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影响y40mn易切削钢可切削性的因素

  易切削钢是机械工业发展中应用日趋广泛的节能材料,是我国轿车用钢国产化急需解决的难产特钢品种之一。目前国内市场需求量约30万吨,而国内只有重庆特殊钢厂、上钢五厂、首钢特钢、贵阳钢厂能少量生产,全国易切削钢年总产量仅为2万吨,且全部采用模铸工艺生产,产量、质量都远不能满足国内市场需求。其中y40mn易切削钢是高硫中碳易切削钢,有较好的切削性能,与45号钢相比可提高刀具寿命四倍,提高生产效率30%,有较高的强度和硬度,适于加工要求刚性高的零件,如丝杠、光杆、齿条和花键轴等。
  y40mn易切削钢是由碳 C :0.37~0.45;硅 Si:0.15~0.35;锰 Mn:1.20~1.55;硫 S :0.02~0.30;磷 P :≤0.05等构成,其力学性质抗拉强度σb (MPa):(热轧)590~735; (冷拉后高温回火状态)590~785伸长率 δ5 (%):(热轧)≥14;(冷轧)≥17,以热轧或冷拉状态交货。这类钢可以用较高的切削速度和较大的切削深度进行切削加工。由于钢中加入的易切削元素,使钢的切削抗力减小,同时易切削元素本身的特性和所形成的化合物起润滑切削刀具的作用,易断屑,减轻了磨损,从而降低了工件的表面粗糙度,提高了刀具寿命和生产效率。
  众所周知,易切削钢随着强度、硬度的升高,其切削力越大,切削温度越高,刀具的寿命就越低,故其可切削性也就越差;材料的塑性越高,刀具表面粘结现象和加工硬化会因加工变形而越严重,断屑会更困难,越不易获得良好的表面质量,其可切削性就越差;金属材料的韧性越大,消耗的切削功越多,切削力大,其可切削性越差;金属材料的导热性越差,散热会较差,使得切削区温度越高,从而加快了刀具的磨损,可切削性就越差。
  易切削钢的化学成分也影响易切削钢的可切削性。比如碳钢中碳含量的增加,会引起强度和硬度的增加,但塑性和韧性就会下降;低碳钢的塑性和韧性较大,而高碳钢的硬度和强度又较高,这些都使得其可切削性不好;而中碳钢的强度、硬度、塑性和韧性均适中,所以它的可切削性更好。此外在钢中添加一些合金元素,如S, P, Pb, Ca,  Si, Mn,  W, Mo等元素,都会改善或降低钢的可切削性。
  易切削钢的可切削性首先决定于其化学成分,因为化学成分决定了材料的力学、物理性能。但是,由于生产工艺的不同,相同化学成分的材料也会存在不同的金相组织,金相组织不同,就会导致不同的力学、物理性能。因此金属材料的可切削性最终决定于金相组织,了解和控制改变金属材料的金相组织,对改善金属材料可切削性有很重要的意义。
 

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