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《易切削鋼發(fā)展動(dòng)向》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、易切削鋼的發(fā)展動(dòng)向前言眾所周知提高鋼的切削性的元素有S、Pb、Se、Te、Bi、Ca、Ti等。最早研制出來(lái)的是添加多量硫的硫易切削鋼。美國(guó)從192O年開(kāi)始將其用于汽車零件，日本在1940年前后，該鋼種出現(xiàn)于JES標(biāo)準(zhǔn)，1952年納入JIS標(biāo)準(zhǔn)。含硫易切削鋼以及S、P、N、Pb等元素的復(fù)合系易切削鋼統(tǒng)稱為硫系易切削鋼，按用途可以分為：1．注重切削性的硫系以及含硫復(fù)臺(tái)系易切削鋼。2．以機(jī)械性能為重點(diǎn)并增加易切削性的機(jī)械結(jié)構(gòu)用硫系易切削鋼。第一種在JIS標(biāo)準(zhǔn)中為SUM××，AISI標(biāo)準(zhǔn)中為11××、12××，第二種在JJIS標(biāo)準(zhǔn)中為S1(S=0.04～0.07％
2、)、S2(S=O．O8～O．12％)。易切削鋼的產(chǎn)量1961年吸為幾萬(wàn)噸，隨著用于汽車零件量的增加而產(chǎn)量也逐年增加，最近達(dá)到了130萬(wàn)噸。其中，估計(jì)硫系易切削鋼約占60％本文對(duì)于提高硫系易切削鋼切削性的機(jī)理和新的制造技術(shù)、新產(chǎn)品以及用途等加以介紹。提高切削性的機(jī)理硫系易切削鋼就是在鋼液中加入Fe-S，在凝固時(shí)使其以硫化物(MnS)形式析出的鋼種。MnS在凝固階段呈球形，具有同鐵一樣的塑性所以，通過(guò)熱加工(軋制、鍛造)可以延伸為線狀。如下所述，MnS的這種形狀序影響切削性和機(jī)械性能一般認(rèn)為，MaS提高切削性的作用如下：(1)內(nèi)應(yīng)力集中源，(2)潤(rùn)滑作用，(3
3、)抑制積屑瘤作用，(4)減輕磨擦。切削時(shí)Mns在一次脆斷區(qū)起應(yīng)由集中源作用，誘發(fā)微細(xì)裂紋，進(jìn)而通過(guò)工具與切屑間的潤(rùn)滑作用，降低二次脆斷阻力。通過(guò)MnS的這種內(nèi)部應(yīng)自集中源作用和潤(rùn)滑作用，降低切削阻力，減少切削時(shí)產(chǎn)生的熱量抑制工具超磨耗。另外，在流出的鐵屑中存在著大量的微細(xì)裂紋，所以，當(dāng)切屑同工具和被切削材相撞時(shí)，則容易折斷。用高速鋼工具切削時(shí)，特別是用成型工具進(jìn)行成型加工時(shí)，刀尖處產(chǎn)生積屑瘤(被切削材的一部分因加工硬化而附著在刀尖處替代刀具切削)，使精加工面的光潔度降低。MnS將會(huì)減少積屑瘤的凝聚量，改善精加工面的光潔度。對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼來(lái)說(shuō)，為了提高鋼曲
4、純凈度和調(diào)整晶粒度，要在鋼液中加入鋁，而其中一部分鋁以A12O3的形式殘存于鋼中。由于A12O3非常硬，所以，在用超硬工具或金屬陶瓷工具切削時(shí)會(huì)因磨擦而增加損耗。但是，如果使鋼多產(chǎn)生MnS，那么，因其中一部分MnS在A12O3的周圍析出，因而能防止A12O3同工具的直接接觸，抑制磨耗。最新研制成功的硫系易切削鋼1．含硫及含硫復(fù)合易切削鋼含硫易切削鋼是將硫作為提高切削性元索單獨(dú)添加的鋼種(AISI11××)，而含硫復(fù)合型易切鋼則是除S外，又添加P、Pb、N等(12××)。這些易切削鋼都以提高切削性為重點(diǎn)，所以提高切削性元素的含量較多。但通常不添加Si、Al等
5、脫氧元素。它的線材和棒材，軋制后經(jīng)過(guò)酸洗、冷拔工序，可用自動(dòng)車床批量加工。用戶對(duì)于上述易切削鋼的要求，一是進(jìn)一步提高切削性，二是最近隨著液壓零件的優(yōu)質(zhì)化要求提高鋼材內(nèi)部質(zhì)量。(1)改善硫化物形狀MnS顆粒大的鋼，成型加工時(shí)的積屑瘤量少，加工而的光浩度好。為了改善MnS的形狀，在冶煉過(guò)程中，必須適當(dāng)?shù)乜刂其撝械暮趿俊?2)連鑄化在模鑄鋼錠中，化學(xué)成分C、Si、Mn、P、S會(huì)發(fā)生偏析，而在連鑄坯中，由于鋼液的凝固速度快，并且多利用攪拌技術(shù)，使偏析顯著減輕。所以用連鑄法生產(chǎn)的含硫及含硫復(fù)個(gè)合型易切削鋼適合制造液壓零件等。但是，連鑄坯凝固速度快特別是表面形成的M
6、nS顆粒小，致使成型加工的光潔度較差，因此，目前正在研究改善其切削性。(3)復(fù)合易切削鋼增加S約添加量超過(guò)O.3％時(shí)，切削性提高的比例變小，機(jī)械性能惡化，所以，需要同其它能提高切削性的元素一起復(fù)合添加。這就是添加了P、N、Pb等的復(fù)合型易切削鋼。P和N固溶于鐵素體中，使其基體發(fā)生脆化，可以改善加工面的光潔度。Pb通過(guò)升溫脆化和潤(rùn)滑作用，有抑制積屑瘤生成并使之穩(wěn)定的效果。圖2列出了1117(S)、1116(S)、1213(S+P)、1215(S+P+N)、12L14(S+P+Pb)的切削性。該圖還列出了以車床加工光潔度為基準(zhǔn)的生產(chǎn)效率。在這些鋼中，切削性最好
7、的是12L14，大量地用于自動(dòng)車床的批量生產(chǎn)加工。作為切削性比l2L14還好，接近易切削黃銅的鋼，是含P、S、Pb、Te的超易切削鋼，該鋼種已經(jīng)投入了實(shí)際應(yīng)用。Te在抑制、穩(wěn)定積屑瘤方面有特效,還可以改善加工面。另外，還研制出了添加與Pb有同樣效果的Bi的超易切削鋼。2.機(jī)械結(jié)構(gòu)用含硫易切削鋼機(jī)械結(jié)構(gòu)用含硫易切削鋼大量用于生產(chǎn)汽車為中心的機(jī)械工業(yè)。這是因?yàn)樵撲摼哂袃?yōu)異的切削性，同時(shí)又比較便宜，所以，經(jīng)濟(jì)效益好。最近，由于能夠容易地控制鋼中硫化物的形狀和采用連鑄化及低氧化煉鋼技術(shù)，使該鋼種質(zhì)量得到不斷提高，用途也正在進(jìn)一步擴(kuò)大。(1)硫化物的形狀控制機(jī)械結(jié)構(gòu)
8、用含硫易切削鋼由于添加了Al、Si等脫氧元素，降低了鋼中氧含量。因
