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所属类别:易切削钢 点击次数:1754次 发布时间:2017-01-17

 
 
 
 
      易切削钢(free cutting steel)在钢中加入一定数量的一种或一种以上的硫、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素,以改善其切削性的合金钢。又称自动机床加工用钢,简称自动钢。这类钢可以用较高的切削速度和较大的切削深度进行切削加工。由于钢中加入的易切削元素,使钢的切削抗力减小,同时易切削元素本身的特性和所形成的化合物起润滑切削刀具的作用,易断屑,减轻了磨损,从而降低了工件的表面粗糙度,提高了刀具寿命和生产效率。
⑴硫易切削钢
     硫在钢中与锰和铁形成硫化锰夹杂,这类夹杂物能中断基体金属的连续性,在切削时促使断屑形成小而短的卷曲半径,而易于排除,减少刀具磨损,降低加工表面粗糙度,提高刀具寿命。通常钢的被切削性随钢中硫含量的增多而增高。但钢的纵向和横向的力学性能差别大,横向塑、韧性差,疲劳及耐蚀性能也有所降低。钢中硫含量过高时,会导致热脆性,对钢的热加工造成困难,恶化钢的力学性能。通常硫含量为0.08%~0.30%,有的可提高到0.4%,易切削工具钢和不锈钢中的硫含量均应在0.06%~0.10%之间。
磷多与硫复合加入钢中,通常磷含量在0.04%~0.12%,磷固溶于铁素体中会提高硬度和强度,降低韧性,使切屑易于折断和排除,从而获得良好的加工表面粗糙度,但磷含量过高会显著降低塑性,提高硬度,反而对钢的切削性起有害作用。
⑵铅易切削钢
     铅在钢中呈细小金属颗粒形态,均匀分布或附着于硫化物的周围。由于铅的熔点较低,切削时融熔渗出起润滑作用,降低摩擦,提高切削性,但并不影响常温力学性能。钢中铅含量一般在0.10%~0.35%。因为铅的比重大,如含量过高,容易引起严重的偏析并形成大颗粒夹杂物,反而降低铅对切削加工的有利作用。铅和硫复合加入低碳结构钢中,改善钢材被切削的效果更为显著。

其他元素影响

     其他元素对钢切削性的影响在易切削钢中除上述易切削元素外,其他元素也对钢的切削性有一定影响:
     ⑴碳。钢中碳含量的高低与钢材的切削性能有关。碳含量过低,组织中会出现大量铁素体,钢的硬度和强度很低,切屑易粘着于刀刃上形成刀瘤,加之切屑是撕裂断落,使切削性下降,加工表面粗糙度很高。碳量过高,组织中珠光体量增多,硬度及强度提高,使切削抗力增大,切削性变坏。易切削结构钢中碳含量以0.15%~0.25%为宜。
     ⑵锰。钢中锰与硫形成硫化锰夹杂,使切屑易于断裂,改善钢的切削性,还能消除或减弱因硫所引起的热脆性。因此,在易切削钢中应保证锰含量在0.60%~1.60%之间,并保持适当的Mn/S的比值。
     ⑶硅和铝。硅和铝都对钢的切削性起有害作用。硅部分固溶于铁素体中,提高钢的硬度,使切削加工困难。而且硅在钢中与氧结合形成硬度较高的氧化硅夹杂物,使刀具的磨损增加,使用寿命降低。故易切削钢中硅含量宜低。铝一般作为脱氧剂加入钢中,大部分与氧结合生成细小脆硬的氧化铝夹杂,增加刀具的磨损。硅和铝加入钢中还会降低钢的氧含量,使硫化物夹杂呈细长条状分布,恶化钢的切削性。
     ⑷氧和氮。氧在钢中一般是有害的,因为它降低钢的力学性能,但易切削钢中氧含量增高,会使硫化物呈纺锤形分布,改善钢的切削性。氮虽能提高钢的强度,但增加脆性,切削加工时会形成短碎的断屑。钢中含微量氮(≤0.002%)时对切削性和工件表面质量起有利作用,但含量过高时,钢的强化作用增大,对刀具寿命不利。
 

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