Конструкционные стали высокой обрабатываемости резанием (автоматные)

Высокая обрабатываемость резанием достигается специально вводимыми присадками серы, свинца, кальция. По химическому составу автоматные стали разделяют на углеродистые сернистые, углеродистые и легированные свинецсодержащие, углеродистые и легированные кальцийсодержащие, легированные кальцийсвинецсодержащие.

В зависимости от вида обработки автоматные стали подразде­ляют на горячекатаные, калиброванные, прокат круглого сече­ния со специальной отделкой поверхности или с обточенной по­верхностью. В зависимости от назначения производят горячека­таные стали для последующей горячей обработки давлением, для обработки резанием, для волочения (подкат).

Эти стали производятся без термической обработки, термичес­ки обработанными (Т), нагартованными (Н).

При обработке резанием стойкость инструмента повышается благодаря уменьшению трения между инструментом и обраба­тываемой сталью и образованию сыпучей, легко отделяющейся стружки. Решающую роль для повышения стойкости играют вклю­чения сульфидов, свинца (он не растворяется в железе) и слож­ных оксидов, в которые входит СаО. Под влиянием теплоты, вы­деляющейся в зоне резания, включения размягчаются и выпол­няют роль смазочного материала. Чрезмерный разогрев при вы­соких скоростях резания сопровождается быстрым испарением свинца и снижением стойкости инструментов. Рекомендуется свинецсодержащие автоматные стали не обрабатывать со скоростью резания свыше 100 м/мин. Кальцийсодержащие стали наиболее легко обрабатываются твердосплавными инструментами со ско­ростью резания 150-300 м/мин, так как для размягчения слож­ных оксидов с СаО необходим нагрев при высокой температуре. Путем увеличения количества включений достигают образования сыпучей стружки. С этой же целью в некоторых марках автомат­ных сталей предусматривают повышенное содержание фосфора для уменьшения пластичности феррита.

Относительно небольшие добавки серы, свинца и кальция мало изменяют механические свойства автоматных сталей по сравне­нию со свойствами аналогичных, не содержащих этих доба­вок сталей. Углеродистые сернистые автоматные стали не исполь­зуют для деталей, испытывающих значительные контактные нагрузки. В свинецсодержащих сталях из-за включений мягко­го свинца рекомендуется ограничивать контактные напряже­ния до 1700 МПа. Кальцийсодержащие стали наиболее пригод­ны для нагруженных зубчатых колес и деталей, где сопротивле­ние контактной усталости определяет эксплуатационную надеж­ность.

Недостатком автоматных сталей является анизотропия меха­нических свойств вследствие вытянутых по направлению прокат­ки включений. Анизотропия наиболее сильно проявляется в уг­леродистых сернистых сталях и в меньшей степени — в свинец­содержащих сталях с добавками серы. В поперечном направле­нии по отношению к направлению прокатки у этих сталей понижены δ и KCU.

Углеродистые сернистые стали A11, A20 применяют для изго­товления мелких малонагруженных деталей, где требуются вы­сокая точность размеров и малая шероховатость поверхности. Кро­ме крепежных деталей из этих сталей изготовляют детали слож­ной формы. Стали АЗО и А40Г используют для деталей, рассчи­танных на более высокие нагрузки. Детали из автоматных сталей при необходимости подвергают различным видам термической обработки: нормализации, закалке и отпуску, индукционной закал­ке и т. п.