Сталь вільного різання — це легована сталь, яка додає до сталі певну кількість одного або кількох вільних ріжучих елементів, таких як сірка, фосфор, свинець, кальцій, селен і телур, для покращення її властивостей різання. Також відома як сталь для автоматичної верстатної обробки, яка називається автоматичною сталлю. Цей тип сталі можна різати на вищих швидкостях різання та більшій глибині різання. Завдяки доданим до сталі елементам, що легко ріжуться, опір сталі знижується. У той же час характеристики самих елементів, що легко ріжуться, і утворені сполуки функціонують для змащування ріжучих інструментів, легкого руйнування стружки, зменшення зносу і, таким чином, зниження якості поверхні заготовки. шорсткість, покращуючи термін служби інструменту та ефективність виробництва.
За елементами легкого різання його можна розділити на:
⑴Ріжуча сталь без сірки
Сірка утворює сульфідні включення марганцю з марганцем і залізом у сталі. Такі включення можуть порушити безперервність основного металу, призвести до поломки стружки з утворенням невеликого та короткого радіуса завитка під час різання, і їх легко видалити, зменшуючи знос інструменту та зменшуючи оброблену поверхню. шорсткість і покращити термін служби інструменту. Як правило, оброблюваність сталі підвищується зі збільшенням вмісту сірки в сталі. Проте поздовжні та поперечні механічні властивості сталі досить різні, поперечна пластичність і в’язкість є поганими, а властивості стійкості до втоми та корозії також знижені. Коли вміст сірки в сталі занадто високий, це спричинить термічну крихкість, ускладнить гарячу обробку сталі та погіршить механічні властивості сталі. Зазвичай вміст сірки становить {{0}}.08% ~ 0.30%, а деякі можуть бути збільшені до 0,4%. Вміст сірки в інструментальній сталі та нержавіючій сталі має становити від 0,06% до 0,10%.
Фосфор здебільшого додається до сталі в поєднанні з сіркою, зазвичай із вмістом фосфору від {{0}}.04% до 0,12%. Твердий розчин фосфору у фериті збільшить твердість і міцність, зменшить ударну в'язкість і полегшить ламання та видалення стружки, отримуючи хороші результати. Шорсткість обробленої поверхні є хорошою, але занадто високий вміст фосфору значно знизить пластичність і збільшить твердість, що матиме шкідливий вплив на оброблюваність сталі.
⑵ Безсвинцева ріжуча сталь
Свинець у формі дрібних частинок металу в сталі, рівномірно розподілених або прикріплених до навколишніх сульфідів. Завдяки низькій температурі плавлення свинцю розплав витікає під час різання для змащування, зменшення тертя та покращення оброблюваності, але не впливає на механічні властивості за кімнатної температури. Вміст свинцю в сталі зазвичай становить {{0}}.10% до 0,35%. Оскільки свинець має велику питому частку, якщо його вміст занадто високий, це легко спричинить сильну сегрегацію та утворить великі вкраплення частинок, що натомість зменшить сприятливий вплив свинцю на обробку різанням. Свинець і сірка поєднуються в конструкційну сталь з низьким вмістом вуглецю, щоб значно покращити ріжучий ефект сталі.
⑶Ріжуча сталь без кальцію
Кальцій у сталі поєднується з алюмінієм і кремнієм, утворюючи складні оксиди з низькою температурою плавлення (переважно CaO·Al2O3·SiO2). Під час високошвидкісного різання оксиди кальцію прилипають до поверхні ріжучого інструменту для змащування та зменшення тертя, таким чином покращуючи використання інструменту. життя. Якщо він містить такі елементи, як сірка та свинець одночасно, їх комбінована дія покращить ефект різання.
З удосконаленням ріжучих інструментів, починаючи з 1980-х років, інструменти з покриттям T|N на кальцієвій вільної різальній сталі мають значний вплив на інструменти для обробки зубчастих коліс, такі як фрези та зубофрезерні фрези з високою вартістю інструменту.
⑷Ріжуча сталь, що не містить Se, телуру та вісмуту
Вміст телуру та вісмуту становить близько {{0}}.03% до 0,10%, а вміст селену може досягати 0,15%. Селен існує в сталі у вигляді селенідів, таких як FeSe і MnSe. Його роль подібна до ролі сірки. Для сталей, які вимагають як високої оброблюваності, так і хорошої пластичності, до сталі краще додавати селен, ніж сірку. Телур можна додавати окремо або одночасно зі свинцем або сіркою для утворення композиційних включень, щоб зменшити опір різанню та нагрівання різання, полегшити видалення стружки, значно покращити оброблюваність сталі та отримати хорошу шорсткість обробленої поверхні. Однак додавання телуру трохи знизить пластичність і міцність сталі. Селен і телур зазвичай використовуються в легованій сталі. Вісмут діє подібно до свинцю в сталі, з’являючись у вигляді включень дрібних металевих частинок, рівномірно розподілених або прикріплених навколо сульфідів.
