易切削钢生产发展很快,品种和牌号数量不断增加,产量逐渐上升。在美国、日本、英国、前联邦德国、前苏联五国易切削钢标准中,多者有31个钢号(AISI),少者有7个钢号(FOCT)。品种已经扩大到扁钢和管易。易切削钢产量以日本较多,增加速度也较快。1965年接近10万t,到了1985年达到了100万t左右,其中硫系占64.4%。日本生产的易切削钢约有40%~46%消耗在汽车制造业,产业机械消耗约10%,家庭用品和其他消耗约6%。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。
折叠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,但磷含量过高会显着降低塑性,提高硬度,反而对钢的切削性起有害作用。
生产工艺易切削钢可在各种炼钢炉中冶炼,但低碳的硫易切削钢宜用转炉冶炼,硫的合金化是在盛钢桶或熔池中加入硫或硫化铁进行的,所用锰铁以低硅和低碳者为宜。如无特殊要求,应尽量降低钢中硅含量,以改善钢的切削性,并要进行充分脱氧,防止产生发纹。在冶炼过程中产生的硫、铅等有害气体,必须用强力通风装置排除,并应有防治污染环境等设施处理。易切削钢中含硫较高时,会有热脆倾向,不利热加工,应予注意。冷加工时力求外形尺寸精确,表面质量良好,以改善在自动机床上切削加工性能。
碳。钢中碳含量的高低与钢材的切削性能有关。碳含量过低,组织中会出现大量铁素体,钢的硬度和强度很低,切屑易粘着于刀刃上形成刀瘤,加之切屑是撕裂断落,使切削性下降,加工表面粗糙度很高。碳量过高,组织中珠光体量增多,硬度及强度提高,使切削抗力增大,切削性变坏。易切削结构钢中碳含量以0.15%~0.25%为宜。
⑵锰。钢中锰与硫形成硫化锰夹杂,使切屑易于断裂,改善钢的切削性,还能消除或减弱因硫所引起的热脆性。因此,在易切削钢中应保证锰含量在0.60%~1.60%之间,并保持适当的Mn/S的比值。