DE1222269B - Free cutting steel - Google Patents
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
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Description
Automatenstahl Die Erfindung bezieht sich auf einen Stahl mit niedrigem oder mittlerem Gehalt an Kohlenstoff, welcher besonders gute Eigenschaften hinsichtlich der Bearbeitung durch spanabhebende Werkzeuge aufweist. Derartige Stähle werden als Automatenstahl bezeichnet.Free cutting steel The invention relates to a steel with low or medium content of carbon, which has particularly good properties in terms of machining by cutting tools. Such steels are referred to as free cutting steel.
Es ist bekannt, daß ein Zusatz von Schwefel die Bearbeitungseigenschaften von Stählen verbessert. Auch bei gleichzeitiger Anwesenheit von Mangan war jedoch die Höhe des Schwefelzusatzes begrenzt, weil über einen gewissen Schwefelgehalt eine Verschlechterung der mechanischen und Warmbearbeitungseigenschaften des Stahles eintrat.It is known that the addition of sulfur affects the machining properties improved by steels. Even with the simultaneous presence of manganese, however, was the amount of sulfur added is limited because it has a certain sulfur content a deterioration in the mechanical and hot working properties of the steel entered.
Es ist ferner auch bekannt, zur Verbesserung der Bearbeitungseigenschaften von Stahl einen Zusatz von Selen und Tellur in den Gehaltsgrenzen von 0,03 bis 2 % im fertigen Stahl vorzusehen. Derartige Zusätze besaßen jedoch den Nachteil eines sehr hohen Preises und konnten darüber hinaus in der vorgeschlagenen oberen Höhe ebenfalls zu einer erheblichen Verschlechterung der mechanischen und Warmbearbeitungseigenschaften des Stahles führen.It is also known to improve machining properties of steel an addition of selenium and tellurium in the content limits of 0.03 to 2 % to be provided in the finished steel. However, such additives had the disadvantage of one very high price and could moreover in the proposed upper amount also lead to a significant deterioration in mechanical and hot working properties of steel.
Schließlich ist es auch bekannt, Stähle zur Erzielung guter Bearbeitungseigenschaften mit einem Bleigehalt von unter 1% im fertigen Stahl, vorzugsweise 0,03 bis 0,478 %, herzustellen. Eine weitere Steigerung der Bearbeitungseigenschaften ließ sich hierbei jedoch auch bei einer Erhöhung des Bleizusatzes nicht erreichen, wenn man nicht andere schwerwiegende Nachteile in Kauf nehmen wollte.Finally, it is also known to use steels to achieve good machining properties with a lead content of less than 1% in the finished steel, preferably 0.03 to 0.478 % to produce. A further increase in the machining properties could be achieved in this case, however, even with an increase in the addition of lead, do not achieve if one did not want to accept other serious disadvantages.
Es ist hierbei auch schon bekannt, für den Bleizusatz von Stahl eine
Vorlegierung aus Blei-Tellur mit einem Tellurgehalt von 0,10 % zu benutzen, wobei
eine obere Grenze von 1,5 % des Zusatzes der Blei-Tellur-Legierung zum Stahl als
möglich angesehen wurde. Ohne Berücksichtigung der eintretenden Verdampfungsverluste
ergibt sich hierbei rechnerisch ein Gehalt von 0,0015 % Te im fertigen Stahl. Tellurgehalte
mit derartig geringen Beträgen wirken sich jedoch hinsichtlich der Bearbeitungseigenschaften
von Stählen überhaupt nicht aus und sind hierauf gänzlich ohne Einfluß. Dies zeigt
nachstehende Tabelle, welche das Ergebnis von Versuchen wiedergibt, die mit bleihaltigen
Stählen mit und ohne Tellurgehalt durchgeführt wurden.
Durch den gleichzeitigen Zusatz von Blei und Teilur in den gemäß der Erfindung vorgesehenen Grenzen ergibt sich eine überraschende Steigerung der Bearbeitungseigenschaften eines Automatenstahles, und es wird die Bearbeitbarkeit eines derartigen Stahls insbesondere auch dabei über die Summe der Beträge, gesteigert, welche sich hinsichtlich der Verbesserung der Bearbeitungseigenschaften durch den Zusatz von Blei und Tellur je für sich allein erzielen lassen.By the simultaneous addition of lead and partur in the according to the The limits provided by the invention result in a surprising increase in the machining properties of a free cutting steel, and it becomes the machinability of such a steel in particular also in this case over the sum of the amounts, which are increased with regard to the improvement of the machining properties through the addition of lead and tellurium can each be achieved by yourself.
