易切削非调质钢及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种具有较高切削性能的切削加工用Ｃａ－Ｓ复合易切削非调质钢及其制造方法。钢的组成为：Ｃ：０．４４～０．４９％，Ｓｉ：０．３０～０．６０％，Ｍｎ：１．２０～１．５０％，Ｖ：０．０８～０．１２％，Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ≤０．３０％，Ｓ：０．０４０～０．０６５％，Ｐ≤０．０３５％，Ｃａ：０．００１～０．０１０％，Ａｌ：０．０１～０．０３％，余为Ｆｅ和不可避免的杂质。其制造方法是通过钢包吹氩、Ｃａ－Ｓ复合处理控制钢中夹杂物组成，采用连铸浇注铸坯，钢坯在加热炉的均热温度为１１８０～１２２０℃，加热时间为２～３ｈ，开轧温度１１００～１１５０℃，终轧温度８５０～１０００℃，轧后钢材冷却速度为１．５～２．５℃／ｓ，下冷床堆冷温度６００～７００℃。本发明专利技术的钢材具有优良的机械性能和易切削性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金
，涉及一种，尤其涉及一种具 有较高切削性能的切削加工用Ca-S复合。
技术介绍
非调质钢是不经过调质处理可达到性能要求的机械结构钢，采用此类钢制造零件，可 省去调质热处理工序和装备，同时，避免了热处理过程中的所产生的废品，减少了污染， 降低了能耗，这种钢属节能型钢材。我国有丰富的钒、钛等资源、发展非调质钢不仅符合 我国国情，而且有助于钒、钛的综合利用。同时采用非调质钢可得到均匀的截面性能，降 低零件的制造成本，对提高我国汽车和机械产品的质量具有特殊的意义。我国非调质钢的 开发和应用最广泛的是汽车行业，非调质钢的市场主要集中在几家汽车制造厂及配件制造 厂。热锻用非调质钢多用于制造汽车的连杆、曲轴、前轴、半轴等发动机和传动系统的零 部件；高强度、高韧性非调质钢应用于抽油杆、汽车的保安部件前梁、船舶用发动机曲轴 等；直接切削用非调质钢主要用来制造杆类、螺栓等零件。根据GB/T15712-1995《非调质 机械结构钢》，非调质钢按使用加工方法分两类 一是切削加工用非调质机械结构钢，二 是热压力加工用非调质机械结构钢。对于切削加工用非调质机械结构钢，其基体的组织和 性能完全取决于供货状态下热轧钢材的组织和性能。轧后冷却速度和终止快冷温度影响着 钢材的组织和性能，因此应严格执行相应的轧制工艺制度。在公开号为CN1667129A (申请号200410006571. 2)，名称为含硫易切削非调质钢的制 造方法的中国专利申请中，申请人首钢总公司公开了一种采用转炉-精炼-连铸-控扎控冷 生产含硫易切削非调质钢的工艺，包括含硫铁水-转炉冶炼-挡渣出钢-钢包脱氧合金化-LF 钢包精炼-喂S线-钢包底吹氩-全保护浇铸-铸坯控冷-控轧控冷步骤。CN1667129A号申请 也公开了通过这种工艺生产的非调质钢的组份及含量范围。在公开号为CN1858283A (申请号200510039213. 6)，名称为中碳硅钒氮微合金化非调 质钢的中国专利申请中，申请人马鞍山钢铁股份有限公司公开了一种中碳硅钒氮微合金化 非调质钢钢种设计，其组份及含量范围C: 0. 37 0. 44%， Si《0. 50 0. 90%， Mn: 0. 60 0.90%， P《0. 035%, S《0. 035%,V: 0. 03 0. 08%， NX). 0070%，其余为Fe和杂质。本发 明通过增加廉价的Si、 N元素，减少钢中锰及贵重的钒钛等元素，降低生产成本。在授权公告号为CN1218061C (申请号02145362. 4)，名称为一种钙处理钒一氮一钛微 合金化非调质钢及其制备工艺的中国专利文献中，申请人宝山钢铁股份有限公司公开了发 明钢组份及含量范围C:O. 25 0. 40%、 Mn: 1. 0 1. 70% 、 Si :0. 30 0. 70% 、 V:O. 05 0.20%、 Cr:O. 30 0. 20%、 Ti :0. 005 0. 025%、 N:O. 0080 0. 02%、 S:O. 005 0. 025% 、 Ca:0.0005 0.0050%、其余为不可避免的杂质。另外，还公开了专利技术钢的制造工艺。该 专利技术通过碳、锰、硅、铬、钒和氮等合金元素的匹配设计，并实施钙处理，解决了钒微合 金化非调质钢无法在大截面情况下保证内部硬度及组织均匀性的缺陷，提高了模具钢材料耐大气腐蚀性能。该专利技术中钙处理一是为了控制硫化物形态，降低偏析，改善韧性和切削 加工性；二是为了获得含转的硫化物，诱导铁素体相变，从而进一步改善切削加工性能和 硬度分布。