8. СТАЛИ С ПОВЫШЕННОЙ ОБРАБАТЫВАЕМОСТЬЮ РЕЗАНИЕМ

Обрабатываемость резанием является одной из важных технологических характеристик стали. Хорошая обрабатываемость резанием повышает производительность труда и сокращает расход инструмента, что имеет особо важное значение для массового производства (авто- и тракторостроения, сельскохозяйственного машиностроения, станкостроения и т. д.).

Поэтому в промышленности широко применяют так называемые автоматные стали, позволяющие проводить обработку резанием с большой скоростью, увеличить стойкость инструмента и получить высокое качество обрабатываемой поверхности.

Наиболее часто применяют автоматные углеродистые стали имеющие повышенное содержание серы фосфора и марганца Сталь содержит

Сера в автоматной стали находится в виде сульфидов марганца т. е. вытянутых вдоль прокатки включений, которые способствуют образованию короткой и ломкой стружки. При повышенном содержании серы уменьшается трение между стружкой и инструментом из-за смазывающего действия сульфидов марганца.

Фосфор, повышая твердость, прочность и охрупчивая сталь, способствует образованию ломкой стружки и получению высокого качества поверхности.

Эти стали обладают большой анизотропией механических свойств, склонны к хрупкому разрушению, имеют пониженный предел выносливости. Поэтому сернистые автоматные стали применяют лишь для изготовления неответственных изделий — преимущественно нормалей или метизов. В настоящее время разработан ряд новых сталей повышенной обрабатываемости, легированных порознь или совместно образующими металлические и неметаллические включения свинца, оксисульфидов, силикатов и других оксидов определенного состава, морфологии и дисперсности. Эти включения создают в очаге резания как бы внутреннее смазывание — тончайший слой (для свинца — 0,22 нм), препятствующий схватыванию инструмента с материалом обрабатываемой детали, что и облегчает образование и отделение стружки.

Свинец присутствует в стали в виде дисперсных частиц, улучшает обрабатываемость резанием инструментом из быстрорежущей стали (см. с. 352) при пониженных и средних скоростях резания (до Легированные стали, содержащие , позволяют повысить скорость резания на 20—25 а при сохранении постоянной скорости резания увеличить стойкость инструмента в 2—7 раз в зависимости от состава и структуры обрабатываемой стали. Наиболее легко обрабатываются стали, имеющие структуру пластинчатого перлита и крупное зерно. При больших скоростях резания твердосплавным инструментом (см. с. 364) свинец в зоне резания плавится и испаряется, что вызывает схватывание инструмента с обрабатываемой деталью. Для улучшения обрабатываемости стали с повышенным содержанием серы легируют (например, стали Селен образует сравнительно крупные сульфоселениды и селениды.

Комплексное легирование серой и селеном позволяет в 1,5- 2 раза снизить расходы режущего инструмента или сократить

на 20-30 % время обработки и уменьшить износ инструмента на 30-35 %. Микролегирование селеном улучшает обрабатываемость резанием труднообрабатываемых ферритных и аустенитных сталей.

Применение нашли дешевые стали повышенной обрабатываемости, содержащие кальций. Кальциевые стали — автоматная кальциевая) могут быть углеродистыми и легированными .

Кальциевые стали обрабатываются твердосплавным инструментом при высоких скоростях резания (более Стойкость инструмента повышается в раза. Нередко кальциевые стали дополнительно легируют свинцом или теллуром, а также селеном или комплексами этих добавок.

Присадки, повышающие обрабатываемость понижают конструктивную прочность стали. Свинец снижает предел выносливости после цементации (нитроцементации) на 40 % и после улучшения на Сера и кальций снижают при химико-термической обработке предел выносливости на 20 %, предел контактной выносливости сталей, содержащих и более чем в 2 раза. Глобулярная форма дисперсных включений при однородно дифференцированной ферритно-перлитной структуре менее резко снижает механические свойства и улучшает обрабатываемость резанием. Значительная анизотропия ударной вязкости в сталях повышенной обрабатываемости не позволяет рекомендовать их для деталей, работающих в сложнонапряженном состоянии, а также со значительными концентрациями напряжений.