一种含硒含钙的易切削不锈钢及其制备方法技术

本发明专利技术属于钢铁制造领域，涉及一种含硒含钙的易切削不锈钢及其制造方法。本发明专利技术易切削不锈钢以质量百分比计，包含C≤0.08％、Si:≤1.00％、Mn≤3.0％、P≤0.10％、S:0.10～0.15％、Ni：8.5～9.0％、Cr:17.0～18.0％、Cu:2.0～3.0％、Ca:0.003～0.010％、Se:0.05～0.15％，其余为铁和不可避免的杂质。本发明专利技术通过降低易切削不锈钢中S含量，并添加Ca、Se易切削元素，得到弥撒均匀分布的椭球或纺锤状Ca、Se、S复合的夹杂物，从而提高易切削不锈钢的耐腐蚀性、横向力学性能，在高速车削过程中能改善零件的表面粗糙度、降低刀具的磨损，适用于制造对耐腐蚀和力学性能有较高要求的复杂零部件。同时本发明专利技术还提供了一种生产所述含硒含钙易切削不锈钢的制备方法，所述制备方法成材率≥93％，具有广阔的工业应用前景。具有广阔的工业应用前景。具有广阔的工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种含硒含钙的易切削不锈钢及其制备方法


[0001]本专利技术属于钢铁制造领域，涉及一种易切削不锈钢及其制造方法，特别是指一种含硒含钙的易切削不锈钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]不锈钢由于具有较好的耐蚀性从而广受用户欢迎，但不锈钢加工硬化大，使得不锈钢的可切削性差，不利于快速高效切削加工，从而限制了不锈钢的发展应用，为解决此类问题，从而发展了易切削不锈钢。
[0003]易切削不锈钢是指在不锈钢中加入适量能使可切削性得到改善的化学元素，从而获得良好切削加工性能的不锈钢。常用的易切削不锈钢主要为硫系，通过加入易切削元素硫，从而获得良好的切削性，硫易与钢中锰结合，形成较脆且硬度较低的硫化锰，硫化锰在切削加工时可作为应力集中源，降低切削力，也能起到润滑刀具的作用，从而提高切削性能。但硫的加入也带来很多其他的问题，第一，形成的硫化锰耐蚀性较差，易成为腐蚀源，从而严重降低材料的耐蚀性；第二、硫化锰高温下塑性较好，易延轧制方向变形并成行排列，使钢横向力学性能变差；第三、切削加工后，由于硫化锰破坏了钢种基体的连续性，且硫化锰特性与基体差异较大，从而使切削零件的表面粗糙度增大；因此本领域为解决此类问题，常对硫化锰进行改性处理，使其既具有提高切削性能作用，又不影响或较少影响材料的其他各项性能。
[0004]查询相关文件，公开号为CN 111187996 A的中国专利，公开了“一种中碳含硫硒的易切削钢用盘条及其制造方法”，本专利技术通过控制硫、硒的配比，达到提高中碳钢切削性和表面质量的目的，但过量的硒加入会影响材料的热加工性，本专利技术未具体介绍如何解决热加工性变差问题，因此难以获得较高成材率的产品，导致难以在工业上进行较大的应用或容易造成较大损失；
[0005]公开号为CN 89100686.9的中国专利，公开了一种“钙硫复合奥氏体易切削不锈钢”，本专利技术通过钙、硫的配比，达到提高不锈钢耐蚀性、焊接性、表面光洁度的目的，但本专利技术采用真空感应冶炼，并采用锻造
→
开坯轧制，冶炼成本较高，后续轧制成材率较低，不合适批量生产；
[0006]公开号为CN201611226044.1的中国专利，公开了“一种低硫无毒食品接触用奥氏体易切削不锈钢”，本专利技术通过加入铋、钙元素，达到提高切削性能、耐蚀性和力学性能的目的，但铋的熔点较低易挥发，收得率较低，且铋对热加工性影响更大，不易加工。
[0007]因此，本领域亟需开发一种提高不锈钢的易切削性能的同时，还能够具有优良的耐腐蚀性和力学性能尤其是横向力学性能，并且在切削过程中具有较小的表面粗糙度从而降低刀具磨损的易切削不锈钢及其相应的高成材率的制备方法。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于针对现有技术存在的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种
含硒含钙的易切削不锈钢，其具有以下优点：1)提高易切削不锈钢的耐腐蚀性；2)提高易切削不锈钢的横向力学性能，各项异性减小；3)在高速切削过程中能改善零件的表面粗糙度、降低刀具的磨损；本专利技术的第二个目的在于提供一种上述含硒含钙的易切削不锈钢的制备方法，其具有提高不锈钢成品率的优势，从而高成材率的获得高品质的易切削不锈钢。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]一种含硒含钙的易切削不锈钢，按质量百分比计，该易切削不锈钢的化学成分包含：C≤0.08％、Si:≤1.00％、Mn≤3.0％、P≤0.10％、S:0.10～0.15％、Ni：8.5～9.0％、Cr:17.0～18.0％、Cu:2.0～3.0％、Ca:0.003～0.010％、Se:0.05～0.15％，其余为铁和不可避免的杂质。
