فولاد برش آزاد یک فولاد آلیاژی است که مقدار معینی از یک یا چند عنصر برش آزاد مانند گوگرد، فسفر، سرب، کلسیم، سلنیوم و تلوریم را به فولاد اضافه می کند تا خواص برش آن را بهبود بخشد. همچنین به عنوان فولاد برای پردازش ماشین ابزار اتوماتیک شناخته می شود که به آن فولاد اتوماتیک گفته می شود. این نوع فولاد را می توان با سرعت برش بالاتر و عمق برش عمیق تر برش داد. با توجه به عناصر آسان برش اضافه شده به فولاد، مقاومت برش فولاد کاهش می یابد. در عین حال، ویژگی های خود عناصر برش آسان و ترکیبات تشکیل شده برای روانکاری ابزارهای برش، شکستن تراشه ها به راحتی، کاهش سایش و در نتیجه کاهش کیفیت سطح قطعه کار عمل می کنند. زبری، بهبود عمر ابزار و راندمان تولید.
با توجه به عناصر برش آسان، می توان آن را به موارد زیر تقسیم کرد:
⑴فولاد برش بدون گوگرد
گوگرد ترکیبات سولفید منگنز را با منگنز و آهن در فولاد تشکیل می دهد. چنین آخالهایی میتوانند تداوم فلز پایه را مختل کنند، باعث شکستن تراشهها و ایجاد یک شعاع فر کوچک و کوتاه در حین برش شوند، و به راحتی برداشته میشوند و سایش ابزار را کاهش میدهند و سطح ماشینکاری شده را کاهش میدهند. زبری و بهبود عمر ابزار. به طور کلی، ماشینکاری فولاد با افزایش محتوای گوگرد در فولاد افزایش مییابد. با این حال، خواص مکانیکی طولی و عرضی فولاد کاملاً متفاوت است، انعطاف پذیری عرضی و چقرمگی ضعیف است، و خواص خستگی و مقاومت در برابر خوردگی نیز کاهش مییابد. هنگامی که میزان گوگرد در فولاد بسیار زیاد باشد، باعث شکنندگی حرارتی، ایجاد مشکل در پردازش گرم فولاد و بدتر شدن خواص مکانیکی فولاد می شود. معمولاً محتوای گوگرد {{0}} است.08% ~ 0.30%، و مقداری را می توان تا 0.4% افزایش داد. میزان گوگرد در فولاد ابزار برش آزاد و فولاد ضد زنگ باید بین 0.06٪ تا 0.10٪ باشد.
فسفر بیشتر در ترکیب با گوگرد به فولاد اضافه می شود، معمولاً با محتوای فسفر {{0}}.04% تا 0.12%. محلول جامد فسفر در فریت باعث افزایش سختی و استحکام، کاهش چقرمگی و شکستن و جدا کردن تراشه ها می شود و در نتیجه نتایج خوبی به دست می آید. زبری سطح ماشین کاری شده خوب است، اما محتوای بیش از حد فسفر به طور قابل توجهی باعث کاهش انعطاف پذیری و افزایش سختی می شود که تأثیر مضری بر ماشینکاری فولاد خواهد داشت.
⑵ فولاد برش بدون سرب
سرب به شکل ذرات ریز فلزی در فولاد است که به طور مساوی توزیع شده یا به سولفیدهای اطراف چسبیده است. به دلیل نقطه ذوب پایین سرب، مذاب در حین برش برای روانکاری، کاهش اصطکاک و بهبود قابلیت ماشینکاری خارج می شود، اما بر خواص مکانیکی در دمای اتاق تأثیر نمی گذارد. محتوای سرب در فولاد به طور کلی {{0}}.10٪ تا 0.35٪ است. از آنجایی که سرب دارای نسبت خاص زیادی است، اگر محتوای آن خیلی زیاد باشد، به راحتی باعث جداسازی شدید و تشکیل ذرات بزرگ می شود که در عوض اثر مفید سرب بر پردازش برش را کاهش می دهد. سرب و گوگرد در فولاد ساختاری کم کربن ترکیب می شوند تا اثر برش فولاد را به طور قابل توجهی بهبود بخشند.
⑶ فولاد برش بدون کلسیم
کلسیم در فولاد با آلومینیوم و سیلیکون ترکیب می شود و اکسیدهای کامپوزیت با نقطه ذوب پایین (عمدتا CaO·Al2O3·SiO2) را تشکیل می دهد. در حین برش با سرعت بالا، اکسیدهای کلسیم به سطح ابزار برش می چسبند تا اصطکاک را روان کنند و اصطکاک را کاهش دهند، بنابراین استفاده از ابزار بهبود می یابد. زندگی اگر همزمان حاوی عناصری مانند گوگرد و سرب باشد، اثر ترکیبی آنها باعث بهتر شدن اثر برش می شود.
با بهبود ابزارهای برش از دهه 1980، ابزارهایی که با پوشش T|N روی فولاد برش آزاد کلسیمی پوشانده شده اند، تأثیر قابل توجهی بر ابزارهای پردازش چرخ دنده مانند برش های هوبینگ و برش های شکل دهنده دنده با هزینه ابزار بالا دارند.
⑷ فولاد برش بدون تلوریم و بیسموت
محتوای تلوریم و بیسموت حدود {{0}} است.03٪ تا 0.10٪، و محتوای سلنیوم می تواند به 0.15٪ برسد. سلنیوم در فولاد به شکل سلنیدهایی مانند FeSe و MnSe وجود دارد. نقش آن شبیه گوگرد است. برای فولادهایی که هم به ماشین کاری بالا و هم پلاستیک خوب نیاز دارند، بهتر است سلنیوم به فولاد اضافه شود تا گوگرد. تلوریم را می توان به تنهایی یا همزمان با سرب یا گوگرد اضافه کرد تا اجزای کامپوزیتی ایجاد کند تا مقاومت برش و حرارت برش را کاهش دهد، تراشه ها را آسان کند، ماشین کاری فولاد را به طور قابل توجهی بهبود بخشد، و زبری سطح ماشینکاری شده خوب را به دست آورد. با این حال، افزودن تلوریم کمی انعطاف پذیری و چقرمگی فولاد را کاهش می دهد. سلنیوم و تلوریم به طور کلی در فولاد آلیاژی استفاده می شود. بیسموت مشابه سرب در فولاد عمل می کند و به صورت ذرات ریز فلزی ظاهر می شود که به طور مساوی توزیع شده یا در اطراف سولفیدها چسبیده اند.