Diese unerwartete Steigerung der Verbesserung der Bearbeitbarkeit zeigt sich beispielsweise, wenn man als Maß für die Bearbeitungseigenschaften die Menge an anfallenden Spänen benutzt, welche unter sonst gleichen Bedingungen und mit einem gleichen Schneidwerkzeug bis zu seiner Unbrauchbarkeit anfällt.This unexpected increase in the improvement in workability is shown, for example, if the Amount of chips used, which under otherwise identical conditions and with the same cutting tool until it is unusable.
Die Ergebnisse derartiger Untersuchungen sind nachstehend _in zwei
Tabellen wiedergegeben. In diesen Tabellen ist jeweils der gleiche Stahl ohne Zusatz
an Blei oder Teilur, mit einem Zusatz an Blei sowie mit einem Zusatz an Tellur und
schließlich mit einem Zusatz an Blei und Tellur gegenübergestellt.
Benutzt man Tellur allein als Zusatz zu Stahl, so treten ähnliche Wirkungen ein wie bei Schwefel, indem einerseits Tellur sich mit Mangan unter Bildung von Mangantelluriten verbindet, welche für die Bearbeitbarkeit günstig sind, während andererseits ein Teil des. Tellurs sich in fester Lösung im. Stahl befindet, so daß also bei einem höheren Tellurzusatz die Warmsprödigkeit des Stahls gesteigert wird.If tellurium is used alone as an additive to steel, similar ones occur Effects like sulfur, in that on the one hand tellurium is formed with manganese of manganese tellurites, which are favorable for machinability, while on the other hand, part of the tellurium is in solid solution in the. Steel is located so That is, with a higher addition of tellurium, the hot brittleness of the steel increases will.
Benutzt man Schwefel und Tellur gleichzeitig als Zusatz, so erhält man eine günstige Beeinflussung der Bearbeitungseigenschaften durch die Bildung von Mangantelluriten und Mangansulfiden. über einer gewissen Grenze steigert jedoch die gleichzeitige Zugabe von Tellur und Schwefel die Warmsprödigkeit in einem weit höheren Betrag, da sich in dieser Beziehung freies Tellur sowie freier Schwefel in ähnlicher Weise nachteilig auswirkt. Andererseits ist es nicht möglich, diese mit der gleichzeitigen Zugabe von Schwefel und Tellur verbundenen Nachteile durch eine unbegrenzte Erhöhung des Manganzusatzes zu beseitigen, da ein hoher Mangangehalt eine extrem hohe Aufhärtung des Stahles zur Folge hat, die ja der erstrebten Verbesserung der Bearbeitbarkeit entgegenwirkt.If sulfur and tellurium are used as additives at the same time, then one has a favorable influence on the machining properties through the formation of manganese tellurites and manganese sulfides. however, it increases beyond a certain limit the simultaneous addition of tellurium and sulfur the hot brittleness in one far higher amount, since in this connection there are free tellurium and free sulfur has a similarly detrimental effect. On the other hand, it is not possible to do this disadvantages associated with the simultaneous addition of sulfur and tellurium to eliminate an unlimited increase in the addition of manganese, since a high manganese content an extremely high hardening of the steel results, which is the desired improvement counteracts the machinability.
Beim Zusatz von Blei zu Stahl wird die Verbesserung der Bearbeitbarkeit dadurch erreicht, daß Blei einen geringen Reibungskoeffizienten besitzt und daher eine schmierende Wirkung auf-die Schneidwerkzeuge ausübt. Darüber hinaus bilden die im Stahl feinverteilten Bleiteilchen infolge ihrer geringen Zugfestigkeit und verhältnismäßig hohen Dehnbarkeit Stellen geringen Widerstandes für das Schneidwerkzeug und unterstützen dadurch eine gute Spanbrechung.When lead is added to steel, there is improvement in machinability achieved in that lead has a low coefficient of friction and therefore has a lubricating effect on the cutting tools. In addition, form the lead particles finely distributed in the steel due to their low tensile strength and relatively high elasticity Make little resistance for the cutting tool and thereby support good chip breaking.
