切削速度对某新型易切削钢切屑形态及加工表面形貌影响

为了明确切削速度对某新型易切削钢切屑形态及加工表面形貌的影响规律,开展了不同切削速度下某新型易切钢的切削试验,研究切屑形态和已加工表面形貌并分析其产生原因。结果表明:宏观上,在切削速度大于150 m/min时,该易切削钢切屑以短管螺旋状为主,当切削速度小于150 m/min时,切屑以发条状和破断弧形为主,形成锯齿形切屑的临界切削速度大约在200 m/min;切削速度影响切屑底面形貌,在低速切削时,切屑底面较多大小不一的撕裂状凹坑、沟槽,当切削速度增大至200 m/min时,能够形成表面较光滑的切屑底面;低速切削该易切削钢时,工件表面粗糙度较大,3D形貌显示波峰高度、波谷深度也均较大,随着切削速度的增加,粗糙度减小,3D形貌亦趋于平缓。

易切削钢Te元素含量对其切削表面形貌的影响研究

采用硬质合金刀具对三种不同Te元素含量的易切削钢12L14,12L14+Te(0.017),12L14+Te(0.05)进行切削实验,研究其已加工表面形貌状态及原因。试验研究结果表明:12L14+Te(0.017)材料的已加工表面最光滑,粗糙度值最小;12L14+Te(0.05)材料的已加工表面最粗糙,微观形貌显示存在较多撕裂;切削不含Te元素的12L14材料时,已加工表面形貌与粗糙度值介于二者之间;添加Te元素材料会生成MnTe等熔点较低的化合物,在切削中起到应力集中源的作用,易导致已加工表面出现微观撕裂现象,但同时减小了刀具积屑瘤形成的可能,所以易切削钢切削表面形貌的生成是二者因素综合影响的结果。

锰硫比对1215MS易切削钢力学和切削性能的影响

通过理论计算、扫描电子显微镜、三维腐刻技术、拉伸试验和切削试验等方法,探究了锰硫比对1215MS易切削钢中硫化物析出特性,及其对钢的力学性能和切削性能的影响。结果表明:钢中硫化物的吉布斯自由能随着锰硫比的减小而降低,其形核率和尺寸则增大;相比锰硫比较高的试样,锰硫比较低的试样中MnS夹杂物数量更多、尺寸更大,尤其是细系MnS;长条状MnS夹杂物会导致钢材力学性能的各向异性,锰硫比较低的试样中MnS的长宽比较大,导致其强度低于锰硫比较高的试样;低锰硫比和高锰硫比试样的断裂方式分别为准解理断裂和韧性断裂;低锰硫比试样相比高锰硫比试样具有更好的表面光洁度和切削性能。

硫易切削钢中夹杂物形态的影响因素

硫易切削钢是当今使用最广泛的易切削钢种,钢中硫化物的形态影响钢的切削性能。介绍了改变钢中硫化物形态的不同工艺手段,例如可以改变钢中氧含量、添加稀土、改变锰硫比等因素来控制钢中夹杂物的形态。

1215易切削钢切削性能仿真与实验研究

采用单因素实验法,保持进给量、刀具几何参数和背吃刀量等切削条件不变,改变切削速度,研究1215钢的切削力变化。对1215钢进行数值模拟切削试验,结果表明,在保持切削用量和刀具角度不变的情况下,随着切削速度提高,1215钢所受的切削力先减小后增大。为验证模拟仿真结果可靠性,对1215钢进行切削实验,并进行误差分析。

氧含量对硫系易切削钢Y1215中硫化物的影响

研究了T[O]0.0074%~0.0145%对Y1215易切削钢(/%:0.05~0.06C,0.008~0.010Si, 1.26~1.27Mn, 0.049~0.051P,0.37~0.39S)160 mm×160 mm铸坯中硫化物夹杂的分布、尺寸、形貌的影响和轧制Φ8.0 mm热轧盘条中硫化物的变形情况。结果表明:随着氧含量增加,铸坯中硫化物夹杂的尺寸和分布无明显区别,但复合夹杂物数量明显增多,复合型的夹杂物有以MnS为核心包裹或附着MnO-SiO_(2)和以MnO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)为核心附着MnS夹杂物。在轧制Φ8.0 mm的盘条中,T[O]为0.0074%时,盘条中硫化物变形明显,部分硫化物由于拉伸变形严重而碎断,硫化物的长宽比为23.2,T[O]为0.0145%时,盘条中硫化物沿轧制方向变形小,主要以纺锤形为主,硫化物的长宽比为3.4。为获得球形或纺锤形的硫化物,冶炼时Y1215钢中的T[O]可控制在0.0095%~0.0145%。