[0011]优选的，所述不锈钢按质量百分比计化学成分包含：C:0.03～0.07％、Si:0.30～0.60％、Mn:1.8～2.2％、P≤0.060％、S:0.12～0.14％、Ni：8.6～8.8％、Cr:17.2～17.8％、Cu:2.2～2.6％、Ca:0.004～0.008％、Se:0.06～0.12％，其余为铁和不可避免的杂质。
[0012]本专利技术通过降低易切削不锈钢中S含量，并添加Ca、Se易切削元素，得到弥撒均匀分布的椭球或纺锤状Ca、Se、S复合的夹杂物，从而提高易切削不锈钢的耐腐蚀性、横向力学性能，在高速切削过程中能改善零件的表面粗糙度、降低刀具的磨损，适用于制造对耐腐蚀和力学性能有较高要求的复杂零部件。下面对本专利技术中的各化学成分在材料中的作用进行解释：
[0013]碳(C)：碳是奥氏体形成元素，含量增加能显著增高不锈钢的强度，但是碳含量过高也会使不锈钢耐蚀性降低和冷加工难度增大，本专利技术的碳含量控制在≤0.08％，更优选为0.03～0.07％。
[0014]硅(Si)：硅是强烈的脱氧剂，降低钢中的氧含量，改善钢中夹杂物。但硅较高也会使不锈钢的冷加工性能下降，同时影响不锈钢塑性和耐氯离子腐蚀能力。所以本专利技术硅含量控制在≤1.00％，更优选为0.30～0.60％。
[0015]锰(Mn)：是一种奥氏体形成元素，同时锰能与钢中的硫形成硫化锰，对切削性有利，但锰过高也会使不锈钢硬化率增加，本专利技术锰含量控制在≤3.0％，更优选为1.8～2.2％。
[0016]磷(P)：磷是钢中有害元素，能使不锈钢的脆性增加，本专利技术磷含量控制在≤0.10％，更优选为≤0.060％。
[0017]硫(S)：硫对于普通不锈钢来说是有害元素，能使钢中夹杂物增多，但硫也是易切削元素，能增加钢的切削性，钢中硫与锰(Mn)形成硫化锰，硫化锰在切削加工时会成为应力缺口，降低不锈钢的切削抗力，起到润滑刀具的作用，随着硫含量的增加，不锈钢的切削性会明显提升，但过高的硫会使硫化物沿着轧制方向变形，形成长条状，并聚集在一起，严重影响不锈钢的塑性，尤其是横向性能，同时也会使钢的耐蚀性降低，因此本专利技术硫含量控制在0.10～0.15％，更优选为0.12～0.14％。
[0018]镍(Ni)：Ni是强烈奥氏体形成元素，使不锈钢保持稳定的奥氏体态，提高材料的强度、塑性，同时镍和Cr配合也能显著提高不锈钢的耐腐蚀性，但镍为贵金属，不易多加，因此本专利技术镍含量控制在8.5～9.0％，更优选为8.6～8.8％。
[0019]铬(Cr)：当钢中铬含量超过10.5时会在表面形成一层钝化膜，阻碍氧化反应的进一步发生，从而使不锈钢具有显著的耐蚀性，随着不锈钢中铬含量的增加，不锈钢的点蚀点
位升高，耐蚀性能提高，但铬为铁素体形成元素，不宜过高，因此本专利技术铬含量控制在17.0～18.0％，更优选为17.2～17.8％。
[0020]铜(Cu)：铜在不锈钢中能提高材料的塑性，使钢硬度降低，从而也有提高不锈钢切削性的效果，但过高的铜会容易导致铜析出，从而严重降低材料热加工性，因此本专利技术铜含量控制在2.0～3.0％，更优选为2.2～2.6％。
[0021]钙(Ca)：钙是一种易切削元素，钙的加入后能形成复合CaO
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SiO2‑
Al2O3的夹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含硒含钙的易切削不锈钢，其特征在于，易切削不锈钢的化学成分按质量百分比计包含：C≤0.08％、Si:≤1.00％、Mn≤3.0％、P≤0.10％、S:0.10～0.15％、Ni：8.5～9.0％、Cr:17.0～18.0％、Cu:2.0～3.0％、Ca:0.003～0.010％、Se:0.05～0.15％，其余为铁和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述一种含硒含钙的易切削不锈钢，其特征在于，易切削不锈钢的化学成分按质量百分比计包含：C:0.03～0.07％、Si:0.30～0.60％、Mn:1.8～2.2％、P≤0.060％、S:0.12～0.14％、Ni：8.6～8.8％、Cr:17.2～17.8％、Cu:2.2～2.6％、Ca:0.004～0.008％、Se:0.06～0.12％，其余为铁和不可避免的杂质。3.一种权利要求1或2所述的含硒含钙的易切削不锈钢的制备方法，其特征在于，所述方法为原料经过电炉冶炼、AOD精炼、LF精炼、连铸、坯料加热、轧制、固溶步骤，得到所述含硒含钙的易切削不锈钢；其中：AOD精炼步骤中调整钢水中硫含量符合目标含量，LF精炼步骤中按各成分目标含量补加材料，并喂入硒线和钙线调整刚水中硒含量和钙含量符合目标含量。4.根据权利要求4所述一种含硒含钙的易切削不锈钢的制备方法，其特征在于，所述LF精炼步骤中补加的材料包括铬铁、镍铁、硅铁、纯锰、硫铁、纯铜的至少一种。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：严道聪，李立，季灯平，谢东西，王贞应，马振宇，
申请(专利权)人：浙江瑞浦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：