【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于易切削钢，尤其涉及一种高品质易切削钢及其生产工艺。
技术介绍
1、随着机械加工高速化、精密化、自动化的发展，特别是汽车工业、精密仪表工业以及家用电器行业的繁荣，终端用户对于通过提高钢材机加工性能来降低加工成本的需求愈发强烈，高品质易切削钢亟待开发。易切削钢主要用于制作非承重件，对受力要求较低而对尺寸和粗糙度要求严格，如仪器仪表、手表零件、汽车、机床和其他各种机器；对尺寸精度和粗糙度要求严格，而对力学性能要求相对较低的标准件，如齿轮、轴、螺栓、阀门、衬套、销钉、管接头等。
2、目前市场上的主流硫系易切削钢仅少数钢厂能稳定生产，且质量稳定性差，与国外钢厂相比差距明显。这其中除了生产工艺控制外，自身设备条件也是限制其质量提升的一大关键因素。为了提高易切削钢成品质量以及性能稳定性，需要从炼钢-连铸工艺-轧制全流程进行控制。消除硫元素偏析的同时，控制成品硫化物形态，使其转变为有益于切削性能的纺锤状形态。对于含硫钢的硫化物形态，认定为硫化物长宽比≤3即为纺锤状硫化物，具有高比例纺锤状硫化物成品的切削性能优异，而影响硫化物形态的因素较为复杂，除了炼钢工艺外，连铸工艺的选取、轧钢条件的制定均会对其最终形态产生影响。
3、2023年11月21日公开的公开号为cn117089772a的中国专利，公开了一种高质量含硫冷镦钢盘条及其制备方法，其通过控制原料铁水中的硫含量，于转炉及精炼过程得到高质量的钢水，减少钢中氧化物夹杂数量及尺寸；结合合适的连铸以及轧钢工艺，使盘条成分及组织均匀化、表面及内部质量高质化。开发钢种
4、2023年8月29日公开的公开号为cn116652136a的中国专利，公开了一种改善含硫钢种连铸坯偏析的生产方法，其主要探索了含硫钢连铸拉矫过程压下量过小或者分配量不合适，导致偏析改善不明显，还出现比较严重的轻压下裂纹，最终皆以失败告终。针对含硫钢种经过系统研究成功设计出一种改善含硫钢种连铸坯偏析的生产方法，既改善了连铸坯偏析，又不会产生轻压下裂纹。但其专利技术信息较为笼统，不能适用于多数生产情况，且其仅集中于连铸部分，范围较窄，并不能对某一钢种生产有指导意义。
5、2021年2月9日公开的公开号为cn112342464a的中国专利，公开了一种oa轴用易切削钢热轧盘条的生产方法，其通过转炉冶炼、lf炉精炼、连铸机连铸、开坯轧制、轧制坯精整、成品盘条轧制、盘条包装与防护中工艺条件的限定，最终使生产的oa轴用易切削钢热轧盘条能够保证化学成分合格、表面质量良好、切削性能优良、产品稳定性好，满足下游用户处的切削性能和表面质量稳定性，最终加工oa轴产品稳定性好，符合探伤要求。但该专利技术属于二火成材，即280×320mm2坯料开坯为160×160mm2，生产条件不适用于小方坯直接生产。
6、硫系易切削钢内的硫化物控制需从全流程角度进行考量，同时，需要充分考虑硫元素等的偏析给铸坯质量带来的影响，为此，需要开发一种高品质易切削钢生产工艺，且还能适用于现阶段主流的小方坯生产。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高品质易切削钢及其生产工艺，通过成分设计，配合工艺生产优化，所生产的易切削钢铸坯偏析较轻且成品盘条硫化物纺锤率占比较高，此外，该工艺还适用于现阶段主流的小方坯生产。
2、本专利技术具体技术方案如下：
3、一种高品质易切削钢，包括以下质量百分比成分：
4、c≤0.09％，si≤0.006％，mn：0.90～1.60％，p：0.04～0.09％，s：0.30～0.50％，al≤0.030％，n≤0.0060％，o≤0.0140％，其余为fe和其它不可避免的杂质。
5、所述高品质易切削钢的成分还满足mn/s＝3.6～5.0。
6、所述高品质易切削钢的组织为铁素体+珠光体，其中铁素体体积占比92-96％。这一组织特征保证了该钢的硬度不至于太高而有益于切削；钢中夹杂主要以mn和s形成的a类mns为主，mns也是该类钢种具有优异切削性能的关键，具有纺锤状的硫化物具有较好的切削性。
7、本专利技术提供的一种高品质易切削钢的生产工艺，包括以下工艺流程：
8、转炉冶炼-lf炉精炼-连铸-轧制；
9、所述lf精炼具体控制：整个过程以最终活度氧范围为30-90ppm为控制要点。
10、优选的，所述lf炉精炼中，控制lf炉精炼过程活度氧范围，满足24≤y值≤57.5；y值＝(5×mn/s+lf活度氧值)/2，为硫化物控制要素，当24≤y值≤57.5时，最终硫化物控制得当。
11、mn/s为上述高品质易切削钢的成分中mn质量百分比和s质量百分比含量的比值；
