易切削鋼簡介及其分類
易切削鋼指的是具有優(yōu)良切削加工性能的鋼材，也叫易車鐵或快削鋼。這種鋼材可以用較高的切削速度和較大的切削深度進行切削加工。其切削性能的提高主要是通過往鋼中單獨或復合加入易切削元素而實現。
由于鋼中加入了易切削元素，鋼的切削抗力減小，同時易切削元素本身的特性和所形成的化合物又起到潤滑切削刀具的作用，易斷屑，減輕了磨損，從而降低了工件的表面粗糙度，提高了刀具壽命和生產效率。
易切削鋼的分類方法有三種：
①根據含易切削元素的不同，可分為硫易切削鋼、鉛易切削鋼、鈣易切削鋼、鈦易切削鋼以及復合易切削鋼。
常用的易切削元素：S、P、Pb、Ca、Mg、Sn、Ti、Se、Te、Bi、Zr、Re……其中磷、硫、鉛最為常見。
②根據用途的不同，易切削鋼又分為自動機用鋼（自動鋼）、結構用易切削鋼和特殊易切削鋼（耐熱鋼、不銹鋼、工具鋼等）。
自動機用鋼因多采用自動機床加工成零件而得名。這類鋼要求切削性能比要求力學性能要高，多數為低碳鋼，含碳量約為 0.05%~0.10%，含硫量約為 0.20%~0.40%，最高可達 0.60% 。主要用于制造負荷較小的零件，如螺釘、螺帽等標準件，及不太重要的通用機械零件等。
結構用易切削鋼對力學性能要求較高，而對切削性能要求相對較低，多用于制造負荷較大并且毛坯需要切削加工的重要零件。這類鋼種多為中低碳合金結構鋼和中碳結構鋼，在此基礎上加入硫或其他易切削元素，在保證力學性能的前提下改善切削性能。
實際生產活動中碰到的易切削鋼，基本上指的是自動機用鋼和結構用易切削鋼；特殊易切削鋼的易切削性能只是輔助的特性之一，名稱之中不再明示易切削，而以其主要特性或用途命名。比如303是在304的成分基礎上加入了硫，較之304，切削性有很大的改善，但是303仍然叫不銹鋼，而不特別稱為易切削鋼。
③根據易切削性能的不同，又可分為一般易切削鋼，超易切削鋼等。
超易切削鋼是復合易切削鋼。以硫-鉛、硫-磷-鉛-碲、鈣-硫復合時，易切鋼切削性能最佳，被稱為“超易切削鋼”。
硫易切削鋼毫無爭議是易切削鋼家族產量的第一名，占世界與我國易切削鋼總產量的比例分別為70％和90％——這個第一名頭銜的取得，除了硫的切削性容易控制外，更多是因為硫是最經濟的添加元素。
硫系易切削鋼中，硫的含量一般高出普通鋼數倍。普通鋼中，硫元素一般都被當做雜質元素去除；而在易切削鋼中，較高的硫元素可與鋼中的錳元素結合，形成硫化錳(MnS)夾雜，硫化錳作為有利夾雜物，能割斷基體的連續(xù)性，使車削易斷屑，并且硫化錳具有潤滑作用，可以使加工更順利，降低刀具的磨損，提高刀具使用壽命。
錳是硫易切削鋼的重要元素。在鋼中加入硫元素雖然提高了鋼材的切削性能，但同時也帶來了熱脆的問題。為避免或減輕熱脆帶來的危害，公認的方法是向鋼中添加元素Mn，使Mn代替低熔點FeS中的Fe，生成高熔點的MnS(熔點為1600℃)，但是如果Mn的加入量不足，將生成富Fe的(Fe，Mn)S，仍然不能避免熱脆的影響，一般要求錳硫比（w[Mn]/w[S]）要在4~5以上。另外錳硫比還對鋼中硫化物的形態(tài)和數量有影響，隨錳硫比增高，鑄鋼中夾雜物的紡錘率增高，夾雜物總數下降。
按硫含量不同的比例，硫易切削鋼分為低硫鋼、中硫鋼和高硫鋼：一般低硫鋼的S不大于0.025%；中硫鋼的S約為0.04~0.09%；高硫鋼的S約為0.1~0.3%。其中中硫鋼由于具有良好的切削性能和力學性能，已廣泛應用于工業(yè)生產，而高硫鋼則是為滿足特殊切削性能需求的鋼材。
在產量上僅次于硫系的是鉛易切削鋼。
鉛在鋼中并不固溶而呈細小金屬顆粒形態(tài)，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，對刀具起到潤滑作用，降低了摩擦，提高了切削性。
易切鋼中鉛含量一般在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，反而降低鉛對切削加工的有利作用。
鉛和硫復合加入低碳結構鋼中，改善鋼材切削性的效果更為顯著。
鉛易切削鋼的成分與基礎鋼(碳素結構鋼或合金結構鋼)完全相同，故其力學性能與基礎鋼相同。
鉛易切削鋼存在的問題是鉛有毒，容易造成環(huán)境污染，正在逐步被淘汰。開發(fā)無污染的高品質無鉛易切削鋼逐漸成為國際市場的趨勢，以鎂代鉛、以錫代鉛是易切削鋼的發(fā)展方向。
除了以上兩個系列的易切削鋼，添加其他元素的易切削鋼大都停留在理論或研究階段，未大面積推廣。其中一個重要的原因是由于添加的元素價格高，不夠經濟。
|
