易切削鋼的新技術(shù)與發(fā)展方向
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80年前易切削鋼的偶然誕生與戰(zhàn)爭(zhēng)(第一次世界大戰(zhàn))的急需和鋼的粗制濫造有關(guān)(高硫和高磷含量鋼)。80年后的今天，硫易削鋼、鉛易切削鋼、鈣易切削鋼和復(fù)合易切削鋼被廣泛地應(yīng)用于各工業(yè)部門(mén)。隨著加工自動(dòng)化程度增大，對(duì)材料的可切削加工性能要求提高。切削加工的費(fèi)用占零件成本的 50%左右。因此，降低切削加工費(fèi)用，使易切削鋼能適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)線，并提高勞動(dòng)生產(chǎn)率是鋼鐵材料用戶的迫切需要。磷對(duì)鐵素體基體的脆化作用和硫化物的內(nèi)部缺口效應(yīng)是硫系易切削鋼可切削性高的根源。直至今日，硫系易切削鋼仍然是應(yīng)用最廣泛和數(shù)量最大的易切削鋼。鉛系易切削鋼的生產(chǎn)已有50余年歷史。近年來(lái)采用鋼包精煉、吹氬處理和連鑄方法生產(chǎn)的鉛系易切削鋼成分穩(wěn)定，鉛顆粒分布均勻，減少了化學(xué)成分偏析。易切削鋼中添加鉛在鋼中以球狀形態(tài)存在， 因此鉛幾乎不影響鋼的力學(xué)性能。然而：在過(guò)去的10多年中，盡管鋼廠采用了防護(hù)裝置解決鉛中毒問(wèn)題，但仍難滿足人們對(duì)環(huán)境愈來(lái)愈苛刻的要求。因此開(kāi)發(fā)低硫和控制硫化物形態(tài)的多元易切削鋼是來(lái)來(lái)的重要發(fā)展方向。低硫易切削鋼的硫含量一般≤0.04%， 最大為 0.10%，同時(shí)添加鈣來(lái)改善硫化物形態(tài)。鈣作為特殊脫氧劑，與原有的氧化鋁形成復(fù)合鈣鋁氧化物，在此基礎(chǔ)上包裹一層較軟的鈣錳硫化物，有利于提高切削性能和力學(xué)性能。因此，一般復(fù)合添加元素均選擇鈣。此外，鋯、鈦和稀土元素也可用于控制硫化物形態(tài)。
低硫復(fù)合易切削鋼目前用于生產(chǎn)齒輪、轉(zhuǎn)向齒條、閥簧座、連桿、曲軸等。除了低硫的非調(diào)質(zhì)鋼和齒輪鋼之外，日本根據(jù)不同需求，生產(chǎn)和應(yīng)用了SUM系、SC系、合金系和非調(diào)質(zhì)鋼系的含鉛、含硫、含鈣和復(fù)合多種元素的易切削鋼，廣泛用于生產(chǎn)各種汽車零件。日本易切削鋼的年產(chǎn)量超過(guò)100萬(wàn)噸，其中SC系的含鉛易切削鋼的產(chǎn)量最大，約35萬(wàn)噸。而我國(guó)每年的易切削鋼產(chǎn)量還不到2萬(wàn)噸。
易切削鋼的研究和生產(chǎn)動(dòng)向?yàn)椋洪_(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)、可靠、簡(jiǎn)便易行的硫化物形態(tài)控制新方法；研究易切削鋼的冶金學(xué)和金屬學(xué)因素與切削性能的關(guān)系；開(kāi)發(fā)新的多無(wú)復(fù)合易切削鋼；開(kāi)發(fā)適用于各種刀具加工的新型易切削鋼；把被切削材料、刀具和加工機(jī)械結(jié)合在一起研究，提高鋼的易切削性能。
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