低碳高硫易切削钢基体显微组织对切削性能的影响

研究180 mm×240 mm方坯轧制后不同显微组织对低碳高硫易切削钢切削性能的影响,控制合适的显微组织以提高低碳高硫易切削钢的切削性能。低碳高硫易切削钢显微组织由铁素体、珠光体和硫化物组成,但铁素体和珠光体所占比例直接影响材料的切削性能,调整碳含量是改变两种组织比例的有效手段。试验通过调整1215钢不同的碳含量,并对碳含量不同的材料分别进行切削试验,分析显微组织差别对切削性能的影响。结果表明:钢中珠光体体积分数15%~20%时,切削性能最佳,此时钢中C质量分数为0.12%。

含硫易切削钢夹杂物改性分析

针对含硫易切削钢F45MnVS,分别在实验室、工业生产条件下,检测分析了冶炼工艺Ca处理、CaMg复合处理对钢中夹杂物及性能的影响。结果表明,与Ca处理钢相比,CaMg复合处理钢中含有氧化物核心的硫化物的比例相对提高了35%左右,纺锤状硫化物的比例相对提高了76.99%,横向冲击性能提高了13.13%。

硫系、碲系、铅系易切削钢组织及硫化物对比分析

易切削钢中的夹杂物和组织是影响其切削性能的重要因素,为开发环保型无铅易切削钢,并探究其与含铅易切削钢中组织及硫化物的差异,采用光学显微镜和电子显微镜对1215MS(硫系)、1215Te(碲系)及12L14(铅系)易切削钢中基体组织和硫化物夹杂进行了对比观察与统计分析,结合非水溶液电解法分析了Pb、Te两种元素对钢中夹杂物形貌的影响。结果表明:3种易切削钢基体中组织均为铁素体、珠光体;碲能降低MnS夹杂物长宽比,其长宽比在1~3之间的比例为57%,高于硫系易切削钢1215MS的40%以及铅系易切削钢12L14的33%;碲在易切削钢中生成MnTe,使轧制后的MnS的形貌趋于球状、椭球状、纺锤状,改质作用显著,而铅在易切削钢中以铅单质存在,对硫化物的改质效果有限。

新型低碳硫系易切削钢切削性能试验

以几种最新开发的低碳高硫易切削钢材料为对象,通过对材料显微组织的分析得出其主要元素对材料中硫化物夹杂的形状、大小、分布的影响规律。系统研究车削过程中切削力、刀具磨损、工件表面粗糙度、切屑变形和断屑性能,揭示了新型易切削钢的切削机理及各元素对材料可加工性的影响规律。试验结果表明,硫化物夹杂长宽比小、形状大、分布均匀,并且密集的材料切削加工性能好;材料中硫元素质量分数增加可以提高刀具寿命;采用Al、Si进行脱氧时应合理控制其质量分数,脱氧剂使用过多不仅对硫化物形态的控制不利而且容易形成很多氧化物硬质点,加剧刀具磨损并降低加工表面粗糙度。研究结果对完善材料切削性能评价体系和开发新型易切削钢材料具有重要价值。

机械结构用无铅易切削钢的发展

常用的硫系、铅系易切削钢,冶炼时空气污染严重,且铅有毒,对人体有害。随着人们环保意识的加强,这类易切削钢的生产、使用将受到限制。因此,开发和生产低硫、无铅易切削钢是未来的重要发展方向。锡易切削钢、铋易切削钢、石墨易切削钢由于不添加对人和环境有害的元素,是一种非常友好的开发钢种。概述了锡易切削钢、铋易切削钢、石墨易切削钢这3类机械结构用无铅易切削钢的发展情况。

中碳钙硫易切削钢夹杂物形态控制

在实验室进行了1kg坩埚实验,研究了中碳高硫结构钢钙处理前后夹杂物的形态、尺寸及组成.结果表明:钢钙处理后获得了可以改善钢切削性的纺锤形夹杂物,夹杂物的平均纺锤形率为68.11%,并且随钢中[Ca]/[S]增加夹杂物纺锤形化趋势增加;钙处理后小于2.5μm的夹杂物占夹杂物总量的76.05%,夹杂物细小、弥散分布于钢基体中;夹杂物类型以钙铝酸盐芯硫化物外壳的复合夹杂物、(Mn,Ca)S形式的硫化物为主,有少量的铝酸钙与CaS的复合夹杂物;含钙硫的45钢铸态钢锭比普通45钢铸态钢锭切削性能有所改善.

