一種新型含銻易切削鋼鐵材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種新型含鋪（Sb)易切削鋼鐵材料，屬于冶金材料領域。
【背景技術】
[0002] 易切削鋼鐵材料不僅降低材料切削力與切削溫度，提高刀具壽命，降低工件的表 面粗趟度，改善切屑處理性，還可W節約成本，提高生產效率。目前，該鋼鐵材料已廣泛應用 于汽車、機械、石油化工、國防工業等各個行業和部口。在易切削鋼鐵材料中，夾雜物的成 分、形態（長寬比）和分布情況對鋼材的機械性能、切削阻力、切削刀具的磨損W及被加工 件表面光潔度有明顯的影響。但當前我國生產的易切削鋼鐵材料還存在一些問題，主要表 現在質量、精度和夾雜物的類型、數量W及形態控制等技術方面，鋼中易切削元素偏析問題 也沒有得到很好的解決。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的技術問題是W經濟的優越方式提供用于制備易切削的鋼鐵材料， 在保證其機械性能的前提下，提高其切削性能。
[0004] 本發明的目的是通過如下技術方案來實現的；新型含鋪易切削鋼鐵材料由W下質 量百分含量的組分組成；C0. 09?0. 20;Mn0. 70?1. 55 ;Si《0. 17 ;P《0. 19;S0. 20? 0. 38;Sb0.01?0. 35 ;A1《0.01 ;其余為化，質量百分數總計100%。
[0005] C是決定碳鋼組織的主要元素，如果鋼中鐵素體較多，塑性初性好，切削加工時產 生的切削熱較大，容易粘刀，而且切屑不易折斷，影響表面粗趟度，因此切削加工性能不好。 如果鋼中滲碳體多，硬度較高，嚴重磨損刀具，切削性能也差。因此，當鋼中鐵素體與滲碳體 的比例適當時，硬度和塑性也比較適中，其切削加工性能較好。綜合考慮易切削鋼鐵材料的 機械性能與易切削性能，C含量控制在不超過0. 20%比較適宜。
[0006] S是鋼中易切削元素，但硫元素在提高了鋼材切削性能的同時，也帶來了熱脆問 題。為避免或減輕熱脆帶來的危害，向鋼中添加合金元素Mn,使Mn代替低烙點化S中的 Fe,生成高烙點的MnS(烙點為1600°C)，它們使切屑易于折斷，從而提高切削加工性能。且 MnS具有潤滑作用，本身硬度低，能減少對刀具的磨損。但是如果Mn的加入量不足，將生成 富化的（Fe,Mn)S，仍然不能避免熱脆的影響。因此Mn、S含量分別選擇在0. 70?1. 55%、 0. 20?0. 38 %比較適宜，并要求Mn/S不低于4。
[0007] P在質地較軟的低碳鐵素體鋼中，如果其含量合適，可溶解在鐵素體中，能提高鐵 素體的硬度，改善零件表面的光潔度和切削性能，是易切削元素；但鋼中磯太高會增加冷 脆，因此其含量控制在不高于0.19%較合適。
[000引Al和Si對鋼材切削性能的影響相似，分別形成硬度高且不規則的Al203和SiO2， 它們在切削時均會導致刀具的磨損疲勞，因此鋼中的侶和娃含量要盡可能低。但娃作為脫 氧元素加入鋼中，可W增大鋼液的流動性，娃除形成非金屬夾雜物外，溶于鐵素體中。因此 侶含量控制在不高于0. 01%較合適，娃含量控制在不高于0. 17%比較適宜。
[0009] 訊是一種廉價的強烈促進和穩定珠光體的元素，其促進珠光體作用居各元素之 首。為使易切削鋼的珠光體量在15%?20%最適宜的范圍內，在鋼中加入一定量的鋪元 素。但是作為痕量元素的鋪容易引起鋼的質量問題。在軸鋼的生產過程中對鋼巧的再加熱 導致鋼巧表面氧化，因而形成鋼中的殘鋪相對的不氧化元素在鋼巧表面的局部富集現象， 在特定的軸制溫度下呈液相存在，結果在繼續軸鋼過程中，在鋼巧表面形成網狀裂紋。因此 訊含量選擇在0.Ol?0. 35%比較適宜。
[0010] 采用低溫誘注可W增加易切削鋼的等軸晶率，細化晶粒，改善S偏析，對其切削性 能及機械性能均起到積極的作用。因此，誘注溫度選擇在高于液相線溫度15?25°C范圍內 較合適。
【具體實施方式】
[0011] W下結合實施例，對本發明上述的和另外的技術特征和優點作更詳細的說明。
[0012] 各實施例成分如表1所列，各實施例夾雜物形貌及分布統計如表2所示，各實施例 力學性能及切削性能如表3所示。
[0013] 表1各實施例成分（質量百分數/% )
[0014]
【主權項】
1. 一種新型含鋪易切削鋼鐵材料，其特征在于由W下質量百分含量的組分組成；C 0. 09 ?0. 20 ;Mn 0. 70 ?1. 55 ;Si《0. 17 ;P《0. 19 ;S 0. 20 ?0. 38 ;Sb 0. 01 ?0. 35 ; A1《0.01 ;其余為化，質量百分數總計100%。
2. 如權利要求1所述的新型含鋪易切削鋼鐵材料，其特征在于Mn/S不低于4。
3. 如權利要求1或2所述的新型含鋪易切削鋼鐵材料，其特征在于所述新型含鋪易切 削鋼鐵材料的誘注溫度選擇在高于液相線溫度15?25°C。
【專利摘要】本發明涉及一種新型含銻易切削鋼鐵材料，由以下質量百分含量的組分組成：C 0.09～0.20；Mn 0.70～1.55；Si≤0.17；P≤0.19；S 0.20～0.38；Sb 0.01～0.35；其余為Fe。本發明以經濟的優越方式提供了用于制備易切削鋼鐵材料，并在保證機械性能的前提下，提高了其切削性能。
【IPC分類】C22C38-60
【公開號】CN104532163
【申請號】CN201410781078
【發明人】王金龍, 姚曉樂, 張行剛, 張學穎
【申請人】內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月16日