易切削鋼是指在鋼中加入一定數量的一種或一種以上的硫、磷、鉛、鈣、硒、碲等易切削元素,以改善其切削性的合金鋼。隨著切削加工的自動化、高速化與精密化,要求鋼材具有良好的易切削性是重要的,這類鋼主要用于自動切削機床上加工,故亦屬專用鋼。
隨著現代化工業向自動化、高速化和精密化的加工方向發展,要求鋼材具有良好的切削工藝性能,提高生產效率,以適應大批量生產。因此需要更多地采用提高和改善切削性能的鋼材,便于自動切削機床加工。這種鋼材主要用于用量較大和不重要的零件。例如,在自動機床上常加工的零件,如螺釘、螺母等標準件。也屬于專用鋼。
主要用于制作受力較小而對尺寸和粗糙度要求嚴格的儀器儀表、手表零件、汽車、機床和其他各種機器;對尺寸精度和粗糙度要求嚴格,而對力學性能要求相對較低的標準件,如齒輪、軸、螺栓、閥門、襯套、銷釘、管接頭、彈簧座墊及機床絲杠、塑料成型模具、外科和牙科手術用具等。
的好壞代表材料被切削加工的難易程度,由于材料的切削過程比較復雜,易切削性用單一的參量是難于表達的。通常,鋼的切削加工性,是以刀具壽 、切削力大小、加工表面的粗糙度、切削熱以及切屑排除難易等來綜合衡量。
使用時需要注意:可進行終熱處理,但一般不進行預先熱處理,以免損害其切削加工性。的冶金工藝要求比普通鋼嚴格,成本較高,故只有對大批量生產的零件,在必須改善鋼材的切削加工性時,采用它才能獲得良好的經濟效益。
成分特點
在中加入的元素有S、Pb、Ca和P等。它們的主要作用如下:
1、硫的作用
硫在鋼中與Mn形成MnS夾雜物,能中斷基體的連續性,使切屑易于脆斷,減少切屑與刀具的接觸面積。硫還能起減摩的作用,使切屑不粘附在切削刃上。但硫的存在會使鋼產生熱脆,所以硫的含量一般要限定在w(s)=0.10%~0.30%范圍內,并要適當增加Mn的含量與其配合。
2、鉛的作用
Pb的加入能提高鋼的切削性能,由于Pb在鋼中不溶入鐵素體,也不形成化合物,它是以自由狀態并形成細小顆粒(2~3μm)均勻分布于基體組織中,當在切削過程中所產生的熱量達到Pb顆粒的熔點時,即呈熔化狀態,成為刀具與切屑以及刀具與工件被加工面之間的“潤滑劑",使摩擦因數減小,刀具溫度下降,磨損減少。Pb的加入量在w(Pb)=0.1%~0.35%范圍內。
3、鈣的作用
Ca在鋼中能形成Ca、Al硅酸鹽夾雜物,附著在刀具上形成薄膜,具有減摩作用,防止刀具磨損。Ca的加入量一般為w(Ca)=0.001%~0.005%。
(4)磷的作用
在含硫的易削鋼中加入P,使其固溶于鐵素體,引起強化和脆化,以提高其切削性能。為防止造成“冷脆",規定w(P)≤0.15%。
這些元素的加入,還能提高工件表面質量和延長刀具使用壽 的作用。
分類
按所含易切削元素可分為:
⑴硫
硫在鋼中與錳和鐵形成硫化錳夾雜,這類夾雜物能中斷基體金屬的連續性,在切削時促使斷屑形成小而短的卷曲半徑,而易于排除,減少刀具磨損, 加工表面粗糙度,提高刀具壽 。通常鋼的被切削性隨鋼中硫含量的增多而增高。但鋼的縱向和橫向的力學性能差別大,橫向塑、韌性差,疲勞及耐蝕性能也有所 。鋼中硫含量過高時,會導致熱脆性,對鋼的熱加工造成困難,惡化鋼的力學性能。通常硫含量為0.08%~0.30%,有的可提高到0.4%,易切削工具鋼和不銹鋼中的硫含量均應在0.06%~0.10%之間。
