專利名稱：一種鈣硫鈦易切削鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，特別涉及一種含鈣硫鈦元素的易切削鋼，可用于制造曲軸、容器及液壓系統(tǒng)零件等汽車和機(jī)械的重要零件。
一種鈣硫鈦易切削鋼，稱為Y45CaSTi易切削鋼，其特征在于主要成份(Wt％)為C0.42～0.50、Si0.20～0.50、Mn1.00～1.20、P0.01～0.04、S0.01～0.07、Ti0.01～0.13、Ca0.002～0.016。
易切削鋼的最佳成分為主要成份(Wt％)為C0.42～0.50、Si0.20～0.40、Mn1.00～1.20、P0.02～0.03、S0.03～0.06、Ti0.01～0.13、Ca0.004～0.006。
采用鈣合金與鈦合金對(duì)鋼水聯(lián)合控制脫氧，并加入了適量的硫，使鋼材無論在高切削速度還是中等切削速度均顯示了良好的易切削性能。硫化物與硅酸鹽共存，可有效地減輕硅酸鹽對(duì)鋼材疲勞壽命的有害作用。而鈦形成的硫化物或氧化物有利于進(jìn)一步消除易切削鋼軋制時(shí)的熱脆現(xiàn)象。
冶煉中所使用的中性稀薄覆蓋渣，其成份為CaO20-35％、SiO225-40％、Al2O330-40％。
該鋼種的脫氧方法和步驟首先用錳鐵、硅鐵脫氧或加含鋁20-40％左右的鋁灰進(jìn)行脫氧，其次采用喂絲法向鋼水內(nèi)部插入Ca-Si包芯線和鈦合金包芯線進(jìn)行控制脫氧，喂絲量根據(jù)鋼種及收得率定。
采用氧化鋯固體電解質(zhì)氧濃差電池快速定氧探頭測(cè)定鋼液中的氧活度。喂絲前的鋼液氧活度應(yīng)控制在40～200×10-6。
冶煉采用頂吹或底吹氬工藝及電磁攪拌工藝。
冶煉爐型電弧爐、感應(yīng)爐及轉(zhuǎn)爐Y45CaSTi易切削鋼的力學(xué)性能其熱軋(鍛)態(tài)試樣的抗拉強(qiáng)度達(dá)到820MPa，延伸率為15.5％，斷面收縮42％，超過了國標(biāo)GB8731-88中相應(yīng)鋼種(Y45Ca)的標(biāo)準(zhǔn)，比其基礎(chǔ)鋼45鋼的力學(xué)性能也有所提高。
脫氧方法和步驟首先用錳鐵脫氧，其次采用喂絲法向鋼水內(nèi)部插入Ca-Si包芯線和鈦合金包芯線進(jìn)行控制脫氧，采用氧化鋯固體電解質(zhì)氧濃差電池快速定氧探頭測(cè)定鋼液中的氧活度，喂絲前的鋼液氧活度應(yīng)控制在80×10-6。
在BJ-1630GD車床上使用41605H型YT15硬質(zhì)合金機(jī)卡刀具對(duì)試樣進(jìn)行車削實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)定車床主軸轉(zhuǎn)速為950轉(zhuǎn)/min、平均切削速度為85m/min、走刀速度0.096mm/轉(zhuǎn)、吃刀深度為1.0mm.。經(jīng)過30分鐘的切削試驗(yàn)，刀具后刀面磨損寬度Vb遠(yuǎn)小于0.3mm，說明刀具壽命很長。車屑為斷屑即處理性良好。試樣的表面粗糙達(dá)到了3.2級(jí)。
Y45CaSTi鋼中的復(fù)合夾雜物的粒度小于20μm，多呈球狀，偶爾也出現(xiàn)菱形。球狀?yuàn)A雜物由CaO、SiO2、Al2O3及MnS等組成。鋼基體中珠光體晶粒細(xì)小而均勻。
權(quán)利要求
1.一種鈣硫鈦易切削鋼，稱為Y45CaSTi易切削鋼，其特征在于主要成份(Wt％)為C0.42～0.50、Si0.20～0.50、Mn1.00～1.20、P0.01～0.04、S0.01～0.07、Ti0.01～0.13、Ca0.002～0.016，冶煉采用頂吹、或底吹氬工藝，及電磁攪拌工藝，冶煉爐型電弧爐、感應(yīng)爐及轉(zhuǎn)爐。
2.如權(quán)利要求1所述的Y45CaSTi易切削鋼，其特征在于最佳成分(Wt％)為C0.42～0.50、Si0.20～0.40、Mn1.00～1.20、P0.02～0.03、S0.03～0.06、Ti0.01～0.13、Ca0.004～0.006。
3.如權(quán)利要求1或2所述的Y45CaSTi易切削鋼，其特征在于冶煉中所使用的中性稀薄覆蓋渣，其成份為CaO20-35％、SiO225-40％、Al2O330-40％；該鋼種的脫氧方法和步驟首先用錳鐵、硅鐵脫氧或加含鋁20-40％的鋁灰進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，其次采用喂絲法向鋼水內(nèi)部插入Ca-Si包芯線和鈦合金包芯線進(jìn)行控制脫氧，采用氧化鋯固體電解質(zhì)氧濃差電池快速定氧探頭測(cè)定鋼液中的氧活度，喂絲量根據(jù)鋼種及收得率定，喂絲前的鋼液氧活度應(yīng)控制在40～200×10-6。
全文摘要
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，特別涉及一種含鈣硫鈦元素的易切削鋼。發(fā)明采用中性覆蓋渣、擴(kuò)散脫氧、喂絲法控制脫氧、固體電解質(zhì)氧濃差電池快速定氧等項(xiàng)措施，生產(chǎn)出力學(xué)性能和易切削性能兼優(yōu)的鈣硫鈦系新型易切削鋼種(Y45CaSTi)。在中等切削速度(85m/min)下用YT15硬質(zhì)合金機(jī)卡刀具進(jìn)行切削實(shí)驗(yàn)時(shí)，該鋼種顯示出良好的易切削性能。鋼的力學(xué)性能優(yōu)異，試樣的抗拉強(qiáng)度達(dá)到820MPa，延伸率為16％，斷面收縮42％，超過了國標(biāo)GB8731－88中相應(yīng)鋼種(Y45Ca)的標(biāo)準(zhǔn)，比其基礎(chǔ)鋼45鋼的力學(xué)性能也有所提高。此鋼種可用于制造曲軸、容器及液壓系統(tǒng)的零件等汽車和機(jī)械的重要零件。
文檔編號(hào)C22C38/60GK1427089SQ02153020
公開日2003年7月2日 申請(qǐng)日期2002年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月29日
發(fā)明者董杰, 朱榮, 李聯(lián)生, 李豐功 申請(qǐng)人:萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司