貴鋼易切削鋼是以硫作為主要易切削元素,同時添加適量的磷。磷和硫復合加入鋼中,提高切削性的原因就在于磷對鐵素體基體的脆化作用(提高硬度和強度,降低韌性)和硫化物的內部缺口效應,硫以硫化錳(MnS)的形式分布在鋼中,由于MnS夾雜物作為應力集中源,割斷了基體的連續性而使切屑易斷,又由于MnS的潤滑作用而降低了刀具的磨損,從而改善了鋼材的切削加工性能。
由于硫易切削鋼用途廣泛、生產成本低且作為含鉛1215易切削鋼的替代品經濟環保,近年來得到了快速發展,硫易切削鋼的可切削性隨硫質量分數的增多而改善,即在刀具同樣壽命的條件下,硫質量分數越高,可切削速度越高。硫易切削鋼按硫質量分數不同,可分為低硫鋼(wS≤0.025%)、中硫鋼(wS=0.04%~0.09%)和高硫鋼(wS=0.1%~0.3%)。
某特鋼廠從2007年開始研發低碳高硫易切削鋼1215HS,其生產工藝流程為:ConsteeL電弧爐→LF精煉→R9m弧形連鑄機→165mm2連鑄坯→Φ5.5mm~Φ22mm熱軋盤條。經過幾次試產,影響1215HS可切削性的主要問題是:1)硫化物形態差,紡錘體比例少(紡錘體比例為21%),存在大量線條狀硫化物,線條狀硫化物長寬比高達18;2)脆性夾雜物出現幾率高達90%,而且形態尺寸大,數量多。
研究發現,通過采用Si、Mn脫氧,控制鋼中氧質量分數為0.02%~0.03%,同時采用低堿度渣精煉,有效改善了硫化物形態,降低了脆性夾雜物出現的機率及尺寸,顯著提高了切削性能。
據用戶批量使用后反映,產品的切削性能較以往有大幅提高,不僅能夠滿足使用要求,而且12L14易切削鋼的切削性能與國內外含鉛易切削鋼相差無幾,滿足了經濟環保的要求。