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根據含易切削元素的不同,可分為硫易切削鋼、鉛易切削鋼、鈣易切削鋼、鈦易切削鋼以及復合易切削鋼。根據其用途的不同,易切削鋼又分為自動(dòng)機用鋼、結構用易切削鋼和特殊易切削鋼(耐熱鋼、不銹鋼、工具鋼等)。根據易切削性能的不同,又可分為一般易切削鋼,超易切削鋼等。 1.硫易切削鋼 硫易切削鋼占世界與我國易切削鋼總產(chǎn)量的比例分別為70%和90%。硫易切削鋼按硫含量不同,可分為低硫鋼、中硫鋼和高硫鋼:一般低硫鋼的S≤0.025%,有的甚至S<0.01%;中硫鋼的S=0.04~0.09%;高硫鋼的S=0.1~0.3%。其中,中硫鋼由于具有良好的切削性能和力學(xué)性能,已廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn),而高硫鋼則是為滿(mǎn)足特殊切削性能需求的鋼材。 一般認為,隨著(zhù)硫含量的增高,鋼材的切削性能也越好,但對普通鋼而言,微量增硫就能起到改善可切削性的明顯效果;加入適當的硫(尤其在硫低于0.1%以下),對改善鋼可切削性的效果都是非常顯著(zhù)的。其作用主要表現在:不僅降低切削力與切削溫度,明顯提高刀具壽命,而且還降低工件的表面粗糙度,改善切屑處理性。 鋼中硫主要以(Mn、Fe)S的形式存在鋼中,由于MnS夾雜物割斷了基體的連續性和應力集中源作用而使車(chē)屑易斷,潤滑作用使刀具的磨損減小,從而改善了鋼材的切削性能。為了使鋼材具有更好的切削性能,應使鋼中的MnS具有一定的長(cháng)寬比(L/W),而研究表明夾雜物成球狀和紡錘狀比線(xiàn)條狀更有利于切削,因此,希望鋼中的MnS成紡錘狀或近似球狀。然而MnS在熱軋過(guò)程中沿著(zhù)軋制方向伸長(cháng),使硫易切削鋼的橫向力學(xué)性能明顯降低,加劇了鋼材的各向異性。通過(guò)向易切削鋼中加入碲、鈣、鋯、稀土和鈦等元素,使之與鋼中的硫生成硫化物,而這些夾雜物高溫塑性加工性能差,在壓延時(shí)的延展變得困難,強度的各向異性也受到抑制,從而達到改變硫化物形狀的目的。同時(shí),應保證鋼中具有一定錳硫比,以降低因鋼中硫含量過(guò)高而帶來(lái)的不利影響,以保證鋼材的力學(xué)性能。
鉛易切削鋼是在硫易切削鋼基礎上發(fā)展起來(lái)的。1932年人們受到可切削性非常優(yōu)越的鉛黃銅的啟發(fā),開(kāi)始生產(chǎn)含鉛易切削鋼。但是當時(shí)由于冶煉和防止污染(PbO有劇毒)等技術(shù)問(wèn)題未得到解決,直到1937年美國一家研究所與內陸鋼公司發(fā)表了鉛易切削鋼專(zhuān)利后, 日本、德國才相繼開(kāi)始生產(chǎn)。我國從上世紀70年代就開(kāi)始研制鉛易切削鋼,主要是在碳素結構鋼、合金結構鋼、工具鋼和不銹鋼中加入不同數量的鉛,其加鉛方法有單獨加鉛、復合加鉛硫和鉛-硫-碲。鉛易切削鋼中鉛的含量一般為0.15~0.35%,日本JASO規定調質(zhì)和滲碳鋼中鉛含量為0.04~0.09%。 鉛以微小單質(zhì)金屬顆粒分布于鋼中并在鋼中不固熔,在切削加工過(guò)程中,刀具與加工件之間產(chǎn)生強烈的摩擦,使鋼中的鉛顆粒呈熔融狀析出,從而起到潤滑作用來(lái)改善鋼的切削性能,使鋼的切屑細碎,降低刀具磨損,最終延長(cháng)刀具壽命。與不含鉛的鋼相比,含鉛鋼的切削性能可提高20~50%,而機械性能與熱處理性能基本保持不變,對冷、熱加工性和焊接性也無(wú)影響。鉛易切削鋼已廣泛用作制造精密儀表零件、汽車(chē)零件、各類(lèi)機械的重要零件。但是鉛易切削鋼的接觸疲勞低,故不宜用于承受疲勞應力負荷大的齒輪、軸承等零部件。
因鉛比重大,鋼液在凝固過(guò)程中容易產(chǎn)生偏析,并且鉛有毒,生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生鉛蒸汽所造成的公害難以解決,因此需要采用特殊的加鉛工藝。國外冶煉鉛易切削鋼的加鉛工藝均列為專(zhuān)利而保密,我國天津特殊鋼廠(chǎng)在長(cháng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中,對加鉛工藝和控制鉛污染方面做了大量工作,并在總結生產(chǎn)實(shí)踐的基礎上嘗試了四種加鉛的方法:1)鋼包加鉛法;2)電渣重熔加鉛法;3)鋼包底吹氬加鉛法;4)鋼包噴吹加鉛法。但基于加鉛質(zhì)量和環(huán)保的考慮,只有電渣重熔加鉛法和鋼包噴吹加鉛法應用于生產(chǎn)實(shí)踐。雖然在冶煉鉛易切削鋼取得了很大的進(jìn)展,但是從環(huán)保角度考慮,鉛易切削鋼使用范圍已受到限制并最終將會(huì )被淘汰。
1. 易車(chē)鐵加工性能好:產(chǎn)品具有切削流暢,材質(zhì)優(yōu)良,加工穩定, 金相組織好,化學(xué)成份穩定、偏差小,鋼質(zhì)純度凈,不易損傷刀具等特點(diǎn); 極容易在車(chē)床切削,刀具使用壽命和生產(chǎn)效率均提高40%; |
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