一种新型含锑易切削钢铁材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种新型含铺（Sb)易切削钢铁材料，属于冶金材料领域。
【背景技术】
[0002] 易切削钢铁材料不仅降低材料切削力与切削温度，提高刀具寿命，降低工件的表 面粗趟度，改善切屑处理性，还可W节约成本，提高生产效率。目前，该钢铁材料已广泛应用 于汽车、机械、石油化工、国防工业等各个行业和部口。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W及被加工 件表面光洁度有明显的影响。但当前我国生产的易切削钢铁材料还存在一些问题，主要表 现在质量、精度和夹杂物的类型、数量W及形态控制等技术方面，钢中易切削元素偏析问题 也没有得到很好的解决。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是W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。
[0004] 本发明的目的是通过如下技术方案来实现的；新型含铺易切削钢铁材料由W下质 量百分含量的组分组成；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 ;其余为化，质量百分数总计100%。
[0005] C是决定碳钢组织的主要元素，如果钢中铁素体较多，塑性初性好，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，影响表面粗趟度，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. 20%比较适宜。
[0006] 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代替低烙点化S中的 Fe,生成高烙点的MnS(烙点为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 富化的（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. 70?1. 55%、 0. 20?0. 38 %比较适宜，并要求Mn/S不低于4。
[0007] P在质地较软的低碳铁素体钢中，如果其含量合适，可溶解在铁素体中，能提高铁 素体的硬度，改善零件表面的光洁度和切削性能，是易切削元素；但钢中磯太高会增加冷 脆，因此其含量控制在不高于0.19%较合适。
[000引Al和Si对钢材切削性能的影响相似，分别形成硬度高且不规则的Al203和SiO2， 它们在切削时均会导致刀具的磨损疲劳，因此钢中的侣和娃含量要尽可能低。但娃作为脱 氧元素加入钢中，可W增大钢液的流动性，娃除形成非金属夹杂物外，溶于铁素体中。因此 侣含量控制在不高于0. 01%较合适，娃含量控制在不高于0. 17%比较适宜。
[0009] 訊是一种廉价的强烈促进和稳定珠光体的元素，其促进珠光体作用居各元素之 首。为使易切削钢的珠光体量在15%?20%最适宜的范围内，在钢中加入一定量的铺元 素。但是作为痕量元素的铺容易引起钢的质量问题。在轴钢的生产过程中对钢巧的再加热 导致钢巧表面氧化，因而形成钢中的残铺相对的不氧化元素在钢巧表面的局部富集现象， 在特定的轴制温度下呈液相存在，结果在继续轴钢过程中，在钢巧表面形成网状裂纹。因此 訊含量选择在0.Ol?0. 35%比较适宜。
[0010] 采用低温诱注可W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，诱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】
[0011] W下结合实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0012] 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。
[0013] 表1各实施例成分（质量百分数/% )
[0014]
【主权项】
1. 一种新型含铺易切削钢铁材料，其特征在于由W下质量百分含量的组分组成；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 ;其余为化，质量百分数总计100%。
2. 如权利要求1所述的新型含铺易切削钢铁材料，其特征在于Mn/S不低于4。
3. 如权利要求1或2所述的新型含铺易切削钢铁材料，其特征在于所述新型含铺易切 削钢铁材料的诱注温度选择在高于液相线温度15?25°C。
【专利摘要】本发明涉及一种新型含锑易切削钢铁材料，由以下质量百分含量的组分组成：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；其余为Fe。本发明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。
【IPC分类】C22C38-60
【公开号】CN104532163
【申请号】CN201410781078
【发明人】王金龙, 姚晓乐, 张行刚, 张学颖
【申请人】内蒙古包钢钢联股份有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月16日