Какие стали называются автоматными

Автоматная сталь – из нее получаются отличные метизы!

Любая автоматная сталь представляет собой специальный сплав, который максимально эффективно обрабатывается на металлорежущем оборудовании.

1 Особенности автоматных сплавов – зачем их выпускают?

Известно, что добавка в металлургические сплавы фосфора и серы ухудшает механические качества получаемой стали. Но хорошая обрабатываемость резанием, которой характеризуются автоматные стали (АС), достигается именно за счет введения в них повышенного количества указанных элементов. В таких сплавах фосфора может содержаться до 0,15 %, серы – до 0,35.

Кроме того, в них добавляют кальций, свинец, теллур и селен, которые модифицируют неметаллические включения (их состав) в описываемых сталях. За счет всех этих добавок АС и получают свои особые свойства. Их легко обрабатывать на различных металлорежущих станках.

АС используются для производства шпилек, гаек, всевозможных болтов и иных крепежных элементов. Также они незаменимы для выпуска на автоматических линиях изделий с небольшими геометрическими размерами. Все автоматные стали имеют следующие достоинства:

  • малый износ режущих приспособлений при их обработке;
  • легкий надлом металлической стружки (благодаря этому свойству отходы металлорежущего производства очень быстро удаляются с поверхности обрабатываемых изделий);
  • малый показатель шероховатости метизов, изготавливаемых из автоматных сплавов.

Важно и то, что АС разрешается обрабатывать на очень высоких скоростях работы станков. Это позволяет значительно увеличить их производительность.

Чаще всего автоматные сплавы режутся на автоматических быстроходных линиях, применяемых для выпуска массовой продукции.

Обратите внимание! Автоматными могут быть и легированные, и углеродистые сплавы. Не стоит думать, что АС производятся исключительно для получения из них метизов. Они используются для изготовления:

  • различных деталей для тракторной и автомобильной техники (хромоникелевые и хромистые АС с добавкой кальция и свинца);
  • шестерен, валов и аналогичных им элементов (стали с высоким содержанием кальция).

2 Легирование и обработка автоматных сплавов – как металлурги улучшают их?

Особые свойства АС достигаются за счет введения в них таких легирующих элементов:

Свинца вводится не более 0,3 %. Эта добавка увеличивает на 25–50 % разрешенную скорость обработки стали и почти в 3 раза износостойкость инструмента на фрезерном станке либо на другом металлорежущем агрегате.

Висмут добавляется для того, чтобы область обработки сталей не перегревалась. А кальций формирует в зоне резки особый слой, который не дает возможности образовываться адгезии и выступает в роли внутреннего смазочного компонента.

Содержание всех легирующих элементов в АС строго регламентируется стандартом 1414–75. Требования этого документа всегда должны соблюдаться неукоснительно, так как даже незначительное превышение количества той или иной добавки в автоматный сплав может кардинально изменить (и не в лучшую сторону) его свойства.

Технические характеристики рассматриваемых сталей улучшаются и следующими способами:

  • Цементацией. В ходе такой процедуры, предполагающей диффузионное поверхностное насыщение углеродом металла, увеличивается износостойкость готовой стали.
  • Диффузионным отжигом. Операция дает возможность устранить явление неоднородности включения серы в сталь. Отжиг производится при температуре около 1150°.
  • Закалке и следующим за ним отпуском (высоким). После такой обработки АС становятся менее вязкими и пластичными и более хрупкими, зато обретают существенно большую твердость.
  • Цианированию – насыщению (диффузионному) АС смесью азота и углерода. Операция выполняется при температурах около 950°.

Заметим, что в большинстве случаев АС поставляют потребителям в нагартованном виде. Такие стали обладают максимальной обрабатываемостью и высокими механическими характеристиками.

3 Маркировка автоматных сплавов – все просто

Узнать АС несложно. Ее обозначают литерой А. Эта буква ставится в самом начале марки сплава. Далее указывается:

  • объем углерода (сотые части процента);
  • наличие и содержание легирующих элементов.

Выше мы описывали химэлементы, которые добавляют в АС. Обозначаются они стандартно (так же, как и в конструкционных сталях, разновидностью которых являются рассматриваемые в статье сплавы):

  • Ц – кальций (его объем в АС – не выше 0,007 %);
  • С – свинец (до 0,3 %);
  • Х – хром (до 0,25 %);
  • Г – марганец (до 1 %);
  • Н – никель (до 0,25 %).

Литерой Е обозначают селен. Его всегда указывают в конце маркировки. Количество этого элемента минимальное (не выше десятой части процента). Поэтому цифру после буквы Е не ставят.

