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硫易切削鋼成分設(shè)計(jì)及其成分控制_澆鑄工藝解析

1 成分設(shè)計(jì)以及各成分的控制：
成分設(shè)計(jì)的原則是在確保鋼的機(jī)械性能基本不變的條件下，改善其切削性能。硫是重要的易切削元素之一，硫易切削鋼中硫含量直接決定鋼材的切削性能。因硫熔點(diǎn)低，極易氧化，造成硫的回收率低且不穩(wěn)定，因此需要特別考慮硫的加入方式，現(xiàn)常用硫的加入方式一般是在鋼包中加入硫鐵或喂人硫線，同時附加一定量的頂渣以穩(wěn)定硫的收得率。為了消除因鋼中高硫帶來的不利影響，鋼中需要合適的Mn／S，一般認(rèn)為Mn／S在4以上，個別廠家生產(chǎn)的易切削鋼中的Mn／S達(dá)到了10以上。由于對硫含量的特殊要求，脫氧過程控制不當(dāng)極易造成硫含量超出規(guī)定范圍，或使硫夾雜物偏高，故需改進(jìn)脫氧方式。同時也要考慮鋼中夾雜物的范圍以及形態(tài)。為保持良好的切削性能，脫氧過程不能充分，要保持鋼中有一定的氧含量。
2 鋼中夾雜物處理：
鋼中夾雜物的形態(tài)、數(shù)量、大小以及分布對鋼的切削性能有較大的影響。研究表明鋼中夾雜物呈球形或紡錘形有利于鋼的切削性能，因此應(yīng)盡可能將鋼中夾雜物控制成紡錘形。將鋼中夾雜物形成紡錘狀，有如下方法：加人適當(dāng)元素(硫化物形態(tài)控制元素)，如硒(碲)、鋯、鈣、鈦或稀土金屬等；控制(調(diào)整)鋼中氧含量。
3 澆鑄工藝：
日本新日鐵和美國內(nèi)陸鋼鐵公司對采用連鑄和模鑄工藝生產(chǎn)AISI1215易切削鋼(化學(xué)成分見表1的硫化錳、氧化物等因素對切削性能的影響進(jìn)行過研究，發(fā)現(xiàn)采用模鑄工藝時，硫的偏析是造成其切削性能不均的一個主要因素。硫在鋼錠頭部形成正偏析，在鋼錠尾部形成負(fù)偏析，因此，在鋼錠的不同位置，其含量偏差很大，而采用連鑄工藝生產(chǎn)時不會有這種偏析出現(xiàn)。易切削化學(xué)成分表1-1
C Si Mn P S Pb O N
0.06-0.10 0.15 0.90-1.10 0.05-0.08 0.27-0.35 0-0.35 0.01-0.03

0.002-0.007
連鑄坯凝固速度快，因而硫化物夾雜顆粒小(比模鑄鋼錠中硫化物顆粒小)。大斷面的連鑄坯由于凝固速度慢，因而其硫化物顆粒尺寸與模鑄鋼錠的硫化物顆粒尺寸接近。易切削鋼鋼液中氧含量很高，故極易生成硬的氧化物質(zhì)點(diǎn)。在模鑄錠中，氧化物易在底部集中，從而使鋼材切削性能變化較大。連鑄坯不存在氧化物偏析問題。
對兩種工藝進(jìn)行的切削性能試驗(yàn)表明，低碳富硫易切削鋼連鑄材具有與模鑄材相當(dāng)?shù)那邢餍阅埽?/span>并且連鑄材切削性能更均勻。同時，采用連鑄工藝可提高易切削鋼冷拉材的表面質(zhì)量，這是因?yàn)檠趸飼?dǎo)致冷拉鋼材表面起皺或其它缺陷。連鑄材幾乎沒有這方面的缺陷，從而在渦流探傷時報(bào)廢率較模鑄材低。
采用連鑄連軋生產(chǎn)SAEll41汽車用鋼時比較不同澆鑄工藝對易切削鋼性能的影響。采用連鑄連軋生產(chǎn)與模鑄兩火成材生產(chǎn)在檢測的性能結(jié)果上基本無差別，只是連鑄生產(chǎn)的軋材在低倍試片上中心疏松要稍差于模鑄生產(chǎn)的，但連鑄連軋生產(chǎn)的軋材在脫碳層方面明顯好于模鑄兩火成材的。同時在材料利用率方面，模鑄兩火成材其利用率只有83％左右，而連鑄連軋的材料利用率在95％以上，同時還節(jié)約大量的能源。因此，采用連鑄連軋生產(chǎn)SAE1141在經(jīng)濟(jì)和效益性方面明顯好于用模鑄方式生產(chǎn)，并且采用大規(guī)格的連鑄坯軋制小規(guī)格的軋材，其壓縮比足夠大，經(jīng)超聲波探傷，可以保證軋材達(dá)到A級水平。
總的看來，采用連鑄工藝生產(chǎn)易切削鋼使硫化錳夾雜物分布更加均勻，從而使鋼材的切削性能也更加均勻，并且由于對氧含量及氧化物夾雜的控制不同，從而使用連鑄工藝生產(chǎn)的易切削鋼冷拔鋼材具有較好的表面質(zhì)量。
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