技术涉及一种稀土变性夹杂物的易切削钢铁材料,属于冶金材料领域。
技术介绍
易切削钢是通过加入某些化学元素(易切削元素),从而提高钢切削性能的钢种。 易切削钢与普通钢相比主要有几个优点:加工产品表面光洁度好;切削加工时易断屑;力口 工刀具受力小及能耗小。易切削钢广泛应用于汽车、农机、通用机械等领域。在易切削钢铁 材料中,夹杂物的成分、形态(长宽比)和分布情况对钢材的机械性能、切削阻力、切削刀具 的磨损以及被加工件表面光洁度有明显的影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是以经济的优越方式提供用于制备易切削的钢铁材料, 在保证其机械性能的前提下,提高其切削性能。 本专利技术的目的是通过如下技术方案来实现的:铈变性夹杂物的新型易切削钢铁材 料由以下质量百分含量的组分组成:C 0.11?0.18 ;Mn 0.85?1.45 ;Si 0.06?0.15; P彡0· 15 ;S 0.25?0.35 ;0 0.009?0.023 ;Ce 0.03?0.09 ;其余为Fe,质量百分数总计 100%。 C是决定碳钢组织的主要元素,如果钢中铁素体较多,塑性韧性好,切削加工时产 生的切削热较大,容易粘刀,而且切屑不易折断,影响表面粗糙度,因此切削加工性能不好。 如果钢中渗碳体多,硬度较高,严重磨损刀具,切削性能也差。因此,当钢中铁素体与渗碳体 的比例适当时,硬度和塑性也比较适中,其切削加工性能较好。综合考虑易切削钢铁材料的 机械性能与易切削性能,C含量控制在不超过0. 11?0. 18%比较适宜。 S是钢中易切削元素,但硫元素在提高了钢材切削性能的同时,也带来了热脆问 题。为避免或减轻热脆带来的危害,向钢中添加合金元素 Mn,使Mn代替低熔点FeS中的 Fe,生成高熔点的MnS (熔点为1600°C ),它们使切屑易于折断,从而提高切削加工性能。且 MnS具有润滑作用,本身硬度低,能减少对刀具的磨损。但是如果Mn的加入量不足,将生成 富Fe的(Fe, Mn) S,仍然不能避免热脆的影响。因此Mn、S含量分别选择在0.85?1.45%、 0. 25?0. 35%比较适宜。 0是影响易切削钢中硫化物类型最显著的因素,硫化物形态是易切削钢中最重要 的特性,非金属夹杂物MnS可以提高切削加工性能,并减少刀具的磨损。钢在锻造或轧制过 程中硫化锰很容易被伸长,使易切削钢的横向性能明显降低出现各向异性,而纺锤形(或 球形)夹杂是获得高质量易切削钢的前提,然而仅仅让硫化锰球形化还不够,钢材的机械 性能会因其尺寸过大而大大降低,所以另一方面还要保证纺锤形(或球形)的硫化锰夹杂 能细小弥散的分布于钢基体之中。本专利技术易切削钢中氧含量与硫化物形态的关系:氧量 > 0. 016 %时,形成球状、无规则分布、夹杂物为单相或两相的硫化物;氧量在0. 016 %? 0.009%区间时,形成纺锤形沿晶界分布或呈扇状分布的硫化物;氧量< 0.009%时,形成 块状、无规则分布的硫化物。因此O含量选择在0. 009?0. 023%比较适宜。 稀土中的Ce元素在易切削钢中主要为Ce2S3和Ce 3S4,这些硫化物提高了硫化锰 的抗变形能力,在热加工时不易变形,仍保持球状分布,改善了钢材的切削性能。钢中加入 Ce后,可以使Al2O3变成粒状、低硬度的CeAlO3,不仅有利于切削,也改善了钢材的抗疲劳性 能。因此Ce含量选择在0.03?0.09%比较适宜。 采用低温浇注可以增加易切削钢的等轴晶率,细化晶粒,改善S偏析,对其切削性 能及机械性能均起到积极的作用。因此,浇注温度选择在高于液相线温度15?25°C范围内 较合适。 【具体实施方式】 以下结合实施例,对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。 各实施例成分如表1所列,各实施例夹杂物形貌及分布统计如表2所示,各实施例 力学性能及切削性能如表3所示。 表1各实施例成分(质量百分数/% ) 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铈变性夹杂物的新型易切削钢铁材料,其特征在于由以下质量百分含量的组分组成:C 0.11~0.18;Mn 0.85~1.45;Si 0.06~0.15;P≤0.15;S 0.25~0.35;O 0.009~0.023;Ce 0.03~0.09;其余为Fe,质量百分数总计100%。

【技术特征摘要】
1. 一种铈变性夹杂物的新型易切削钢铁材料,其特征在于由以下质量百分含量的组 分组成:C 0? 11 ?0? 18 ;Mn 0? 85 ?1. 45 ;Si 0? 06 ?0? 15 ;P 彡 0? 15 ;S 0? 25 ?0? 35 ...

【专利技术属性】
技术研发人员:王金龙姚晓乐张行刚张学颖
申请(专利权)人:内蒙古包钢钢联股份有限公司
类型:发明
国别省市:内蒙古;15

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1