З.Автоматные стали (стали с повышенной обрабатываемостью резанием)

Обрабатываемость резанием является одной из важнейших технологических характеристик стали. Хорошая обрабатываемость резанием повышает производительность труда и сокращает расход инструмента.

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.

3.1.Углеродистые автоматные стали

Наиболее часто применяют автоматные углеродистые стали А12, А20, А40Г, имеющие повышенное содержание серы (0,08 - 0,3 %), фосфора ( < 0,05 %) и марганца (0,7-1,0 %). Сталь А40Г содержит 1,2 - 1,55 % Мп.

Сера в автоматной стали находится в виде сульфидов марганца MnS, 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.

18

Эти стали обладают большой анизотропией механических свойств, склонны к хрупкому разрушению, имеют пониженый предел выносливости. Поэтому сернистые автоматные стали применяют лишь для изготовления неответственных изделий — преимущественно нормалей или метизов.

3.2.Легированные автоматные стали

В настоящее время разработан ряд новых сталей повышенной обрабатываемости, легированных порознь или совместно Pb, Se, Те, Са, 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 — 0,22нм), препятствующий схватыванию инструмента с материалом обрабатываемой детали, что и облегчает образование и отделение стружки.

Свинец присутствует в стали в виде дисперсных частиц, удушает обрабатываемость резанием инструментом из быстрорежущей стали при пониженных и средних скоростях резания (до 100—-120 м/мин). Легированные стали, содержащие свинец 0,15—0,30% Pb (АС12ХН, АСЗОХМ, АС38ХГМ. и др.) 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 свинец в зоне резания плавится и испаряется, что вызывает схватывание инструмента с обрабатываемой деталью.

19

Для улучшения обрабатываемости, стали с повышенным содержанием серы (0,06 — 0,12 %) легируют селеном 0,04—0,10 % Se (например, стали А45Е, А 4 0 X Е).

Комплексное легирование серой и селеном позволяет в 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 (АП — автоматная кальциевая) могут быть углеродистыми (АЦ20...АЦ60) и легированными (АЦ45Х, АЦ40Г, АЦ40Г2, АЦ20ХНЗ и ДР-)-

Кальциевые стали обрабатываются твердосплавным инструментом при высоких скоростях резания (более 100 м/с). Стойкость инструмента повышается в 1,5—3 раза. Нередко кальциевые стали дополнительно легируют свинцом или теллуром (Те), а также селеном или комплексами этих добавок.

Присадки, повышающие обрабатываемость (S, Са, Pb, Se), понижают конструктивную прочность стали. Свинец снижает предел выносливости после цементации (нитроцементации) на 40 %. и после улучшения на 10 %. Сера и кальций снижают при химико-термической обработке предел выносливости о., на 20 %, предел контактной выносливости сталей, содержащих РЬ, Са и S, более чем в 2 раза. Значительная анизотропия ударной вязкости в сталях повышенной обрабатываемости не позволяет рекомендовать их для деталей, работающих в сложнонапряженном состоянии, а также со значительными концентрациями напряжений.

20

№ n/n	Г руппа	Марка стали	Материал инструмента для обработки данной стали	Скорость обработки стали	Применение
1.	Автоматные углеродистые
2.	Автоматные легированные СВИНЦОМ
3.	Автоматные легированные селеном
4. .	Автоматные кальциевые

ЗАДАНИЕ 3.

1. Заполнить таблицу 4.

2. Расшифровать марки сталей из каждой группы

А14

АС12ХГМ

A40XE

АЦ20ХНЗ

21