Fritskærende stål er et legeret stål, der tilføjer en vis mængde af et eller flere fritskærende elementer såsom svovl, fosfor, bly, calcium, selen og tellur til stålet for at forbedre dets skæreegenskaber. Også kendt som stål til automatisk bearbejdning af værktøjsmaskiner, kaldet automatisk stål. Denne type stål kan skæres ved højere skærehastigheder og dybere skæredybder. På grund af de letskærende elementer, der er tilføjet stålet, reduceres stålets skæremodstand. Samtidig fungerer egenskaberne ved selve de letskærende elementer og de dannede forbindelser til at smøre skæreværktøjerne, let knække spåner, reducere slid og dermed reducere overfladekvaliteten af emnet. ruhed, forbedring af værktøjets levetid og produktionseffektivitet.
Ifølge de letskærende elementer kan den opdeles i:
⑴Svovlfrit skærende stål
Svovl danner mangansulfid indeslutninger med mangan og jern i stål. Sådanne indeslutninger kan afbryde kontinuiteten af basismetallet, få spånbrud til at danne en lille og kort krølningsradius under skæring og er nemme at fjerne, hvilket reducerer værktøjsslid og reducerer den bearbejdede overflade. ruhed og forbedre værktøjets levetid. Generelt stiger stålets bearbejdelighed, når svovlindholdet i stålet stiger. Imidlertid er stålets langsgående og tværgående mekaniske egenskaber ret forskellige, den tværgående plasticitet og sejhed er dårlig, og trætheds- og korrosionsbestandighedsegenskaberne er også reduceret. Når svovlindholdet i stål er for højt, vil det forårsage termisk skørhed, forårsage vanskeligheder ved varmbearbejdning af stål og forringe stålets mekaniske egenskaber. Sædvanligvis er svovlindholdet {{0}}.08 % ~ 0,30 %, og nogle kan øges til 0,4 %. Svovlindholdet i fritskærende værktøjsstål og rustfrit stål bør være mellem 0,06% ~ 0,10%.
Fosfor tilsættes for det meste stål i kombination med svovl, normalt med et fosforindhold på {{0}},04 % til 0,12 %. Den faste opløsning af fosfor i ferrit vil øge hårdheden og styrken, reducere sejheden og gøre spånerne nemme at knække og fjerne, og derved opnå gode resultater. Den bearbejdede overfladeruhed er god, men for højt indhold af fosfor vil reducere plasticiteten betydeligt og øge hårdheden, hvilket vil have en skadelig effekt på stålets bearbejdelighed.
⑵ Blyfrit skærende stål
Bly er i form af fine metalpartikler i stål, jævnt fordelt eller bundet til de omgivende sulfider. På grund af blyets lave smeltepunkt siver smelten ud under skæring for at smøre, reducere friktionen og forbedre bearbejdeligheden, men påvirker ikke de mekaniske egenskaber ved stuetemperatur. Blyindholdet i stål er generelt {{0}},10 % til 0,35 %. Fordi bly har en stor specifik andel, vil det, hvis indholdet er for højt, let forårsage alvorlig adskillelse og danne store partikelindeslutninger, som i stedet vil reducere blyets gavnlige effekt på skærebearbejdningen. Bly og svovl kombineres til konstruktionsstål med lavt kulstofindhold for at forbedre stålets skæreeffekt mere markant.
⑶Calciumfrit skærende stål
Calcium i stål kombineres med aluminium og silicium for at danne sammensatte oxider med lavt smeltepunkt (hovedsageligt CaO·Al2O3·SiO2). Under højhastighedsskæring klæber calciumoxiderne til overfladen af skæreværktøjet for at smøre og reducere friktionen og dermed forbedre brugen af værktøjet. liv. Hvis det indeholder elementer som svovl og bly på samme tid, vil deres sammensatte effekt gøre skæreeffekten bedre.
Med forbedringen af skærende værktøjer siden 1980'erne har værktøjer belagt med T|N-belægning på calcium-fritskærende stål en betydelig effekt på tandhjulsbearbejdningsværktøjer som f.eks. hobbing-skærere og tandhjulsskærere med høje værktøjsomkostninger.
⑷Se-, tellur- og vismutfrit skærende stål
Indholdet af tellur og bismuth er omkring {{0}}.03 % til 0,10 %, og indholdet af selen kan nå op på 0,15 %. Selen findes i stål i form af selenider som FeSe og MnSe. Dens rolle ligner svovls. For stål, der kræver både høj bearbejdelighed og god plasticitet, er det bedre at tilsætte selen til stål end svovl. Tellur kan tilsættes alene eller samtidigt med bly eller svovl for at danne sammensatte indeslutninger for at reducere skæremodstand og skærevarme, gøre spåner nemme at fjerne, væsentligt forbedre bearbejdeligheden af stål og opnå god bearbejdet overfladeruhed. Imidlertid vil tilsætning af tellur reducere plasticiteten og sejheden af stål en smule. Selen og tellur bruges generelt i legeret stål. Bismuth virker på samme måde som bly i stål og fremstår som indeslutninger af fine metalpartikler, jævnt fordelt eller bundet omkring sulfider.
