易切削钢

 

分类

按所含易切削元素可分为：

(1)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。

(2)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。

(3)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，钙系氧化物附着于切削工具表面起润滑和减摩作用，从而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。

　　80年代以来随着切削工具的改进，在钙易切削钢上涂有T|N涂层的工具，对于工具费用高的滚齿刀、插齿刀等齿轮加工工具，有显著效果。

(4)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等形态存在于钢中，其作用与硫相似，对于既要求高的切削性，又要求较好塑性的钢，在钢中加硒要比硫好。碲可单独加入，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，显著提高钢的切削性，得到良好的加工表面粗糙度，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周围。

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：(1)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。(2)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。(3)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。(4)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。

化学成分

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用转炉冶炼，硫的合金化是在盛钢桶或熔池中加入硫或硫化铁进行的，所用锰铁以低硅和低碳者为宜。如无特殊要求，应尽量降低钢中硅含量，以改善钢的切削性，并要进行充分脱氧，防止产生发纹。在冶炼过程中产生的硫、铅等有害气体，必须用强力通风装置排除，并应有防治污染环境等设施处理。易切削钢中含硫较高时，会有热脆倾向，不利热加工，应予注意。冷加工时力求外形尺寸精确，表面质量良好，以改善在自动机床上切削加工性能