所谓易切削钢是指具有优良切削加工性能的钢材,提高钢材的易切削性能主要是通过往钢中单独或复合加入易切削元素(S、P、Pb、Se、Te、Bi、Zr、Re等)。一般通过对刀具寿命、加工表面光洁度、切屑处理性、刀具受力以及能耗等几项综合指标来评价易切削钢切削性能的优越程度。
易切削钢分类及其特性
根据含易切削元素的不同,可分为硫易切削钢、铅易切削钢、钙易切削钢、钛易切削钢以及复合易切削钢。根据其用途的不同,易切削钢又分为自动机用钢、结构用易切削钢和特殊易切削钢(耐热钢、不锈钢、工具钢等)。根据易切削性能的不同,又可分为一般易切削钢,超易切削钢等。
-硫易切削钢
硫易切削钢占世界与我国易切削钢总产量的比例分别为70%和90%。硫易切削钢按硫含量不同,可分为低硫钢、中硫钢和高硫钢:一般低硫钢的S≤0.025%,有的甚至S<0.01%;中硫钢的S=0.04~0.09%;高硫钢的S=0.1~0.3%。其中,中硫钢由于具有良好的切削性能和力学性能,已广泛应用于工业生产,而高硫钢则是为满足特殊切削性能需求的钢材。
一般认为,随着硫含量的增高,钢材的切削性能也越好,但对普通钢而言,微量增硫就能起到改善可切削性的明显效果;加入适当的硫(尤其在硫低于0.1%以下),对改善钢可切削性的效果都是非常显著的。其作用主要表现在:不仅降低切削力与切削温度,明显提高刀具寿命,而且还降低工件的表面粗糙度,改善切屑处理性。
钢中硫主要以(Mn、Fe)S的形式存在钢中,由于MnS夹杂物割断了基体的连续性和应力集中源作用而使车屑易断,润滑作用使刀具的磨损减小,从而改善了钢材的切削性能。为了使钢材具有更好的切削性能,应使钢中的MnS具有一定的长宽比(L/W),而研究表明夹杂物成球状和纺锤状比线条状更有利于切削,因此,希望钢中的MnS成纺锤状或近似球状。然而MnS在热轧过程中沿着轧制方向伸长,使硫易切削钢的横向力学性能明显降低,加剧了钢材的各向异性。通过向易切削钢中加入碲、钙、锆、稀土和钛等元素,使之与钢中的硫生成硫化物,而这些夹杂物高温塑性加工性能差,在压延时的延展变得困难,强度的各向异性也受到抑制,从而达到改变硫化物形状的目的。同时,应保证钢中具有一定锰硫比,以降低因钢中硫含量过高而带来的不利影响,以保证钢材的力学性能。
-铅易切削钢
铅易切削钢是在硫易切削钢基础上发展起来的。1932年