Таким образом, маркировка АС выглядит следующим образом:

  • А30, А20, А10 – сернистая углеродистая сталь;
  • АС14, АС40, АС11 – содержащая свинец, АС45Г2, АС35Г2 – свинец и марганец;
  • АЦ60, АЦ40 – содержащая кальций, АЦ35Г2 – кальций и марганец;
  • А45Е, А35Е – содержащая селен.

Как видим, маркировка АС четко показывает, что перед нами именно автоматный сплав с определенным содержанием легирующих компонентов.

Автоматная сталь. Марки автоматных сталей. Термообработка автоматной стали.

Раздел: Материаловедение. Металловедение.

Автоматные стали — стали, обладающие повышенной обрабатываемостью резанием.

Эффективным металлургическим приемом повышения обрабатываемости резанием является введение в сталь серы, селена, теллура, кальция, которые изменяют состав неметаллических включений, а также свинца, который образует собственные включения.

Автоматные стали А12, А20 с повышенным содержанием серы и фосфора используются для изготовления малонагруженных деталей на станках автоматах (болты, винты, гайки, мелкие детали швейных, текстильных, счетных и других машин). Эти стали обладают улучшенной обрабатываемостью резанием, поверхность деталей получается чистой и ровной. Износостойкость может быть повышена цементацией и закалкой.

Читать еще:  Чем отличается горячекатанная от холоднокатанной стали

Стали А30 и А40Г предназначены для деталей, испытывающих более высокие нагрузки.

У автоматных сталей, содержащих свинец (АС11, АС40), повышается стойкость инструмента в 1…3 раза и скорость резания на 25…50 %.

Легированные хромистые и хромоникелевые стали с присадкой свинца и кальция (АЦ45Г2, АСЦ30ХМ, АС20ХГНМ) используются для изготовления нагруженных деталей в автомобильной и тракторной промышленности.

Автоматные стали подвергают диффузионному отжигу при температуре 1100…1150 o С, для устранения ликвации серы.

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ ДЛЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

По назначению инструментальные стали делятся на стали для режущего, штамповогои измерительного инструментов. Кроме того, для изготовления режущего инструмента, особенно при скоростной обработке, широко применяют твердые сплавы.

Стали для режущего инструмента

Требования к сталям

Режущий инструмент работает в условиях длительного контакта и трения с обрабатываемым металлом. В процессе эксплуатации должны сохраняться неизменными конфигурации и свойства режу­щей кромки. Материал для изготовления режущего инструмента должен обладать высокой твердостью (ИКС ^ 60—62) и износо­стойкостью, т. е. способностью длительное время сохранять ре­жущие свойства кромки в условиях трения.

Чем больше твердость обрабатываемых материалов, толще стружка и выше скорость резания, тем больше энергия, затрачи­ваемая на процесс обработки резанием. Механическая энергия переходит в тепловую. Выделяющееся тепло нагревает резец, деталь, стружку и частично рассеивается. Поэтому основным требованием, предъявляемым к инструментальным материалам, является высокая теплостойкость, т. е. способность сохранять твердость и режущие свойства при длительном нагреве в процессе работы. По теплостойкости различают три группы инструменталь­ных сталей для режущего инструмента: нетеплостойкие, полу­теплостойкие и теплостойкие.

При нагреве до 200—300 °С нетеплостойких сталей в процессе резания углерод выделяется из мартенсита закалки и начинается коагуляция карбидов цементитного типа. Это приводит к потере твердости и износостойкости режущего инструмента. К нетепло­стойким относятся углеродистые и низколегированные стали. Полутеплостойкие стали, к которым относятся некоторые средне-легированные стали, например 9Х5ВФ, сохраняют твердость до температур 300—500 °С. Теплостойкие стали сохраняют твер­дость и износостойкость при нагреве до температур 600 °С.

Углеродистые и низколегированные стали имеют сравнительно низкую теплостойкость и невысокую прокаливаемость, поэтому их используют для более легких условий работы при малых скоростях резания. Быстрорежущие стали, имеющие более высо­кую теплостойкость и прокаливаемость, применяют для более тяжелых условий работы. Еще более высокие скорости резания допускают твердые сплавы и керамические материалы. Из суще­ствующих материалов наибольшей теплостойкостью обладает нитрид бора — эльбор, Эльбор позволяет обрабатывать материалы высокой твердости, например закаленную сталь, при высоких скоростях.

