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低炭素快削鋼の被削性に及ぼす介在物形態の影響と工具摩耗機構

机译：夹杂物形态对低碳易切削钢切削性能和刀具磨损机理的影响

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AISI規格12L14に代表される低炭素鉛快削鋼は被削性に優れる ことから精密機械部品などに切削加工され，広く使用されている． これら部品に用いられる鋼材には被削性に優れることが要求され， 多くに鉛l矢削鋼が適用されている．近年，これら部品は形状が複雑 化していることに加え，仕上げ寸法や表面粗さの点で高い加工精度 が要求されることから，自動盤やNC旋盤を用いた超硬工具による 旋削加工で仕上げられることが多い．一方，環境の観点から有害な 鉛の使用が制限されるようになり，鋼材の被削性を飛躍的に向上さ せる鉛を含有せずとも優れた被削性を有する快削鋼の開発1）が望 まれてきた．低炭素快削鋼において鉛を含有せずとも優れた被削性 を確保するには，鉛と共に被削性を改善する目的で含有される硫化 物系介在物（M血S）を有効に活用することが重要と考えられる．こ れまでl央削鋼に含まれるMnSの形態が被削性に与える影響につい ては広く研究されており2）叫，筆者らもMnS形態の異なる快削鋼 に対して二次元切削の途中止め試験を行い，構成刃先の成長に及ぼ すMnS形態の影響を明らかにした5）．しかし，これらは突切りや プランジ加工での試験結果をもとに検討したものであり，旋削加工 での表面粗さや工具摩耗に及ぼす影響について検討した例6）は少 ない．また，近年鋼材以外にも工具や工作機械の高性能化が進む中， 切削機構について検討された例7）S）も少なく，表面粗さや工具摩耗 の支配因子について明らかにされるべき点が残されていると考え られる．本研究ではMnSの形態が異なる低炭素快削鋼を用いて， 一般的な切削条件で超硬工具を用いた旋削加工を行い，MnSの形 態が表面粗さに及ぼす影響について検討した．さらに快削鋼の切削%In order to assess an effect of MnS morphology on surface roughness of low carbon free cutting steel, a turning test using carbide inserts was demonstrated for two free cutting steels containing different type of MnS inclusions. No built-up edge was formed at top of minor cutting edge in the insert, which machined the steel containing globular MnS, but a groove-like wear with regularly-arranged depressions arose at flank face of the minor cutting edge. And, the surface roughness was proportional approximately to the depth of worn depression in the groove-like wear. In the other insert machined the steel containing smaller MnS, a large built-up edge was formed and it seemed to be caused the inferior surface roughness. A TEM assessment for cross section of the worn tool surface clarified that microstructure of a-iron layer, which adhered on the worn tool surface during machining, was composed of deformed fine grains. And it was found that WC particles worn away with sharp edge at the interface with the a-iron layer. Results in the TEM assessment suggested that diffusive wear of tool component into the adhering a-iron layer on the tool surface was likely explanation for the tool wear mechanism.
机译：以AISI标准12L14为代表的低碳无铅易切削钢由于具有出色的机械加工性，被切割成精密的机械零件后被广泛使用。要求用于这些零件的钢具有出色的切削性，并且经常使用铅箭头切割钢。近年来，除了这些零件的复杂形状之外，就精加工尺寸和表面粗糙度而言，还要求高加工精度，因此通过使用自动车床或NC车床用硬质合金刀具进行车削来进行精加工。经常这样做。另一方面，从环境的观点出发，有害铅的使用受到限制，钢材的切削性得到了极大的改善，因此，开发了不含铅的切削性优异的易切削钢1 ）是需要的。为了在低碳易切削钢中不包含铅而确保优异的切削性，有效地使用了与铅一同含有的硫化物类夹杂物（M血液S），以提高切削性。这样做很重要。到目前为止，已经广泛研究了中心切削钢中所含MnS的形态对切削性能的影响； 2）尖叫时，作者还对具有不同MnS形态的易切削钢进行了二维切削。进行停止测试以阐明MnS形态对堆积边缘生长的影响5）。但是，这些是根据切断和切入加工的测试结果进行研究的，很少有实例6）考察了对车削过程中表面粗糙度和刀具磨损的影响。另外，近年来，除了钢材以外，随着工具和机床的性能提高，研究切削机理的案例[7] [S]也很少，控制表面粗糙度和工具磨损的因素还有待澄清。据认为它正在完成。在这项研究中，将具有不同MnS形态的低碳易切削钢用于在一般切削条件下使用硬质合金刀具进行车削，并研究了MnS形态对表面粗糙度的影响。为了评估MnS形态对低碳易切削钢表面粗糙度的影响，对两种含不同类型MnS夹杂物的易切削钢进行了使用硬质合金刀片的车削试验。刀片的次要切削刃顶部形成刀刃，对含球状MnS的钢进行了机械加工，但次要切削刃的侧面产生了带有规则排列的凹陷的槽状磨损，并且表面粗糙度大约成比例到槽状磨损中磨损的深度。在另一个刀片中加工的MnS含量较小的钢中，形成了较大的堆积边缘，似乎导致了较低的表面粗糙度。磨损的刀具表面表明，加工过程中粘附在磨损的刀具表面上的a-铁层的微观结构是由变形的细晶粒组成的，并且发现WC颗粒的磨损带有锋利的边缘TEM评估的结果表明，工具部件扩散扩散到工具表面粘附的a型铁层中可能是工具磨损机理的解释。

著录项

  • 来源
    《精密工学会誌》 |2011年第3期|p.322-326|共5页
  • 作者

    松井直樹; 長谷川達也; 藤原順介;

  • 作者单位

    正会員　住友金属工業（株）（兵庫県尼崎市扶桑町1－8）;

    （株）住友金属小倉（福岡県北九州市小倉北区許斐町1）;

    正会員　大阪大学大学院（大阪府吹田市山田丘2－1）;

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