一种钙硫镁系易切削钢及其生产工艺制造技术

一种钙硫镁系易切削钢，称为Ｙ４５ＣａＳＭｇ易切削钢，其特征在于主要成份（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；冶炼采用顶吹、或底吹氩工艺，及电磁搅拌工艺，冶炼炉型：电弧炉、感应炉及转炉。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料领域，特别涉及一种含钙硫镁元素的易切削钢，可用于制造曲轴、连接杆等汽车和机械的重要零件。
技术介绍
多数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。铅系易切削钢既提高了易切削性能又保持了较好的力学性能，然而由于在冶炼铅易切削钢时铅的挥发污染环境，危害人的健康，其应用有下降的趋势。从60年代发展起来的钙易切削钢受到了普遍的重视。冶炼钙易切削钢时用钙合金控制脱氧，使钢中形成CaO-SiO2-Al2O3三元夹杂物，大大地改进了钢材在高速切削时的易切削性能，而且它的力学性能与基础钢相同。然而单纯用钙处理的钢种只有在使用硬质合金刀具高速切削时才具有易切削性能，而且钙易切削钢的奥氏体晶粒长大倾向较大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是在保持含硫钢的易切削性能的前提下减轻硫对钢材力学性能的影响。一种钙硫镁系易切削钢，称为Y45CaSMg易切削钢，其特征在于主要成份(Wt％)为C0.42～0.50、Si0.20～0.50、Mn1.00～1.20、P0.01～0.04、S0.01～0.07、Ca0.002～0.016、Mg0.0001-0.002。钙硫镁系易切削钢的最佳成分为主要成份(Wt％)C0.42～0.50、Si0.20～0.50、Mn1.00～1.20、P0.02～0.03、S0.03～0.05、Ca0.004～0.010、Mg0.001-0.002。本专利技术用硅钙合金对钢水控制脱氧，并加入了适量的镁、硫等元素，有效地控制了钢中非金属夹杂物的形态，细化了夹杂物和晶粒，使钢材获得了优异的力学性能和良好的易切削性能。冶炼中采用了特殊的加镁技术利用氧化镁作为镁源，加入铝作为还原剂，并加入一定量的氧化钙和氟化钙混合均匀，制成增镁剂，然后制成包芯线，与硅钙包芯线同时插入钢水中。这种加镁的方法，反应平稳、无钢水喷溅的现象发生，而且成本较低。冶炼中所使用的中性稀薄覆盖渣，其成份为CaO20-35％、SiO225-40％、Al2O330-40％。该钢种的脱氧方法和步骤首先用锰铁、硅铁脱氧或加含铝20-40％的铝灰进行扩散脱氧，其次采用喂丝法向钢水内部插入Ca-Si包芯线和镁合金包芯线进行控制脱氧，喂丝量根据钢种及收得率定。采用氧化锆固体电解质氧浓差电池快速定氧探头测定钢液中的氧活度。喂丝前的钢液氧活度应控制在40～200×10-6。冶炼采用顶吹或底吹氩工艺及电磁搅拌工艺。冶炼炉型电弧炉、感应炉及转炉 Y45CaSMg易切削钢的力学性能为，热轧(锻)态试样的抗拉强度达到800MPa，延伸率为17.7％，断面收缩47％，超过了国标GB8731-88中相应钢种(Y45Ca)的标准，比其基础钢45钢的力学性能也有所提高。具体实施例方式一种钙硫镁系易切削钢，采用电弧炉冶炼，底吹氩加电磁搅拌，主要成份(Wt％)为C0.45、Si0.30、Mn1.1、P0.02、S0.04、Ca0.006、Mg0.002。使用中性稀薄覆盖渣，其成份为CaO20-35％、SiO225-40％、Al2O330-40％。脱氧方法和步骤首先用锰铁脱氧，其次采用喂丝法向钢水内部插入Ca-Si包芯线和镁合金包芯线进行控制脱氧，采用氧化锆固体电解质氧浓差电池快速定氧探头测定钢液中的氧活度，喂丝前的钢液氧活度应控制在80×10-6。冶炼中所使用的镁合金包芯线是利用氧化镁作为镁源，加入铝作为还原剂，并加入一定量的氧化钙和氟化钙混合均匀，制成增镁剂，然后制成包芯线的。新钢种切削性能良好，在BJ-1630GD车床上，使用41605H型YT15硬质合金机卡刀具对试样进行车削实验时，设定车床主轴转速为950转/min、平均切削速度为85m/min、走刀速度0.096mm/转、吃刀深度为1.0mm.。经过30分钟的切削试验，刀具后刀面磨损宽度Vb远小于0.3mm，说明刀具的寿命很长。权利要求1.一种钙硫镁系易切削钢，称为Y45CaSMg易切削钢，其特征在于主要成份(Wt％)为C0.42～0.50、Si0.20～0.50、Mn1.00～1.20、P0.01～0.04、S0.01～0.07、Ca0.002～0.016、Mg0.0001-0.002；冶炼采用顶吹、或底吹氩工艺，及电磁搅拌工艺，冶炼炉型电弧炉、感应炉及转炉。2.如权利要求1所述的Y45CaSMg易切削钢，其特征在于易切削钢的最佳成分为C0.42～0.50、Si0.20～0.50、Mn1.00～1.20、P0.02～0.03、S0.03～0.05、Ca0.004～0.010、Mg0.001-0.002；3.如权利要求1或2所述的Y45CaSMg易切削钢，其特征在于冶炼中所使用的中性稀薄覆盖渣，其成份为CaO20-35％、SiO225-40％、Al2O330-40％；该钢种的脱氧方法和步骤首先用锰铁、硅铁脱氧或加含铝20-40％的铝灰进行扩散脱氧，其次采用喂丝法向钢水内部插入Ca-Si包芯线和镁合金包芯线进行控制脱氧，采用氧化锆固体电解质氧浓差电池快速定氧探头测定钢液中的氧活度，喂丝量根据钢种及收得率定，喂丝前的钢液氧活度应控制在40～200×10-6。4.如权利要求3所述的Y45CaSMg易切削钢，其特征在于冶炼中所使用的镁合金包芯线是利用氧化镁作为镁源，加入铝作为还原剂，并加入一定量的氧化钙和氟化钙混合均匀，制成增镁剂，然后制成包芯线的。全文摘要本专利技术属于金属材料领域，特别涉及一种含钙硫镁元素的易切削钢，可用于制造曲轴、连接杆等汽车和机械的重要零件。专利技术采用中性覆盖渣、扩散脱氧、喂丝法控制脱氧、固体电解质氧浓差电池快速定氧等项措施，生产出力学性能和易切削性能兼优的钙硫镁系易切削钢种——Y45CaSMg。Y45CaSMg易切削钢的力学性能为，热轧(锻)态试样的抗拉强度达到800MPa，延伸率为17.7％，断面收缩47％，超过了国标GB8731－88中相应钢种Y45Ca的标准，比其基础钢45钢的力学性能也有所提高。文档编号C22C38/60GK1410583SQ0215302公开日2003年4月16日 申请日期2002年11月29日 优先权日2002年11月29日专利技术者朱荣, 李联生, 董杰, 李丰功, 王玉钢, 仇永全, 许丹娘 申请人:北京科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱荣，李联生，董杰，周平，王玉刚，仇永全，许丹娘，
申请(专利权)人：莱芜钢铁集团有限公司，北京科技大学，
类型：发明
国别省市：