
*一次世界大戰期間(1914~1918年),美國人首先發現硫在鋼中對改善切削性的作用,生產出自動機床用硫系低碳易切削鋼,后來英、蘇、德、日、法等國也相繼生產自動機床用硫系易切削鋼并逐步使之系列化。硫系易切削鋼的產量大,用途廣,許多新型易切削鋼也是以硫系為基礎發展起來的。約在1932年后,人們受到切削性異常優越的鉛黃銅的啟發,開始研制含鉛的易切削鋼。因鉛有劇毒,當時在冶煉和安全防護等方面的技術問題還沒有解決,直到1937年美國研制出含鉛易切削鋼。1958年,日本引進此種技術并開始研制新的鉛易切削鋼,到1975年日本公布的含鉛易切削鋼專利就有25項之多。前蘇聯是在70年代初才開始生產鉛易切削鋼
隨著機械切削加工不斷向自動化、高速化和精密化方向發展,對材料的切削性提出更高的要求,于是出現了切削性更佳的鉛一硫復合易切削鋼,又稱為**易切削鋼。此后各種鉛一硫二元和多元復合易切削鋼陸續問世。碲作為易切削元素用于易切削鋼,首先出現在1932年的專利中。1961年美國研制成功一種含碲易切削鋼,它是硫一鉛一碲多元復合易切削鋼,其切削性非常優異,可與易切削黃銅比美。由于硒與碲的性能和作用相近,故經常被交替使用或同時加入鋼中。自60年代起,人們又從另一途徑來研究改善鋼的切削性,即加入某種脫氧元素,以生成所需要的脫氧產物--有利夾雜,在日本將此稱為脫氧調整型易切削鋼。前聯邦德國于1964年首先提出用鈣脫氧的鈣易切削鋼專利,3年后被日本引入并正式生產,它較適于用TiC的硬質合金刀具,進行高速切削,可顯著提高生產率,降低工具消耗。在日本已成為汽車、拖拉機制造業中用量相當大的一種易切削鋼。從60年代后期開始,又研究了加鈦脫氧的易切削鋼。1973年日本首先發表了以鈦脫氧的鈦一硫復合易切削鋼專利,近幾年,在日本等少數國家已開始試用。
鉛在鋼中呈細小金屬顆粒形態,均勻分布或附著于硫化物的周圍。由于鉛的熔點較低,切削時融熔滲出起潤滑作用,降低摩擦,提高切削性,但并不影響常溫力學性能。鋼中鉛含量一般在0.10%~0.35%。因為鉛的比重大,如含量過高,容易引起嚴重的偏析并形成大顆粒夾雜物,反而降低鉛對切削加工的有利作用。鉛和硫復合加入低碳結構鋼中,改善鋼材被切削的效果更為顯著。
三、鈣易切削鋼
鋼中鈣與鋁、硅結合形成低熔點的復合氧化物(主要是CaO·Al2O3·SiO2),高速切削時,鈣系氧化物附著于切削工具表面起潤滑和減摩作用,從而提高刀具的使用壽命。如果同時含硫、鉛等元素,它們的復合作用會使切削效果更好。80年代以來隨著切削工具的改進,在鈣易切削鋼上涂有T|N涂層的工具,對于工具費用高的滾齒刀、插齒刀等齒輪加工工具,有顯著效果。
四、硒、碲、鉍易切削鋼
碲、鉍含量約為0.03%~0.10%,硒的含量可達0.15%。硒以硒化物如FeSe、MnSe等形態存在于鋼中,其作用與硫相似,對于既要求高的切削性,又要求較好塑性的鋼,在鋼中加硒要比硫好。碲可單獨加入,也可與鉛或硫同時加入鋼中,形成復合夾雜物,以降低切削抗力和切削熱,使切屑容易排除,顯著提高鋼的切削性,得到良好的加工表面粗糙度,不過加碲后會使鋼的塑性、韌性稍有降低。硒和碲一般多用于合金鋼。鉍在鋼中的作用與鉛相似,呈細小的金屬顆粒夾雜物,均勻分布或附著于硫化物周圍