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          易切削不銹鋼

          2021-05-14 09:33:25
          易切削不銹鋼
          詳細介紹:

              易切削不銹鋼多用于被切削加工的機械構件,其被切削性且不說鋁和黃銅,就連一般的結構鋼都不如。

              另外,對不銹鋼要求高的產品生產率,在大量生產時使用的自動旋床等機械,切削處理性也是很重要的。近年來,在要求加工精度極為嚴格的電子裝置等構件方面,為確保尺寸精度非常需要工具磨耗量少的鋼種。

              易切削不銹鋼就是按上述的要求加入易切削元素使切削性提高的不銹鋼。本文在對一般使用的易切削元素的種類及特征說明后,還將介紹實際使用的易切削不銹鋼的種類及主要用途還有其新動向。

              易切削不銹鋼大致有兩種鋼種,即以不銹鋼為基加入了S或Pb的制定了JIS標準的鋼種和各廠家獨立根據產品要求特性,單獨或復合加入易切削元素而開發的鋼種(以下稱獨立開發鋼種)。JIS標準鋼種如表2所示,目前共有9種,作為通用易切削鋼用于各種緊固件和小型軸等。獨立開發鋼種根據要求存在很多種類,很難詳細報導,本文將以改善切削性的鋼種及重視耐蝕性的鋼種為主,對其種類及用途給予介紹。

              首先是為改善切削性的鋼種,而使用的*一般的手法就是加大易切削元素量的加入,這只適合易切削成分的規格范圍下限的JIS標準鋼種,例如:SUS303、430的硫含量提高到0.3%以上,就是為了改善被切削性的。但是,這樣單純的提高硫含量會使耐蝕性等其他的特性降低。為此,在獨立開發鋼種中把各易切削元素佳組合加入,在增加易切削元素總量的同時,把特性的惡化抑制到低限度。使用多的是S與Pb復合加入的鋼種,在鐵素體系、馬氏體系為了進一步提高被切削性也有把Se、Te等組合,加入3~4種易切削元素,提高各段被切削性的鋼種已在實際應用。這些獨立開發的鋼種,由于生產性低,總的價格高,所以多用于要求高尺寸精度、高生產性的精密加工產品。

              其次,敘述既重視耐蝕性又確保易切削性的鋼種。前述的Pb、Bi、Se和Ca對耐蝕性的影響小,故在重視耐蝕性的鋼種均使用這些易切削元素。在JIS標準中也于1991年制定了含Pb的馬氏體系不銹鋼SUS 410F2和SUS 420F2的標準。于1972年制定了含Se的奧氏體系不銹鋼SUS 303Se的標準。并且還在獨立開發的鋼種中對鐵素體系不銹鋼SUS 410L、430加入了Pb,在奧氏體系不銹鋼中對SUS 304加入了Pb和Se,這些鋼種已被實際應用。另一方面,Pb、Se這些元素本身對人體有害,所以很難在與食品直接接觸的產品方面使用。因此,開發了使用影響小的Bi的奧氏體系不銹鋼,用于食品機械等部門。另外,以歐洲為中心利用Ca開發了比基礎鋼被切削性好的奧氏體系和馬氏體系不銹鋼,并作為通用材料而實用化。

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              在鐵素體系切削不銹鋼中還利用了其他電磁特性,大多咱螺線管閥和電磁傳感器等產品方面使用。在這樣的用途中,一般使用對電磁特性影響小的Pb。

              易切削不銹鋼的新動向

              為易切削不銹鋼具有更高的被切削性,更好的耐蝕性這樣長久追求的特性開發了新的鋼種,這里對放氣和無鉛化記述了其具體例子。    簡便式硬磁盤驅動裝置(HDO)為了改善逐年記錄密度及小型化,使用的導線接點等用銀、銅構成的構件,也是極小型細徑化。過去,HDO所使用的馬達襯套及套管都是使用含MnS的SUS 416 和SUS 430F。但是,當在高溫、高濕等環境下時,不穩定的MnS發生化學分解,形成硫化氣體即發生所謂放氣現象。

              因此,擔心小型細徑的銀、銅構件會被腐蝕。為此,采用控制化學成分,用Cr置換MnS中的Mn。提高硫化物[(Mn、Cr)S]中的含鉻率,使得硫化物本身的化學穩定性提高。由于MnS中含鉻量提高,雖然犧牲了某些切削性,但為了彌補這點,得到更高的切削性,開發了含Pb、Te的鋼種,現在HDD用構件已實用化。

              (2)無鉛化

              歐共體1998年制定的廢電氣電子機器再生利用(WEEE)的指令及禁止使用特定物質(RoHS)的指令中,雖然規定鋼中的不純物Pb不得超過0。3%,但在日本的汽車、家電業界等部門實際上要求不含Pb。如上所訴,Pb對耐蝕性、冷加工性和電磁特性的影響較小,作為不銹鋼的易切削元素是非常有效的。與Pb同族的元素Bi雖然為代用元素的候補,但考慮到Bi本身的估計埋藏量與Pb相比非常少,并且作為目前Pb精練時的副產品生產時,暫時還是可以使用的,不過很難成為長久的對策。*近,開發了不是把S作為MnS,而是形成化學上更穩定的Ti系碳硫化物,抑制了S的耐蝕性惡化等缺點有效地代替了Pb的鋼種。期待著成為下一代的易切削不銹鋼。

             


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