上述专利文献分别涉及转炉冶炼硫易切削非调质钢的制造方法、 一种低成本中碳硅钒 氮微合金化非调质钢设计和一种适用于大截面塑料模具的钙处理钒一氮一钛微合金化非 调质钢及其制造方法。但没有涉及解决适用于高切削速度下提高Mn-V系非调质钢切削性 能问题。除此之外，目前我国常用的易切削加工非调质钢大部分为低硫易切削钢，虽具有优良 的低、中速切削加工性能，但S易切削加工钢的夹杂物单一，塑性太大，压力加工时沿加 工方向显著伸长，导致材料具有较强的各向异性。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种具有较高切削性能的Ca-S复合易切削非调质 钢，主要解决了低硫易切削非调质钢在高速切削条件下切削性能问题，极大地改善了力学 性能。本专利技术另外的目的在于提供具有较高切削性能的Ca-S复合易切削非调质钢的制备 方法。切削加工用Ca-S复合易切削非调质钢，其组成按重量百分数为 C: 0. 44 0. 49% S: 0. 040 0. 065%Si: 0. 30 0. 60% P《0. 035%Mn: 1.20 1.50% Ca: 0. 001 0. 010%V: 0. 08 0. 12% Al: 0. 01 0. 03%Cr、 Ni、 Cu《0. 30% 余为Fe和不可避免的杂质。 优选的，切削加工用Ca-S复合易切削非调质钢，组成按重量百分数为 C: 0. 44 0. 48% S: 0. 040 0. 065%Si: 0. 35 0. 45% P《0.035% Mn: 1.30 1.45% Ca: 0. 001 0. 010%V: 0. 08 0. 10% Al: 0. 01 0. 03%Cr、 Ni、 Cu《0. 30% 余为Fe和不可避免的杂质。控制Ca含量为0.001 0.010X的目的是为了克服长条形硫化物给材料力学性能带来 的弊病，改善钢的高速切削加工性能，设计加入Ca: 0.001 0.010%，进行Ca-S复合处理， 从而控制硫化物形态。Ca处理的易切削钢高速切削时，在刀具上形成一层覆盖膜，起到润 滑、减轻刀具磨损的作用，同时兼顾力学性能不降低。为了减少MnS热脆性影响，设计w (Mn) /" (S)—般在20以上，其它成分取中限控制。 当酸溶A1小于0.005X时，不形成易于MnS在其上析出的Al必,与MnO、 FeO结合的复合氧化物， 大于0.030%时形成单纯的八1203，不利于细小弥散的MnS析出，因此，Al含量设计控制在 0. 010 0. 030%。切削加工用Ca-S复合易切削非调质钢的制备方法，包括冶炼及合金化、浇注、轧制 和控冷工艺，其特征在于，控制钢的化学成分重量百分比含量为C: 0. 44 0.49% Si: 0. 30 0. 60%Mn: 1.20 1.50%P《0. 035%V: 0. 08 0. 12%Ca: 0. 001 0. 010%Cr、 Ni、 Cu《0. 30%Al: 0.01 0. 03%余为Fe和不可避免的杂质，S: 0. 040 0. 065%通过钢包吹氩、Ca-S复合处理控制钢中夹杂物组成，先向钢中加入S线后，向钢中加 入Ca-Si线进行Ca处理，控制Ca/S比0.02 0.05，终脱氧喂入铝线。并且，采用连铸浇注铸坯，钢坯在加热炉的均热温度为1180 1220。C，加热时间为2 3h，开轧温度1100 1150°C，终轧温度850 1000。C，轧后钢材冷却速度为1.5 2. 5°C/s， 下冷床堆冷温度600 700°C。本专利技术的创新点之一在于合理的热轧工艺，目的是为了使非调质钢的热轧材，特别是 直接切削加工用非调质钢热轧材达到要求的本文档来自技高网...

【技术保护点】
切削加工用Ｃａ－Ｓ复合易切削非调质钢，其特征在于，组成按重量百分数为：Ｃ：０．４４～０．４９％Ｓ：０．０４０～０．０６５％Ｓｉ：０．３０～０．６０％Ｐ≤０．０３５％Ｍｎ：１．２０～１．５０％Ｃａ：０．００ １～０．０１０％Ｖ：０．０８～０．１２％Ａｌ：０．０１～０．０３％Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ≤０．３０％余为Ｆｅ和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王广连，戈文英，杜显彬，翟正龙，李猛，郑桂芸，张伟，王学利，何庆文，张利平，温建波，张海霞，姜艳东，张春苗，
申请(专利权)人：莱芜钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]