Wenn Blei und Schwefel gleichzeitig als Zusatz verwendet werden, so tritt hierbei keine besondere Wechselwirkung zwischen den beiden Zusätzen ein, obgleich die vom Schwefel gebildeten Mangansulfide und die Bleiteilchen sich auch gelegentlich nebeneinander finden lassen. Hinsichtlich des möglichen Höchstbetrages an Schwefel gilt hierbei das gleiche wie bei der Verwendung von Schwefel allein.If lead and sulfur are used as additives at the same time, so there is no particular interaction between the two additives, although the manganese sulphides formed by the sulfur and the lead particles also occasionally can be found next to each other. Regarding the maximum possible amount of sulfur The same applies here as when using sulfur alone.
Obgleich Teilur zu der gleichen Gruppe des Periodischen Systems gehört und das chemische und physikalische Verhalten in vieler Beziehung mit dem des Schwefels übereinstimmt, ist das Verhalten von Tellur, wenn es zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit von Stahl in einer Menge von mindestens 0,02 bis höchstens 0,51/o zugleich mit Blei Verwendung findet, von dem geschilderten Verhalten von Schwefel in mit Blei versetzten Stählen grundsätzlich unterschieden.Although Teilur belongs to the same group of the periodic table and its chemical and physical behavior in many ways with that of sulfur coincides with the behavior of tellurium when it comes to improving machinability of steel in an amount of at least 0.02 to at most 0.51 / o at the same time as lead Finds use of the described behavior of sulfur in mixed with lead There are fundamental differences between steels.
Wenn Teilur gleichzeitig mit Blei als Zusatz vorhanden ist, so bildet es in erster Linie mit Blei gemeinsame Blei-Tellur-Einschlüsse, und nur ein gewisser Rest von Teilur findet sich in fester Lösung oder bei ausreichend hohem Tellur- und Mangangehalt möglicherweise auch in Form von Mangantelluriten im Stahlwerkstoff wieder. In Gegenwart von Blei verhält sich Teilur im Stahl also ganz anders als bei Abwesenheit von Blei und geht nicht in der Hauptmenge an das Mangan.If Teilur is present as an additive at the same time as lead, then forms it is primarily common with lead-tellurium inclusions, and only a certain amount The remainder of parturium is found in solid solution or if the tellurium content is sufficiently high and manganese content possibly also in the form of manganese tellurites in the steel material again. In the presence of lead, Teilur behaves very differently in steel than in the absence of lead and does not go mainly to the manganese.
Im wesentlichen ist der gesamte Bleigehalt mit Teilur zu Blei-Tellur-Einschlüssen vereinigt, die Blei, Bleitellurite und wahrscheinlich andere intermetallische Bestandteile enthalten.Essentially, the entire lead content is part of lead-tellurium inclusions combined the lead, lead tellurites and probably other intermetallic constituents contain.
In derartigen Blei-Tellur-Einschlüssen ist freies Blei stets vorhanden, um die erwähnte Schmierwirkung herbeizuführen. Darüber hinaus wird die spanbrechende Wirkung von Blei ganz außerordentlich durch die Gegenwart der Bleitellurite und anderer intermetallischer Bestandteile von Blei und Teilur verbessert.In such lead-tellurium inclusions, free lead is always present, to bring about the mentioned lubricating effect. In addition, the chip breaking The effect of lead is extraordinary due to the presence of lead tellurites and other intermetallic constituents of lead and partur improved.
Eine derartige Kombinationswirkung von Schmierung und Spanbrechung ist von entscheidender Bedeutung für die Verbesserung der Bearbeitungseigenschaften von Stahl, insbesondere hinsichtlich des erzielbaren Spanvolumens mit ein und demselben Werkzeug bis zu dessen Unbrauchbarkeit.Such a combined effect of lubrication and chip breaking is of vital importance for improving the machining properties of steel, especially with regard to the achievable chip volume with one and the same Tool to the point of uselessness.
