在汽車零部件領域,為了提高切削效率,經常使用含微量鉛(0.04%~0.30%)的
1144易切削鋼。日本年產量超過50萬噸。然而,近年來世界范圍內的環(huán)保浪潮對減少有毒重金屬鉛的使用提出了強烈的要求,因此開發(fā)一種無鉛切割鋼是十分必要的。
1144易切削鋼的特點是能顯著改善切削加工(即斷開)和刀具、鉆頭等刀具的使用壽命。另一種無硫切削鋼具有提高切削性能的作用,但切屑斷裂性能不好。進一步增加的內容(為0.08-0.12 %)會加重力學性能的各向異性。
為了開發(fā)與可切削切削鋼相媲美的切削加工性和機械性能,無鉛切削鋼具有與鉛元素相似的性能和功能。為此,開展了以下基礎性研究:潤滑。當切削過程中的溫升達到鉛的熔點時,鉛的熔化成為刀具與芯片之間的潤滑劑,降低了摩擦阻力。B熔化金屬的脆性是脆性的,它降低了鋼的剪切強度,增加了芯片的斷開(也就是說,刀具不會被纏結)。應力集中源切削時切削區(qū)會產生較小的內部裂紋,從而降低切削阻力,增加斷屑。
兩種鋼種除鉍含量均高、低。其它代表性成分為0.30% C、0.20% I和0.70%錳,即在含0.30%碳的碳鋼中加入鉍。通過淬火、回火熱處理鋼的發(fā)展,控制的硬度大約是250hv,測定了該鋼的力學性能;根據刀具壽命(磨損)和芯片處理評價鋼的切削性能;此外,通過限制冷鍛鋼裂紋的壓縮率。結果表明,鋼的雙量僅為原鉛和鉛的1/2,但兩者的切削性能也較好。這是因為日歷和鉛的熔點很低(約300ce)。在切削加熱和加熱的條件下,還具有潤滑、降低摩擦阻力、熔化金屬脆化和應力集中等綜合功能,導致切屑折斷。因此,在切削和添加雙金屬時,刀具的壽命很長。切割各種切削條件,特別是高速切削時,切屑不會扭曲刀具,這對保證自動切削操作的穩(wěn)定性具有重要意義。因此,完全可以滿足汽車零部件的性能要求。開發(fā)的
1144易切削鋼具有優(yōu)良的綜合性能(相當于甚至優(yōu)于原鉛鋼),徹底消除了重金屬鉛對環(huán)境和人體的危害,具有良好的應用前景。