Thép cắt tự do là thép hợp kim bổ sung một lượng nhất định của một hoặc nhiều nguyên tố cắt tự do như lưu huỳnh, phốt pho, chì, canxi, selen và Tellurium vào thép để cải thiện đặc tính cắt của nó. Còn được gọi là thép để gia công máy công cụ tự động, gọi tắt là thép tự động. Loại thép này có thể được cắt ở tốc độ cắt cao hơn và độ sâu cắt sâu hơn. Do các bộ phận dễ cắt được thêm vào thép nên khả năng chống cắt của thép bị giảm. Đồng thời, đặc tính của bản thân các bộ phận dễ cắt và các hợp chất được hình thành có chức năng bôi trơn dụng cụ cắt, dễ bẻ phoi, giảm mài mòn và do đó làm giảm chất lượng bề mặt của phôi. độ nhám, nâng cao tuổi thọ dụng cụ và hiệu quả sản xuất.
Theo các yếu tố dễ cắt, nó có thể được chia thành:
⑴Thép cắt không chứa lưu huỳnh
Lưu huỳnh tạo thành thể vùi mangan sunfua với mangan và sắt trong thép. Các tạp chất như vậy có thể làm gián đoạn tính liên tục của kim loại cơ bản, khiến phoi bị vỡ tạo thành bán kính cong nhỏ và ngắn trong quá trình cắt và dễ dàng loại bỏ, giảm mài mòn dụng cụ và giảm bề mặt gia công. độ nhám và cải thiện tuổi thọ dụng cụ. Nói chung, khả năng gia công của thép tăng lên khi hàm lượng lưu huỳnh trong thép tăng lên. Tuy nhiên, các tính chất cơ học dọc và ngang của thép khá khác nhau, độ dẻo và độ bền ngang kém, đặc tính mỏi và chống ăn mòn cũng giảm. Khi hàm lượng lưu huỳnh trong thép quá cao sẽ gây giòn nhiệt, gây khó khăn trong quá trình gia công nóng thép và làm giảm tính chất cơ học của thép. Thông thường hàm lượng lưu huỳnh là {{0}}.08% ~ 0.30% và một số có thể tăng lên 0,4%. Hàm lượng lưu huỳnh trong thép dụng cụ cắt tự do và thép không gỉ phải nằm trong khoảng 0,06% ~ 0,10%.
Phốt pho chủ yếu được thêm vào thép kết hợp với lưu huỳnh, thường có hàm lượng phốt pho từ {{0}},04% đến 0,12%. Dung dịch rắn phốt pho trong ferrite sẽ làm tăng độ cứng và độ bền, giảm độ dẻo dai và làm cho phoi dễ vỡ và loại bỏ, từ đó thu được kết quả tốt. Độ nhám bề mặt gia công tốt, nhưng hàm lượng phốt pho quá cao sẽ làm giảm đáng kể độ dẻo và tăng độ cứng, ảnh hưởng có hại đến khả năng gia công của thép.
⑵ Thép cắt không chì
Chì ở dạng hạt kim loại mịn trong thép, phân bố đều hoặc gắn với các sunphua xung quanh. Do điểm nóng chảy thấp của chì nên chất nóng chảy chảy ra trong quá trình cắt để bôi trơn, giảm ma sát và cải thiện khả năng gia công nhưng không ảnh hưởng đến tính chất cơ học ở nhiệt độ phòng. Hàm lượng chì trong thép thường là {{0}},10% đến 0,35%. Do chì có tỷ lệ riêng lớn nên nếu hàm lượng quá cao sẽ dễ gây ra sự phân tách nghiêm trọng và hình thành các tạp chất hạt lớn, điều này sẽ làm giảm tác dụng có lợi của chì trong quá trình cắt. Chì và lưu huỳnh được kết hợp thành thép kết cấu có hàm lượng carbon thấp để cải thiện hiệu quả cắt của thép một cách đáng kể hơn.
⑶Thép cắt không chứa canxi
Canxi trong thép kết hợp với nhôm và silicon tạo thành oxit tổng hợp có nhiệt độ nóng chảy thấp (chủ yếu là CaO·Al2O3·SiO2). Trong quá trình cắt tốc độ cao, các oxit canxi bám vào bề mặt dụng cụ cắt để bôi trơn và giảm ma sát, do đó cải thiện việc sử dụng dụng cụ. mạng sống. Nếu nó chứa đồng thời các nguyên tố như lưu huỳnh và chì, hiệu ứng tổng hợp của chúng sẽ giúp hiệu quả cắt tốt hơn.
Với sự cải tiến của các dụng cụ cắt từ những năm 1980, các dụng cụ được phủ lớp phủ T|N trên thép cắt không chứa canxi có ảnh hưởng đáng kể đến các dụng cụ gia công bánh răng như dao cắt hobbing và máy cắt định hình bánh răng với chi phí dụng cụ cao.
⑷Thép cắt không chứa Se, Tellurium và bismuth
Hàm lượng của Tellurium và bismuth là khoảng {{0}}.03% đến 0,10% và hàm lượng selen có thể đạt tới 0,15%. Selen tồn tại trong thép ở dạng selenua như FeSe và MnSe. Vai trò của nó tương tự như lưu huỳnh. Đối với các loại thép yêu cầu cả khả năng gia công cao và độ dẻo tốt, việc thêm selen vào thép sẽ tốt hơn lưu huỳnh. Tellurium có thể được thêm vào một mình hoặc đồng thời với chì hoặc lưu huỳnh để tạo thành các thể vùi tổng hợp nhằm giảm lực cản cắt và nhiệt cắt, giúp dễ dàng loại bỏ phoi, cải thiện đáng kể khả năng gia công của thép và đạt được độ nhám bề mặt gia công tốt. Tuy nhiên, việc thêm Tellurium sẽ làm giảm nhẹ độ dẻo và độ bền của thép. Selen và Tellurium thường được sử dụng trong thép hợp kim. Bismut hoạt động tương tự như chì trong thép, xuất hiện dưới dạng tạp chất của các hạt kim loại mịn, phân bố đều hoặc gắn xung quanh sunfua.