Wenn entweder Blei oder Teilur für sich allein als Zusatz für die Verbesserung der Bearbeitbarkeit verwendet wird, so daß Blei und Tellurit mit Bleiteilchen zu Einschlüssen vereinigt nicht vorhanden sind, ist diese Verbesserung in der Spanbrechung im Stahl nicht vorhanden, auch wenn die Gesamtmenge von Blei oder Tellur in jedem einzelnen Falle gleich groß ist der Gesamtmenge, die sich bei einem Zusatz von Blei und Teilur aus der Summe beider Zusätze ergibt.If either lead or part only on its own as an additive for the Improving machinability is used, so that lead and tellurite with lead particles If incorporated into inclusions are absent, this improvement is in chip breakage not present in steel, even if the total amount of lead or tellurium in each individual trap is the same size as the total amount that results from the addition of lead and part only results from the sum of both additions.
Im Gegensatz zur Verwendung von Blei und Tellur je für sich allein als Zusatz wird, wie gezeigt, bei gleichzeitiger Verwendung beider Zusätze eine ganz typische und kennzeichnende Kombinationswirkung hinsichtlich der Schmierung und Spanbrechung erreicht, welche im gesamten die Bearbeitungseigenschaften des Stahles in ganz unerwartetem Maße verbessert.In contrast to the use of lead and tellurium each on its own as an additive, as shown, when both additives are used at the same time, one very typical and characteristic combination effect in terms of lubrication and chip breaking achieved, which in the aggregate the machining properties of the Steel improved to an unexpected extent.
Das Tellur kann dem Stahl während irgendeines geeigneten Verfahrensganges bei der Stahlherstellung zugesetzt werden. Es ist jedoch vorteilhaft, das Teilur dem geschmolzenen Metall beim Gießen in Blockformen, z. B. aus einer Pfanne, zuzusetzen. Das Teilur kann getrennt oder zusammen mit Blei zugegeben werden.The tellurium can be added to the steel during any suitable process be added during steel production. However, it is advantageous to use the Teilur the molten metal when pouring into block molds, e.g. B. from a pan to add. The Teilur can be added separately or together with lead.
Gegebenenfalls können Blei und Teilur dem geschmolzenen Stahl in Form einer Legierung zugesetzt werden, die in einem vorbestimmten Verhältnis Teilur und Blei enthält. Ein sehr billiges Material hierfür ist das natürliche Mineral Bleitellurit, welches etwa 40 % Teilur enthält und in der Natur in großen Mengen vorkommt und dem Stahl unmittelbar, d. h. ohne Blei und Teilur voneinander zu trennen, zugegeben werden kann.Optionally, lead and part can only be used in the molten steel in the form be added to an alloy, the partur and in a predetermined ratio Contains lead. A very cheap material for this is the natural mineral lead tellurite, which contains about 40% partur and occurs naturally in large quantities and directly to the steel, d. H. without separating lead and partur from each other, admitted can be.
Das Teilur allein oder in Verbindung mit Blei kann dem flüssigen Stahl in vorteilhafter Weise mit einer mechanischen Zugabevorrichtung zugesetzt werden, wobei kleine Kugeln oder Körner gleichmäßiger Größe von Tellur oder einer Bleitellurlegierung mit ausreichend hohem Tellurgehalt verwendet werden, um hierdurch eine schnelle und im wesentlichen gleichmäßige Verteilung im Stahl zu erreichen.The partur alone or in connection with lead can be the liquid steel are advantageously added with a mechanical adding device, being small spheres or grains of uniform size of tellurium or a lead tellurium alloy with a sufficiently high tellurium content can be used to achieve a fast and to achieve a substantially uniform distribution in the steel.
Weil das Tellur bei der Temperatur des flüssigen Stahls leicht oxydiert, wird es schnell und unter möglichst geringem Luftzutritt zugesetzt. Selbst hierbei wird von dem zugesetzten Tellur nur rund 50 0/0 vom Stahl aufgenommen, während der Rest oxydiert.Because tellurium oxidizes easily at the temperature of liquid steel, it is added quickly and with as little air access as possible. Even here is absorbed by the added tellurium only about 50 0/0 by the steel, while the The remainder is oxidized.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1222269XA | 1958-04-01 | 1958-04-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1222269B true DE1222269B (en) | 1966-08-04 |
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ID=22401450
Family Applications (1)
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DEI16186A Pending DE1222269B (en) | 1958-04-01 | 1959-03-23 | Free cutting steel |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE1222269B (en) |
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