Углеродистые стали

Углеродистые инструментальные стали маркируются буквой У, а следующая за ней цифра показывает содержание углерода в де­сятых долях процента. Для изготовления инструмента применяют углеродистые качественные стали марок У7-— У13 и высококаче­ственные стали марок У7А—У13А. Высококачественные стали содержат не более 0,02 % серы и фосфора, качественные — не более 0,03 %.
По назначению различают углеродистые стали для работы при ударных нагрузках и для статически нагруженного инструмента.
Стали марок У7—У9 применяют для изготовления инстру­мента при работе с ударными нагрузками, от которого требуется высока
я режущая способность (зубила, клейма по металлу, де­ревообделочный инструмент, в частности пилы, топоры и т. д.).
Стали марок У10—У13 идут на изготовление режущего ин­струмента, не испытывающего при работе толчков, ударов и обладающего высокой твердостью (напильники, шаберы, острый хирургический инструмент и т. п.). Из стали этих марок иногда изготавливают также простые штампы холодного деформиро­вания.
Углеродистые доэвтектоидные стали после горячей пластиче­ской обработки <ковки или прокатки) и последующего охлажде­ния на воздухе имеют структуру, состоящую из пластинчатою перлита и небольшого количества феррита, а заэвтектоидные стали — пластинчатого перлита и избыточного цементита, кото­рый обычно образует сплошную или прерывистую сетку но гра­ницам бывших зерен аустенита.
Термическая обработка углеродистых инструментальных ста­лей состоит из двух операций: предварительной и окончательной обработок.
Предварительная термическая обработка сталей заключается в отжиге при 740—760 °С, цель которого — получить микрострук­туру, состоящую из зернистого перлита — псевдоперлита, так как при такой микроструктуре после последующей закалки полу­чаются наиболее однородные свойства. Кроме того, при такой структуре облегчается механическая обработка инструмента.
Окончательная термическая обработка состоит из закалки и низкого отпуска. Закалку проводят в воде от 780—810 °С, т. е, с температур, для доэвтектоидныхсталей лежащих несколько выше Лс3, а для заэвтектоидных — лежащих ниже Аст.

Углеродистые стали имеют очень высокую критическую ско­рость закалки — порядка 200—300 °С/с. Поэтому недопустимо даже малейшее замедление охлаждения при закалке, так как это может привести к частичному распаду аустенита при темпе­ратурах перлитного интервала и, как следствие, к появлению мягких пятен. Особенно быстро протекает распад аустенита в уг­леродистых сталях при температурах, близких к 500—550 °С, где он начинается почти мгновенно, протекает чрезвычайно ин­тенсивно и в течение нескольких секунд полностью заканчива­ется.
Поэтому только инструменты малого диаметра могут после закалки в воде прокаливаться насквозь. Однако при этом в них возникают большие внутренние напряжения, которые могут вы­звать существенные деформации.
Инструменты, имеющие крупные размеры, при закалке в воде и в водных растворах солей, кислот и щелочей, охлаждающая способность которых выше, чем воды, закаливаются на мартенсит лишь в тонком поверхностном слое. Структура же глубинных зон инструментов представляет собой продукты распада аустенита в перлитном интервале температур. Сердцевина инструментов, имеющая такую структуру, является менее хрупкой по сравне­нию с мартенситной структурой. Поэтому инструменты, имеющие такую сердцевину, лучше переносят толчки и удары по сравнению с инструментами, закаленными насквозь на мартенсит.
Углеродистые стали наиболее целесообразно применять для инструментов небольшого сечения (до 5 мм), которые можно зака­ливать в масле и достигать при этом сквозной прокаливаемости, а также для инструментов диаметром или наименьшей толщиной 18—25 мм, в которых режущая часть приходится только на по­верхностный слой, например напильники, зенкера, метчики.
Углеродистые инструментальные стали отпускают при тем­пературах не более 200 °С во избежание снижения твердости. Твердость окончательно термически обработанного инструмен­та из углеродистых сталей обычно лежит в интервале НВ.С 56—64.
Достоинствами углеродистых инструментальных сталей яв­ляются низкая стоимость, хорошая обрабатываемость давлением и резанием в отожженном состоянии.
Их недостатками являются невысокие скорости резания, ограниченные размеры инструмента из-за низкой прокаливаемо-сти и его значительные деформации после закалки в воде.

