浦项开发的无铅易切削钢
发布时间:2011-05-18 08:25
作者:互联网
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通常在要求以精确切削和高性能为加工目的时SAE12L14是使用最广泛的
低碳含
铅易切削
钢之一。与
标准的加硫SAE1200系列
相比,整个切削性的提高主要是因为添加了(0.10~0.35wt%)铅。在过去的几十年里,法规对环境的制约越来越加强,因此日益要求有一个更低危害的钢来替代含铅SAE12L14。对炼钢
生产者来说开发一种具有与SAE12L14相当的可切削性的无铅易切削钢是一种挑战。为了在
固溶过程中形成适当的
非金属型硫化
锰(MnS),先决条件是溶解的氧含量高。因此,通常
合金设计原理是要能形成均匀扩散的、大的球状MnS,在切削操作过程中它是
裂纹的发源地。另一方面,存在大量的MnS毫无疑问会降低
热可加工性。按炼钢生产者的观点,关键的
工艺技术是避免在钢液中高的
溶解氧等系列问题,诸如
塞棒铁芯和浸入式
水口的
腐蚀、浇铸大型
钢坯中
气孔的形成等,它们都会影响材料的热加工性。而
机械师最关心的是如何在低
成本大规模生产的
基础上提高加工性能。所以,开发一种能满足这两点的新型易切削钢谈何容易。自1998年以来,
浦项开始生产在
低碳钢中加入Bi的POSCUT1A无铅易切削钢。POSCUT1A是“POSCUT”系列中的第一个,随着
用户要求不断提高可加工性,促使POSCO
公司开发了一种完全能与SAE12L14相对抗的新型无铅易切削钢。研究所选择的钢是低
碳易切削钢SAE12L14、SAE1213、POSCUT1A和新开发的钢(命名为Heat#604)。所提供的材料形式为直径25mm的
冷拔条钢,长2800mm。每种钢的化学成分见表1。用一计算机图象分析来测量MnS的尺寸、MnS面积分数和
珠光体面积分数。用光学显微镜和扫描电子显微镜来观察显微组织。通过HRB测量
硬度。结果如表2。 表1低碳易切削钢的化学成分(wt%)
钢号 | C | Si | Mn | P | S | Pb | Bi | 其他元素 | 注解 |
Heat#604 | 0.08 | <0.01 | 1.00~1.50 | 0.08 | 0.30~0.50 | - | 0.05~0.30 | 0.01~1.00 | 新钢 |
POSCOT1A | 0.05 | <0.01 | 0.09 | - | <0.20 | POSCO级 |
SAE12L14 | 0.07 | <0.01 | 1.07 | 0.07 | 0.30 | 0.25 | - | <0.20 | SAE 级 |
SAE1213 | 0.06 | <0.01 | 0.93 | 0.09 | 0.29 | - | - | <0.20 | SAE 级 |
*其他元素:Cr、Ti、Cu、B、N、Sn和Zn。
表2 低碳易切削钢的显微组织
钢号 | 硬度HRB* | 珠光体面积分数(%)* | MnS尺寸<5μm2 | 总氧量 |
平均尺寸(μm2) | 形数比 | 计数/mm2 |
Heat#604 | 86 | 12.86 | 54.8 | 6.77 | 429 | 165 |
POSCOT1A | 84 | 7.38 | 38.1 | 6.12 | 539 | 115 |
SAE12L14 | 92 | 9.36 | 49.5 | 6.97 | 383 | 130 |
SAE1213 | 92 | 7.75 | 64.5 | 6.31 | 294 | 245 |
*冷拔条钢的四分之一厚度处与轧制方向垂直所测的。
利用
车削试验来评定新开发易切削钢、
商业级SAE12L14、SAE1213和POSCUT1A的可加工性。通过侧面
磨损来测定工具寿命,且开发的钢显示出最好的寿命。另外,在车削试验过程中,开发的钢与SAE1213和POSCUT1A相比显示出较低的尺寸变化。加了Bi的POSCO
牌号的钢显示出极好的切削形状。总之,结果显示POSCO新开发的无铅易切削钢具有与含铅SAE12L14可媲美的可加工性。(心远)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。