磷多與硫復合加入鋼中,通常磷含量在0.04%~0.12%,磷固溶于鐵素體中會提高硬度和強度, 韌性,使切屑易于折斷和排除,從而獲得良好的加工表面粗糙度,但磷含量過高會顯著 塑性,提高硬度,反而對鋼的切削性起有害作用。
⑵
鉛在鋼中呈細小金屬顆粒形態,均勻分布或附著于硫化物的周圍。由于鉛的熔點較低,切削時融熔滲出起潤滑作用, 摩擦,提高切削性,但并不影響常溫力學性能。鋼中鉛含量一般在0.10%~0.35%。因為鉛的比重大,如含量過高,容易引起嚴重的偏析并形成大顆粒夾雜物,反而 鉛對切削加工的有利作用。鉛和硫復合加入低碳結構鋼中,改善鋼材被切削的 更為顯著。
⑶鈣
鋼中鈣與鋁、硅結合形成低熔點的復合氧化物(主要是CaO·Al2O3·SiO2),高速切削時,鈣系氧化物附著于切削工具表面起潤滑和減摩作用,從而提高刀具的使用壽 。如果同時含硫、鉛等元素,它們的復合作用會使切削 更好。
80年代以來隨著切削工具的改進,在鈣上涂有TiN涂層的工具,對于工具費用高的滾齒刀、插齒刀等齒輪加工工具,有顯著 。
⑷硒、碲、鉍
碲、鉍含量約為0.03%~0.10%,硒的含量可達0.15%。硒以硒化物如FeSe、MnSe等形態存在于鋼中,其作用與硫相似,對于既要求高的切削性,又要求較好塑性的鋼,在鋼中加硒要比硫好。碲可單獨加入,也可與鉛或硫同時加入鋼中,形成復合夾雜物,以 切削抗力和切削熱,使切屑容易排除,顯著提高鋼的切削性,得到良好的加工表面粗糙度,不過加碲后會使鋼的塑性、韌性稍有 。硒和碲一般多用于合金鋼。鉍在鋼中的作用與鉛相似,呈細小的金屬顆粒夾雜物,均勻分布或附著于硫化物周圍。
牌號組成
(簡稱易切鋼)牌號通常由三部分組成:
部分:易切鋼表示符號Y。
第二部分:Y后的數字表示碳含量,例如平均碳含量為0.3%的,其鋼號為“Y30"。
第三部分:易切元素符號,如含鈣、鉛、錫等易切元素的易切鋼分別以Ca、Pb、Sn表示,加硫和加硫磷易切鋼,通常不加易切元素符號S、P。錳含量較高的加硫和加硫磷易切鋼,本部分為錳元素符號Mn;為區分牌號,對高硫含量的易切鋼,在牌號尾部加硫元素符號S。的硫含量在0.08%~0.30%范圍內,錳含量在0.60%~1.55%范圍內。鋼中的硫和錳以硫化錳形態存在,硫化錳很脆并有潤滑效能,從而使切屑容易碎斷,并有利于提高加工表面的質量。
主要用途
易切削鋼應用廣泛,具體如下:
1.自動車床加工、五金沖壓件加工;
2.電子工業、光線纖接頭、光碟機、掃描儀、醫療用器材;
3.家用電器、儀器儀表行業;
4.辦公設備(電腦、影印機、相機、機等);
5.鐘表元件、眼鏡;
6.電子端子針、計時器、化油器;
7.裝飾品、燈飾品、汽車、機車、鏈條;
8.清潔車掃具、玩具;
9.筆類、手袋配件、皮帶扣、漁具等;
10.雙頭螺栓、螺釘、螺母、管接頭、彈簧座等。
特點
1.加工性能好:產品具有切削流暢,材質優良,加工穩定,金相組織好,化學成份穩定、偏差小,鋼質純度凈,夾雜物含量低,不易損傷刀具等特點;極容易在車床切削,刀具使用壽 和生產效率均提高40%;
2.電鍍性能好:切削加工容易;可鉆深孔、銑深槽等;加工效率比普鋼可大幅提高;產品的電鍍性能好,能替代銅制品,大大 產品成本;
3.光潔性好:經車加工后的工件表面光潔度好;
4.環保性:符合歐盟SGS環境認證標準,并通過瑞士環境認證。產品可以出口機械設備:木工機械、陶瓷機械、造紙機械、玻璃機械、食品機械、建筑機械、塑料機械、紡織機械、千斤頂、液壓機等;