Читать еще:  Обозначение легирующих элементов в стали

Легированные стали

Низколегированные стали для режущего инструмента (13Х, 9ХС) также не обладают высокой теплостойкостью и обычно при­годны для работы при температурах не более 200 — 250 6 789Следующая ⇒

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Какие стали называются автоматными

Большинство деталей, за исключением получаемых из листа, тонкой проволоки или калиброванных прутков, изготавливают обработкой резанием. На любом машиностроительном заводе механические цехи являются основными по количеству рабочих, занимаемой площади,

потребляемой энергии, числу станков, хотя в настоящее время явно намечается тенденция перехода на другие более прогрессивные методы изготовления деталей (малоотходная или безотходная технология).

Естественно, что улучшение обрабатываемости стали — основного машиностроительного материала — имеет весьма большое практическое значение.

Вопрос о связи обрабатываемости со структурой и составом стали теоретически еще полностью не изучен.

Сложность вопроса об обрабатываемости режущим инструментом заключается прежде всего в неопределенности самого понятия обрабатываемости. Обрабатываемость можно расценивать с точки зрения допускаемой скорости резания (важнейший момент, определяющий производи тельность станка), усилия резания, чистоты обработанной поверхности. Кроме того, обрабатываемость одного и того же материала может быть различной при разных операциях — точение, фрезерование, сверление, шлифование и т. д. — или при грубой или отделочной обработках.

Получить удовлетворительную корреляцию между механическими свойствами и обрабатываемостью не удалось, но приближенно можно считать, что повышение твердости или прочности снижает обрабатываемость (определяемую по скорости резания) и в первом приближении даже мало зависит от состава стали (рис. 159).

Рис. 159. Обрабатываемость (допустимая скорость резания) в зависимости от прочности (подача 1 мм) глубина резания 2 мм

Однако при одинаковом значении твердости различия в структуре и в составе часто могут обусловить значительные различия в обрабатываемости.

Большое значение имеет теплопроводность стали. Стали с аустенитной структурой обладают малой теплопроводностью. Выделяющееся при резании тепло мало поглощается изделием, а в основном концентрируется в точках резания и разогревает режущую кромку инструмента, что снижает его стойкость. Поэтому, несмотря на низкую твердость, аустенитные стали обрабатываются плохо.

Размер зерна в стали существенно влияет на обрабатываемость. Крупнозернистая сталь, обладая пониженной вязкостью (об этом см. гл. III, п. 1), лучше обрабатывается резанием. Пониженная вязкость создает так называемую «обработочную хрупкость», способствует более легкому отделению и получению сыпучей, недлинной стружки.

Строение перлита также влияет на обрабатываемость. Доэвтектоидные стали обладают лучшей обрабатываемостью при структуре феррит + пластинчатый перлит. Эвтектоидные и заэвтектоидные стали лучше обрабатываются, если их структура состоит из зернистого перлита. Об условиях получения этих структур см. гл. X, п. 3 и гл. XI, п. 10.

Относительно влияния состава стали следует отметить, что увеличение содержания углерода в стали вследствие упрочнения приводит к снижению обрабатываемости. Тем не менее очень низкоуглеродистые стали и техническое железо обрабатываются плохо вследствие их большой вязкости и пластичности, кроме того, при их обработке получается длинная трудноудаляемая стружка.

Особое внимание следует обратить на влияние фосфора и серы. Оба эти элемента не только повышают стойкость инструмента, но

и способствуют получению обработанной поверхности лучшего качества. Поэтому для изготовления малоответственных деталей применяют так называемые автоматные стали — низкоуглеродистые стали с повышенным содержанием серы и фосфора. К недостаткам серофосфористых сталей относятся не только пониженная пластичность и вязкость, но и повышенная склонность к коррозии. Это следует учитывать при назначении автоматных сталей для изготовления деталей, подвергающихся механическим воздействиям, работающих в условиях повышенной влажности и т. д.

Читать еще:  Как согнуть стальную трубу в домашних условиях

Имеются и другие элементы, кроме серы, улучшающие обрабатываемость. К ним относятся химические аналоги серы — селен и теллур, которые в настоящее время используют для повышения обрабатываемости некоторых высоколегированных (нержавеющих) сталей. Было показано также, что обрабатываемость стали улучшается присадкой небольшого количества свинца (0,1-0,2 %), не растворимого ни в жид кой, ни в твердой стали. В твердой стали свинец, присутствуя в виде мелких обособленных включений, делает стружку более ломкой и оказывает смазывающее действие.

Состав автоматных сталей приведен в табл. 23.

Таблица 23. (см. скан) Химический состав автоматных сталей, % (ГОСТ 1414-75)

В целях лучшей обрабатываемости в сталь, кроме серы и фосфора, вводят свинец, селен, теллур. Такие автоматные стали (или повышенной обрабатываемости) позволяют в 2—3 раза сократить расход режущего инструмента (резцы, сверла и т. д.). Правда, во всех случаях механические свойства (пластичность, вязкость) ухудшаются, что необходимо иметь в виду.

