易切削钢(free cutting steel)在钢中加入一定数量的一种或一种以上的硫、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素,以改善其切削性的合金钢。又称自动机床加工用钢,简称自动钢。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。
中国从20世纪50年代开始生产硫系易切削钢(主要是低碳自动机床加工用钢),1975年又审订了易切削钢的新标准GBl91-75。从70年代起,开始试生产钙系和钛系易切削钢。但是对生产中需要特殊防护,以消除公害的含铅、硒或碲的易切削钢,却一直未正式生产。从1977年开始,中国又研究了含稀土易切削钢。
 
 
 
表示方法
①钢号冠以"Y",以区别于优质碳素结构钢。
②字母"Y"后的数字表示碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,例如平均碳含量为0.3%的易切削钢,
其钢号为"Y30"。
③锰含量较高者,亦在钢号后标出"Mn",例如"Y40Mn"。
 
 
 
分类
按所含易切削元素可分为:
⑴硫易切削钢
硫在钢中与锰和铁形成硫化锰夹杂,这类夹杂物能中断基体金属的连续性,在切削时促使断屑形成小而短的卷曲半径,而易于排除,减少刀具磨损,降低加工表面粗糙度,提高刀具寿命。通常钢的被切削性随钢中硫含量的增多而增高。但钢的纵向和横向的力学性能差别大,横向塑、韧性差,疲劳及耐蚀性能也有所降低。钢中硫含量过高时,会导致热脆性,对钢的热加工造成困难,恶化钢的力学性能。通常硫含量为0.08%~0.30%,有的可提高到0.4%,易切削工具钢和不锈钢中的硫含量均应在0.06%~0.10%之间。
磷多与硫复合加入钢中,通常磷含量在0.04%~0.12%,磷固溶于铁素体中会提高硬度和强度,降低韧性,使切屑易于折断和排除,从而获得良好的加工表面粗糙度,但磷含量过高会显著降低塑性,提高硬度,反而对钢的切削性起有害作用。
⑵铅易切削钢
铅在钢中呈细小金属颗粒形态,均匀分布或附着于硫化物的周围。由于铅的熔点较低,切削时融熔渗出起润滑作用,降低摩擦,提高切削性,但并不影响常温力学性能。钢中铅含量一般在0.10%~0.35%。因为铅的比重大,如含量过高,容易引起严重的偏析并形成大颗粒夹杂物,反而降低铅对切削加工的有利作用。铅和硫复合加入低碳结构钢中,改善钢材被切削的效果更为显著。
⑶钙易切削钢
钢中钙与铝、硅结合形成低熔点的复合氧化物(主要是CaO?Al2O3?SiO2),高速切削时,钙系氧化物附着于切削工具表面起润滑和减摩作用,从而提高刀具的使用寿命。如果同时含硫、铅等元素,它们的复合作用会使切削效果更好。
80年代以来随着切削工具的改进,在钙易切削钢上涂有T|N涂层的工具,对于工具费用高的滚齿刀、插齿刀等齿轮加工工具,有显著效果。
⑷硒、碲、铋易切削钢
碲、铋含量约为0.03%~0.10%,硒的含量可达0.15%。硒以硒化物如FeSe、MnSe等形态存在于钢中,其作用与硫相似,对于既要求高的切削性,又要求较好塑性的钢,在钢中加硒要比硫好。碲可单独加入,也可与铅或硫同时加入钢中,形成复合夹杂物,以降低切削抗力和切削热,使切屑容易排除,显著提高钢的切削性,得到良好的加工表面粗糙度,不过加碲后会使钢的塑性、韧性稍有降低。硒和碲一般多用于合金钢。铋在钢中的作用与铅相似,呈细小的金属颗粒夹杂物,均匀分布或附着于硫化物周围。