易切削钢中夹杂物及锡的形态

研制了一种新型含锡易切削钢.在锡含量小于0.05％(质量分数)时,钢材具有良好的易切削性能,其力学性能也达到了国家标准.在扫描电镜下观察了钢中夹杂物和断口的形貌,利用能谱分析了夹杂物的成分.结果表明,钢中的复合夹杂物主要由氧化物和MnS组成.多数呈球形或纺锤形,在断口及夹杂物的表面上锡明显偏析.

以锡代铅研制环保型易切削钢

以锡代铅研制了一种含锡的环保型易切削钢,并进行了切削及力学性能试验.结果表明,在含量小于0.05％(质量分数)时,锡能明显改善钢的易切削性能,未发现对钢的力学性能有不利的影响.

国内外易切削钢的研究进展及展望

易切削钢有比碳素钢更高的切削性能和良好的力学性能。介绍了国内外易切削钢的研究现状和主要的类型、特点,总结了易切削钢的优缺点,提出了未来易切削钢的发展方向。

汽车用易切削钢的开发

简要介绍了汽车用易切削钢45MnS25的化学成分、力学性能及生产该钢种的工艺流程,对该钢种的冶炼工艺及轧制工艺进行了总结。

CaSRE系超易切削钢的研究开发

在1.5t感应炉中用硅钙合金和稀土金属处理了含硫钢水,开发了一种新型环保易切削钢并进行了切削性能和力性测试,结果表明,钢材切削性能极佳,力学性能达到了国标中相应钢种的标准。借助于扫描电镜和能谱分析技术研究了钢中M n-RE-C a-S系复合夹杂物,切削过程中这种夹杂物在刀具前刀面上形成一层保护膜,减轻了刀具磨损,改善了切削过程。

国内1215系低碳高硫易切削钢的工艺流程和内部质量控制

对国内100 t EAF-LF-CC和80 t、100 t、160 t转炉-LF-CC四条生产线生产的1215系低碳高硫易切削钢(/%:0.05～0.10C、≤0.013Si、1.06～1.33Mn、0.051～0.061P、0.24～0.36S、0.012 0～0.0140[O]、≤0.005A1)进行实物分析。结果表明,国内1215低碳高硫钢成分控制特点为通过适当提高Mn含量控制钢中的Mn/S(3.7～3.9),个别流程通过降低S含量可使Mn/S达4.4;160 t转炉流程在夹杂物控制上优于其余流程(Mn/S=3.8,MnS夹杂面积和长宽比波动较小)。.由于连铸坯元素偏析较小和轧后冷却速度控制得当,80 t转炉流程和160 t转炉流程生产的钢中无明显的带状组织,而100 t电弧炉流程和100 t转炉流程生产的钢中带状组织级别为3～4。

含锡易切削钢的冶炼和性能研究

以锡替代铅 ,用 2 0kg感应炉熔炼了成分 (% )为 :0 2 0～ 0 2 1C ,0 5 6～ 0 6 0Si,0 78～ 0 80Mn ,0 2 8～ 0 2 9S ,0 0 6 6～ 0 0 70P ,0～ 0 0 4 9Sn易切削钢。试验结果表明 ,加锡可以明显改善钢的切削性能 ,经 6 0min切削 ,高速钢刀具后刀面磨损宽度 (Vb)由切削未加Sn钢的 0 6 0mm降到切削加Sn钢的 0 4 5mm。加锡钢的力学性能与含铅易切削钢相当。扫描电镜和能谱对钢中夹杂物和断口分析表明 。

易切削钢连铸工艺开发

随着我国机械工业的迅速发展,易切削钢受到越来越多的关注。为了满足日益发展的机械工业和汽车工业对易切削钢产量和质量的要求,国内外各钢铁企业积极开展提高易切削钢质量的相关工作。通过对易切削钢钢种特性的研究,找出了影响易切削钢连铸工艺顺行的关键环节和影响连铸坯质量的主要因素,在立足于原有冶炼设备和轧制设备,不增加投资的情况下,成功开发了易切削钢连铸工艺。