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易切削钢简介_易切削钢个人资料_易切削钢微博

2016-11-28 06:14:57 科学百科 阅读 2 次

易切削钢/易切削钢 编辑

 

正文/易切削钢 编辑

  是在钢中含有一定数量的硫、磷、铅、钙、硒、碲等一种或几种元素,而具有良好的被切削加工性能的一类钢种。易切削钢适于制作用自动切削机床加工的大批量零件,在切削加工过程中,它同非易切削钢相比,可以延长刀具寿命,减少切削抗力,提高加工表面光洁度,容易排除切屑。1920年左右,美国开始生产和使用硫易切削碳素结构钢,中国在1958年开始生产。1937年在美国制成铅易切削钢,中国于1964年着手研制。国际上约于1963年开始研究钙易切削钢,中国于1970年也进行研制。70年代以来,在高合金钢中添加硒、碲或铋等元素以改善钢的被切削性。
  类别  硫易切削钢  硫在钢中同锰和铁形成硫化猛夹杂物。这类纺锤形硫化物(图1),能中断基体金属的连续性,切削时促使断屑形成易于排除的小半径短卷,减少刀具与断屑间的接触面积;并能起内部润滑作用,降低摩擦,使断屑不致粘附在刀刃上形成刀瘤,从而降低切削力和切削热,减少刀具磨损,提高加工表面光洁度和刀具寿命。通常钢的被切削性随含硫量的增多而改善(图2),即在刀具同样寿命的条件下,含硫量越高,切削速度越高。但含硫量过高,则会导致热脆性,给钢的热加工造成困难,影响钢的力学性能,特别是降低了钢的横向力学性能,如横向的塑性和韧性以及疲劳性能。通常含硫量为0.08~0.30%,有时可达0.40%;易切削工具钢和不锈钢中的含硫量均应在0.06~0.10%之间。

易切削钢
易切削钢 易切削钢
易切削钢

  磷和硫复合加入钢中,通常含磷量为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光洁度。如含磷量过高,则会显著降低塑性,增高硬度,反而影响钢的被切削性。
  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。铅的熔点较低,切削时会有融熔铅渗出,起润滑作用,减少摩擦,提高钢的被切削性,而对常温力学性能影响甚小。钢中含铅量一般为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,改善钢材被切削性的效果更为显著。
  钙易切削钢  钢中钙与铝、硅结合形成低熔点的复合氧化物(主要是CaO、Al2O3、SiO2),高速切削时,熔化后粘附在刀具表面起润滑和减摩作用,提高刀具的使用寿命。如果同时含硫、铅等元素,它们的复合作用会使切削效果更好。
  硒、碲、铋易切削钢  碲、铋含量约为0.03~0.10%,硒的含量可达0.15%。硒以硒化物如FeSe、MnSe等的形态存在于钢中,其作用与硫相似,对于既要求高的被切削性,又要求较好的塑性的钢,在钢中加硒要比硫好。碲可以单独加入,也可与铅或硫同时加入钢中,形成复合夹杂物,以降低切削抗力和切削热,使切屑容易排除,显著提高钢的被切削性,得到良好的加工表面光洁度,不过加碲后会使钢的塑性、韧性稍有降低。硒和碲一般多用于合金钢。铋在钢中的作用与铅相似,呈细小的金属颗粒夹杂物,均匀分布或附着于硫化物的周围。
  其他元素对切削性能的影响  碳  钢材的被切削性与钢中含碳量有关。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,而使被切削性下降,加工表面光洁度很差。含碳量过高,组织中珠光体量加多,硬度和强度提高,会使切削抗力增大,从而使被切削性变坏。易切削结构钢中含碳量以0.15~0.25%为宜。
  锰  钢中锰与硫形成硫化锰夹杂物,使切屑容易断裂,从而改善钢的被切削性,还能消除或减弱因硫所引起的热脆性。在易切削钢中含锰量应在0.60~1.60%之间,并应保持适当的锰和硫的比值。
  硅和铝  硅和铝都有害钢的被切削性能。硅部分固溶于铁素体中,增强钢的硬度。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。因此易切削钢中的硅含量宜低。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物,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,降低钢的被切削性。
  氧和氮  氧在一般钢中是有害的,因为它降低钢的力学性能。但易切削钢中含氧量增高,会使硫化物呈纺锤形分布,可改善钢的被切削性。氮虽能提高钢的强度,但又能增加脆性,切削时会形成短碎的断屑。钢中含微量氮(〈0.02%),对被切削性和加工表面质量起有利作用,但含量过高,钢的强化作用增大,则减少刀具的寿命。
  生产工艺  易切削钢可在各种炼钢炉中冶炼,但低碳的硫易切削钢宜在转炉熔炼,硫的合金化是在盛钢桶或熔池中加入硫黄或硫化铁进行的,锰铁以低硅和低碳者为宜。如无特殊要求,应尽量降低硅含量,以利钢的被切削性,并要适度脱氧,防止产生发裂。在冶炼过程中产生的硫、铅等有害的气体,必须用强力通风装置排除,并应有防治污染环境等设施。易切削钢中含硫量较高,会有热脆倾向,不利热加工,应予注意。冷塑性加工时力求外形尺寸精确,表面质量良好,以利于在自动机床上切削加工。
  参考书目
 電氣製鋼研究会編:《特殊鋼便覧》,理工学社,東京,1964。

 

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