目前我国制笔行业发展迅速,产量位居世界前列,然而圆珠笔头用易切削钢基本依赖进口。国产材料与进口材料相比,其机械性能和高速切削性能差距较大,难以满足行业的发展需求。课题组经过充分调研,研制出了一种具有国际先进水平的硫-铅复合铁素体易切削试验钢。为了对试验钢材的性能进行全面评估,本文采用实验和数值模拟相结合的方法,对试验钢与进口SF20T易切削不锈钢的机械和钻削性能进行对比研究,取得如下研究结果:1、对比分析了试验钢与SF20T易切削不锈钢的化学成分和组织结构。结果表明:试验钢的化学成分与SF20T易切削不锈钢相近,均为硫-铅复合型铁素体易切削不锈钢。试验钢中锰（Mn）元素和铬（Cr）元素含量略低,而钼（Mo）元素和铅（Pb）元素略有提高。利用扫描电镜背散射技术,观察到了Pb或单独存在于基体,或更多地存在于MnS夹杂的边界处,形成复合夹杂物。两种材料中的Mn S夹杂物在横断面呈近似椭球状或纺锤状,而在纵向呈断续链状。试验钢中的MnS夹杂物较SF20 T中的粗大,更有利于高速切削加工。2、对比分析了试验钢和SF20T易切削不锈钢的机械性能,并对拉断断口的微观形貌进行了分析。结果表明:试验钢的抗拉强度σ_b=752MPa,屈服强度σ_2.0=612MPa,伸长率δ=%0.3,断面收缩率ψ=48%;SF20T易切削不锈钢的抗拉强度σ_b=803MPa,屈服强度σ_2.0=638MPa,伸长率δ=5.3%,断面收缩率ψ=3.58%,SF20T易切削不锈钢韧性和塑性数值大于试验钢。试验钢与SF20T易切削不锈钢断面中心出现等轴韧窝边部出现剪切韧窝同属于韧性断裂,SF20T易切削不锈钢韧窝深度和大小较试验钢稍大具有更好地韧性和塑性,与抗拉实验数据吻合。3、对比分析了试验钢和SF20T易切削不锈钢的硬度与耐磨性能。结果表明:试验钢与SF20T易切削不锈钢硬度值接近,易切削相分布均匀性接近。结合磨损实验与模拟数据可知,同时间试验钢磨损划痕深度为0.38mm较SF20T划痕0.28mm更深,磨损体积更大。SF20T易切削不锈钢的耐磨性能略优于试验钢。4、通过有限元软件DEFORM-3D对试验钢和SF20T易切削不锈钢的高速微孔钻削过程进行模拟对比,并通过实验对比了其切屑与刀具磨损。结果表明:采用实际加工参数待钻削稳定后,试验钢材料的钻削力、钻削温度、刀具磨损量数值均小于SF20T易切削不锈钢。钻削实验切屑对比表明,试验钢的切屑较SF20T易切削不锈钢更加细碎,且不易粘附刀具,真实加工试验钢刀具磨损量更小,表明试验钢高速钻削性能更加优良与模拟结果相吻合。最后通过控制改变钻削参数探究了两种材料钻削力、钻削温度、刀具磨损量的变化规律。