Улучшение обрабатываемости достигается модифицированием жидкой стали (практически любого состава) кальцием (вводится в жидкую сталь в виде сил и кокал , который глобулизирует сульфидные включения, что улучшает обрабатываемость быстрорежущим инструментом (см. с. 361), т. е. при средних скоростях резания. Хотя улучшение обрабатываемости при этом не столь значительно как при легировании серой, фосфором, свинцом, но механические свойства, в особенности в направлении поперек прокатки не только не снижаются, но даже улучшаются. Остаточное содержание кальция, т. е. в готовой продукции совсем незначительно (0,001-0,003 %).

Лучше всего обрабатывается серофосфористая сталь Из нее резанием изготавливают неответственные детали массового производства.

Другие стали, указанные в табл. 23, предназначаются для изготовления более ответственных деталей, которые затем подвергают термической обработке.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Справочник по машиностроительным материалам. Т. I. М.: Машгиз, 1959. 907 с.

Болховитинов Н. Ф. Металловедение и термическая обработка. М.: 1965. 503 с.

Справочник. Материалы машиностроения. Т. II, М.: Машиностроение, 1967. 496 с.

Гуляев А. П. Чистая сталь. М.: Металлургия, 1975. 184 с.

Гольдштейн Я. Б., Заславский А. Я. Конструкционные стали повышенной обрабатываемости. М.: Металлургия, 1977. 246 с.

Журавлев В. Николаева О. М. Машиностроительные стали (справочник). М.: Машиностроение, 1981. 392 с.

Автоматные стали

Автоматные стали

  • Автоматная сталь Эти стали характеризуются хорошей обрабатываемостью за счет резания за счет повышенного содержания серы и фосфора. Оба эти элемента увеличивают срок службы инструмента. Обрабатываемость связана с износом режущего инструмента, скоростью резания, чистотой режущей поверхности, прочностью формы наконечника и т. д.

Также необходимо обратить внимание на взаимосвязь между механическими свойствами стали и обрабатываемостью. Здесь необходимо учитывать как скорость резания, так и нагрев инструмента во время этого процесса. Обращение с пластиковой сталью затруднено из-за трудноразрушаемой стружки. Обрабатываемость низкоуглеродистой стали повышается за счет холодной пластической деформации,

которая способствует образованию легко отделяющейся стружки. Людмила Фирмаль

Очень эффективным металлургическим приемом является введение в сталь серы, селена, теллура и кальция, что не только изменяет состав неметаллических включений, но и создает уникальные включения. За столом. 4. в соответствии с 5GOST1414-75 приведен химический состав некоторых автоматических сталей. Т а б л и Ц А4. 5. Химический состав стали свободной резки

Марка стали Элемент содержание,%МП си С Р ЮВ ll0,07-0,15 Людмила Фирмаль

Сталь a ll, l2 и A20 применяются для крепежа и изделий сложной формы, которые не подвергаются большим нагрузкам, но имеют высокие требования к точности размеров и чистоте поверхности. Азо и А40Г сталей предназначены для компонентов, которые опыт более высоких напряжениях. Свинецсодержащая сталь широко используется в производстве деталей двигателей.

В автоматической селенсодержащей стали обрабатываемость улучшается за счет образования селенидов, сульфокселенилидов, тем самым обволакивающих твердые оксидные включения, и устраняется их износостойкость, кроме того, селенид, поскольку он сохраняет свою сферическую форму после обработки давлением, практически не вызывает анизотропии и не ухудшает эксплуатационные характеристики стали, такие как коррозионностойкость. Использование этих сталей снижает расход инструмента вдвое и повышает производительность до 30%.



Режим работы с 07:00 утра до 24:00 ночи (часовой пояс Москва)

Образовательный сервис позволяющий получить дополнительные знания

Если не указано иное, контент на этом сайте лицензирован под международной лицензией Creative commons attribution 4.0

© 2000 – 2019 ИП «Фирмаль Людмила Анатольевна»

Все авторские права на размещённые материалы сохраняются за правообладателями. Любое коммерческое и другое использование кроме предварительного ознакомления запрещено. Публикация предоставленных материалов не преследует за собой коммерческой выгоды. Публикация являются рекламой бумажных изданий этих документов. Я оказываю услуги по сбору, компоновке и обрабатыванию информации по теме заданной мне Клиентом. Результат работы не будет готовым научным трудом, но может быть источником для его самостоятельного изучения и написания.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector