Sekiranya anda pernah bekerja di kedai mesin atau bahagian ketepatan yang diperlukan seperti bolt atau gear, Anda tahu betapa mengecewakannya perlahan, pemesinan sukar boleh. Di sinilahKeluli struktur pemotongan percuma bersinar. Tidak seperti keluli biasa, Ia direka untuk dipotong dengan cepat, menghasilkan cip bersih, dan mengurangkan masa dan wang pakaian pakaian untuk pengeluar. Dalam panduan ini, Kami akan memecah sifat utamanya, Penggunaan dunia nyata, Bagaimana ia dibuat, dan bagaimana ia dibandingkan dengan keluli lain. Sama ada anda seorang ahli mesin, jurutera, atau pengurus kilang, Panduan ini akan membantu anda memilih keluli pemotongan percuma yang tepat untuk pantas, bahagian berkualiti tinggi.
1. Ciri -ciri Bahan Keluli Struktur Pemotongan Percuma
Superpower Keluli Struktur Percuma Pemotongan Percuma adalahkebolehkerjaan-Terima kasih kepada bahan tambahan khas yang membuat pemotongan lebih lancar dan lebih cepat. Ia mengimbangi ini dengan kekuatan struktur yang cukup untuk kegunaan dunia nyata.
Komposisi kimia
Rahsia keupayaannya terletak pada unsur-unsur "pemotongan bebas" yang memecahkan cip dan mengurangkan geseran. Komposisi biasa termasuk:
- Besi (Fe): 95 - 98% – The base metal, menyediakan kekuatan struktur.
- Karbon (C): 0.08 - 0.50% – Low to medium carbon: Menjaga keluli cukup kuat untuk komponen (Mis., aci) Tetapi tidak terlalu sukar untuk dipotong.
- Mangan (Mn): 0.60 - 1.60% – Works with sulfur to form Mangan sulfida (MNS) inclusions—these act like “micro-cutters” to break chips and reduce tool friction.
- Silikon (Dan): ≤0.35% – Minimized because high silicon makes steel harder to cut (ia meningkatkan pakaian alat).
- Fosforus (P): 0.04 - 0.12% – Added in small amounts to soften the steel’s surface, menjadikannya lebih mudah untuk alat untuk dipotong melalui.
- Sulfur (S): 0.08 - 0.35% – The most critical free-cutting element: Borang MNS Kemasukan yang meningkatkan pembentukan cip dan mengurangkan seretan alat.
- Aditif pemotongan percuma (untuk gred berprestasi tinggi):
- Memimpin (Pb): 0.15 - 0.35% – Lubricates the cutting tool (mengurangkan haba dan pakai) tetapi kurang biasa hari ini kerana peraturan alam sekitar.
- Selenium (Dengan): 0.10 - 0.25% – A safer alternative to lead; meningkatkan kebolehkerjaan tanpa risiko beracun.
- Tellurium (The): 0.03 - 0.10% – Boosts chip breakage (Sesuai untuk pemesinan gear berkelajuan tinggi).
- Bismuth (Bi): 0.10 - 0.30% – Another lead-free option; Mengurangkan alat memakai dan meningkatkan kemasan permukaan.
Sifat fizikal
Ciri -ciri ini memudahkan diproses dan boleh dipercayai:
| Harta | Nilai tipikal | Mengapa penting untuk pemesinan & Gunakan |
|---|---|---|
| Ketumpatan | ~ 7.85 g/cm³ | Sama seperti keluli biasa - mudah untuk mengira berat bahagian (Mis., kapasiti beban pengikat). |
| Titik lebur | ~ 1450 - 1500 ° C. | Sama dengan keluli biasa - serasi dengan proses pemutus dan rolling standard. |
| Kekonduksian terma | ~ 40 - 45 W/(m · k) | Menghilangkan haba dengan baik-menghalang terlalu panas semasa pemesinan berkelajuan tinggi (Melindungi alat). |
| Pekali pengembangan haba | ~ 11 x 10⁻⁶/° C. | Sama seperti keluli biasa - bahagian menyimpan bentuk mereka selepas pemesinan (tidak meledingkan dari perubahan suhu). |
| Sifat magnet | Ferromagnet | Senang ditangani dengan alat magnet (Mis., memegang bahagian di tempat semasa pemesinan). |
Sifat mekanikal
Ia cukup kuat untuk bahagian struktur tetapi cukup lembut untuk dipotong:
- Kekerasan: 120 - 180 Hb (Brinell) - cukup lembut untuk pemesinan pantas (alat tidak membosankan dengan cepat) tetapi cukup sukar untuk menahan haus yang digunakan (Mis., sesendal).
- Kekuatan tegangan: 400 - 700 MPA - cukup kuat untuk komponen mekanikal (Mis., gear, pin) tetapi lebih rendah daripada keluli karbon tinggi (Perdagangan untuk kebolehkerjaan).
- Kekuatan hasil: 250 - 450 MPA - selekoh hanya di bawah tekanan berat (Bagus untuk bahagian seperti aci yang membawa beban).
- Pemanjangan: 15 - 30% - membentang cukup untuk membentuk bahagian (Mis., Pengikat sejuk) tanpa retak.
- Kesan ketangguhan: 30 - 80 J/cm² - Sederhana (lebih selamat daripada keluli rapuh) - Boleh mengendalikan kejutan kecil (Mis., gear yang memukul halangan kecil).
- Rintangan Keletihan: Bagus - menahan tekanan berulang (Mis., Aci berputar) selama bertahun -tahun, Walaupun kurang daripada keluli aloi.
Sifat lain
Ini adalah ciri -ciri yang menjadikannya kegemaran mesin:
- Kebolehkerjaan: Cemerlang-Potongan 2-3x lebih cepat daripada keluli rendah karbon biasa; menggunakan kuasa yang kurang dan menghasilkan sedikit alat.
- Pembentukan cip: Dikawal - pecah menjadi kecil, cip yang mudah dibayar (Tidak lama, helai kusut yang menyumbat mesin).
- Memakai alat: Elemen pemotongan bebas yang rendah (seperti MNS atau selenium) mengurangkan geseran, Jadi alat bertahan 2-4x lebih lama daripada ketika memotong keluli biasa.
- Kemasan permukaan: Lancar - RA biasa (kekasaran) dari 1.6 - 3.2 μm (vs. 3.2 - 6.3 μm untuk keluli biasa) - Tiada penggilap tambahan yang diperlukan untuk kebanyakan bahagian.
- Tindak balas rawatan haba: Sederhana - boleh dikeraskan (melalui pelindapkejutan/pembajaan) Untuk bahagian yang lebih sukar (Mis., gear yang dipakai tinggi) tetapi sering digunakan dalam keadaan "as-machined" untuk kesederhanaan.
2. Aplikasi keluli struktur pemotongan percuma
Campuran pemesinan cepat dan kekuatan yang mencukupi menjadikannya sesuai untuk bahagian -bahagian yang perlu dihasilkan dalam kuantiti yang besar atau dengan toleransi yang ketat. Berikut adalah kegunaan teratasnya:
Komponen mekanikal
Pengilang bergantung padanya untuk bahagian ketepatan:
- Gear: Gear kecil dan sederhana (Mis., di peralatan rumah tangga atau mesin pejabat) - Pemesinan Cepat Menjaga Kos Pengeluaran Rendah, dan kemasan permukaan licin memastikan operasi yang tenang.
- Aci: Aci kecil (Mis., dalam motor elektrik atau pam) - Mudah dipotong dengan panjang tepat dan tambahkan alur/lubang tanpa memakai alat.
- Pin: Pin penjajaran atau pin engsel - dimesin cepat dengan toleransi yang ketat (± 0.01 mm) untuk pemasangan yang boleh dipercayai.
- Bushings: Pakaian bushings (Mis., di pintu engsel atau jentera) - disesuaikan untuk melicinkan lubang dalaman yang mengurangkan geseran.
Pengikat
Ini adalah kegunaan yang paling biasa -bilion pengikat keluli pemotongan percuma dibuat setiap tahun:
- Bolt, Kacang, & Skru: Pengikat pembinaan atau jentera - dimesin dengan cepat (Thread dipotong dengan mudah) dan cukup kuat untuk menahan beban.
- Rivet: Rivet kecil untuk elektronik atau jentera ringan - mudah dibentuk dan dipasang tanpa retak.
Aplikasi Kejuruteraan Am
Ia pergi ke bahagian tersuai atau tinggi:
- Komponen injap: Batang atau tempat duduk injap kecil - pemesinan yang tepat memastikan meterai yang ketat, dan pakaian alat yang rendah membuat pengeluaran cekap.
- Bahagian instrumen: Komponen untuk mengukur alat (Mis., calipers) - Kemasan permukaan licin dan toleransi yang ketat meningkatkan ketepatan.
3. Teknik pembuatan untuk keluli struktur pemotongan percuma
Membuat keluli struktur pemotongan percuma melibatkan 7 Langkah-langkah utama-masing-masing memberi tumpuan kepada menambahkan elemen pemotongan bebas dan memastikan kebolehkerjaan:
1. Lebur dan pemutus
- Proses: Bijih besi, Karbon, dan mangan cair di relau arka elektrik (EAF). Kemudian, elemen pemotongan bebas (Sulfur, selenium, atau bismut) ditambah -masa adalah kritikal: Sulfur ditambah lewat untuk mengelakkan pembakaran, semasa memimpin (jika digunakan) ditambah terakhir untuk terus bercampur. Keluli cair dilemparkan ke dalam papak (untuk lembaran) atau bilet (Untuk bar/wayar).
- Matlamat utama: Mengedarkan kemasukan pemotongan percuma (seperti MNS) merata - rumpun akan menyebabkan kerosakan alat atau pemesinan yang tidak sekata.
2. Rolling panas
- Proses: Papak/bilet dipanaskan hingga 1100-1250 ° C (merah panas) dan dilancarkan ke bar, batang, atau lembaran. Rolling panas membentuk keluli dan membentangkan kemasukan MNS menjadi panjang, zarah nipis (Sesuai untuk kerosakan cip).
- Petua utama: Kelajuan rolling perlahan membantu mengekalkan kemasukan secara merata (Rolling cepat boleh menggosok mereka).
3. Rolling sejuk (Pilihan)
- Proses: Untuk bahagian yang memerlukan permukaan yang lancar (Mis., pengikat), Keluli bergulung panas disejukkan dan dilancarkan lagi pada suhu bilik. Rolling sejuk meningkatkan kemasan permukaan (Ra 1.6 μm) dan mengetatkan toleransi (± 0.05 mm).
- Terbaik untuk: Bahagian ketepatan seperti gear atau pin - mengelakkan langkah penggilap tambahan.
4. Rawatan haba
- Proses: Kebanyakan keluli pemotongan percuma digunakan "as-rolled" (Tiada rawatan haba) kerana haba dapat mengeraskannya dan mengurangkan kebolehkerjaan. Untuk bahagian yang lebih sukar (Mis., gear yang dipakai tinggi):
- Penyepuhlindapan: Dipanaskan hingga 800-900 ° C dan disejukkan perlahan - melembutkan keluli untuk pemesinan, kemudian mengeras kemudian.
- Pelindapkejutan & Pembiakan: Dipanaskan hingga 850-950 ° C., dipadamkan dalam minyak, kemudian marah pada 200-400 ° C - meningkatkan kekerasan (25-35 HRC) sambil mengekalkan ketangguhan.
- Matlamat utama: Kekerasan dan kebolehkerjaan keseimbangan-jangan terlalu keras sebelum memotong.
5. Pemesinan (Langkah teras untuk bahagian akhir)
- Proses: Keluli dipotong ke bahagian akhir menggunakan:
- Berpaling: Bentuk bahagian silinder (aci, bolt) Pada pelarik - keluli pemotongan percuma mengurangkan alat, Jadi pelarik berjalan lebih cepat.
- Penggilingan: Mencipta gear, slot, atau permukaan rata - Pembentukan cip terkawal menghalang penyumbatan kilang.
- Penggerudian: Menambah lubang ke bahagian (Mis., lubang bolt) - Pemotongan pantas bermaksud kurang masa setiap lubang.
- Faedah utama: Pemesinan kelajuan sehingga 50% lebih cepat daripada keluli biasa - kilang boleh membuat 10,000 bolt dalam sehari bukan 6,000.
6. Rawatan permukaan
- Proses: Bahagian dilapisi untuk meningkatkan rintangan kakisan atau memakai:
- Galvanizing: Dip dalam zink - Melindungi pengikat atau aci dari karat (digunakan dalam jentera luaran).