12、所述lf活度氧值为lf炉精炼过程活度氧，单位ppm；
13、以上y值计算时，将以上单位前面的数值代入公式计算。
14、所述连铸，采用中间包感应加热，氩封全程保护浇铸，采用末端电磁搅拌参数+轻压下的联合方式进行拉矫，其中，末端电磁搅拌参数选用电流360-380a，频率3.0-6.0hz；轻压下总压下率为15-20mm，于前五个机架进行压下，压下量分别为3-5-5-4-3mm。
15、本专利技术采用凝固末端电磁搅拌和轻压下的联合工艺改善160mm×160mm小方坯的铸坯质量，减轻中心偏析现象，配合合适的轧制工艺，最终获得铸坯质量优良，成品盘条硫化物纺锤率占比较高，切削性能优异。
16、所述轧制，加热均热温度控制于1220-1270℃，应保证均热段时间≥60min，除了保证钢材坯料内外温度的均匀性外，该范围加热也促进了硫化物的熔断及重熔，使得硫化物的尺寸转为大的纺锤状，为成品中硫化物形态保障。
17、最终获得铸坯质量优良，中心疏松≤1.0级，中心偏析≤1.0级，缩孔≤0.5级，中心裂纹≤1.0级，硫化物纺锤率占比≥45％，成品盘条切削性能优异。
18、为得到好的硫化物夹杂形态，需要保证合适的[mn]/[s]比以及氧含量。相较于其他元素，钢中s元素倾向于与mn元素形成mns，所以，钢中的mn、s含量比至关重要，能够影响mns夹杂的析出，硫化物纺锤率与锰硫比密切相关。与此同时，氧含量的增高也可使硫化物呈粗短的纺锤形，有利于钢的切削性能，但过高的氧含量会使得最终的铸坯中形成皮下气孔等缺陷，本专利技术通过控制lf活度氧的方法来控制氧含量，两者是互相协同作用。通过前期的研究基础，本专利技术限本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高品质易切削钢，其特征在于，所述高品质易切削钢包括以下质量百分比成分：
2.根据权利要求1所述的高品质易切削钢，其特征在于，所述高品质易切削钢的成分还满足Mn/S＝3.6～5.0。
3.一种权利要求1或2所述的高品质易切削钢的生产工艺，其特征在于，所述生产工艺包括以下工艺流程：转炉冶炼-LF炉精炼-连铸-轧制。
4.根据权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，所述LF精炼，控制活度氧范围为30-90ppm。
5.根据权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，所述LF炉精炼，控制LF炉精炼过程活度氧范围满足24≤Y值≤57.5；Y值＝(5×Mn/S+LF活度氧值)/2。
6.根据权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，所述连铸，采用中间包感应加热，氩封全程保护浇铸。
7.根据权利要求3或6所述的生产工艺，其特征在于，采用末端电磁搅拌参数和轻压下的联合方式进行拉矫，其中，末端电磁搅拌参数：电流360-380A，频率3.0-6.0Hz；轻压下总压下率为15-20mm。
8.根据权利要求3所述的生产工艺，
9.根据权利要求3-8任一项所述的生产工艺，其特征在于，所生产的高品质易切削钢，铸坯中心疏松≤1.0级，中心偏析≤1.0级，缩孔≤0.5级，中心裂纹≤1.0级，硫化物纺锤率占比≥45％。
...【技术特征摘要】
1.一种高品质易切削钢，其特征在于，所述高品质易切削钢包括以下质量百分比成分：
2.根据权利要求1所述的高品质易切削钢，其特征在于，所述高品质易切削钢的成分还满足mn/s＝3.6～5.0。
3.一种权利要求1或2所述的高品质易切削钢的生产工艺，其特征在于，所述生产工艺包括以下工艺流程：转炉冶炼-lf炉精炼-连铸-轧制。
4.根据权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，所述lf精炼，控制活度氧范围为30-90ppm。
5.根据权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，所述lf炉精炼，控制lf炉精炼过程活度氧范围满足24≤y值≤57.5；y值＝(5×mn/s+lf活度氧值)/2。
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【专利技术属性】
技术研发人员：周大元，尹德福，汪开忠，谢钊远，姜婷，胡芳忠，唐鹏，郝杰，余良其，郭湛，张晓瑞，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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