- Penyaduran krom: Menambah keras, Lapisan Berkilat - Digunakan untuk bushings atau gear yang memerlukan rintangan haus tambahan.
- Lukisan/salutan serbuk: Menambah perlindungan warna dan karat (digunakan dalam bahagian yang kelihatan seperti komponen perkakas).
7. Kawalan dan Pemeriksaan Kualiti
- Analisis kimia: Cek sulfur, selenium, atau tahap plumbum-memastikan elemen pemotongan bebas berada dalam spesifikasi (Mis., 0.15-0.25% sulfur).
- Ujian machinability: Memotong sampel dengan alat standard - mengukur alat alat dan pembentukan cip (Mesti memenuhi standard industri seperti ISO 3685).
- Ujian mekanikal: Mengukur kekuatan tegangan dan kekerasan - memastikan bahagian dapat mengendalikan beban yang dimaksudkan.
- Pemeriksaan dimensi: Menggunakan Calipers atau Alat Pengukuran CNC - Mengesahkan Toleransi (Mis., Jarak gigi gear adalah ± 0.02 mm).
4. Kajian kes: Keluli struktur pemotongan percuma dalam tindakan
Contoh dunia nyata menunjukkan bagaimana ia menjimatkan masa dan wang. Inilah 3 Kes -kes utama:
Kajian kes 1: Kilang pengikat meningkatkan pengeluaran
Pengilang pengikat berjuang untuk memenuhi permintaan-mereka menggunakan keluli rendah karbon biasa, yang mengambil 2 minit ke mesin satu bolt, dan alat membosankan setiap 500 bolt.
Penyelesaian: Beralih ke keluli pemotongan percuma yang dimeteraikan sulfur (0.20% Sulfur, 0.15% selenium).
Hasilnya:
- Masa pemesinan setiap bolt jatuh ke 45 saat (62.5% lebih cepat) - Pengeluaran meningkat dari 3,000 ke 8,000 bolt/hari.
- Kehidupan alat diperluaskan ke 2,000 bolt (4x lebih lama) - Kos penggantian alat jatuh 75%.
- Jumlah kos pengeluaran yang dijatuhkan oleh 30% - Kilang memenuhi permintaan tanpa menambah mesin tambahan.
Kenapa ia berfungsi: Sulfur dan selenium pembentukan cip yang lebih baik dan haus alat yang dikurangkan, memotong masa dan kos.
Kajian kes 2: Pembuat gear meningkatkan kemasan permukaan
Pengilang gear membuat gear perkakas kecil dengan bahagian keluli biasa mempunyai permukaan kasar (Ra 6.3 μm) yang memerlukan penggilap tambahan, menambah 10 minit setiap gear.
Penyelesaian: Keluli pemotongan percuma yang ditambah dengan telurium (0.05% Tellurium).
Hasilnya:
- Kemasan permukaan bertambah baik kepada RA 2.0 μm - tiada penggilap tambahan diperlukan (disimpan 10 minit/gear).
- Kelajuan pemesinan meningkat oleh 40% - 500 gear/hari vs. 350 sebelumnya.
- Aduan pelanggan mengenai gear bising yang dijatuhkan oleh 90% - Permukaan licin mengurangkan geseran dan bunyi bising.
Kenapa ia berfungsi: Tellurium Peningkatan Kerosakan Cip dan Kawalan Alat, Membuat gigi gear yang lancar.
Kajian kes 3: Pengeluar aci memotong kos alat
Pembuat aci yang digunakan keluli karbon tinggi untuk aci motor-tools membosankan setiap 300 aci, dan pemesinan dijana panjang, kerepek kusut yang menyumbat mesin.
Penyelesaian: Beralih ke keluli pemotongan bebas bismut (0.25% Bismuth, 0.18% Sulfur).
Hasilnya:
- Kehidupan alat diperluaskan ke 1,200 aci (4x lebih lama) - Kos alat jatuh 75%.
- Chip tersumbat dihapuskan-Mesin berlari tanpa henti (Tidak ada lagi 30 minit rehat untuk membersihkan cip).
- Kadar sekerap turun dari 8% ke 2% - Bahagian yang lebih sedikit hancur oleh kerosakan cip.
Kenapa ia berfungsi: Bismuth dikurangkan alat, dan belerang dicipta kecil, cip yang mudah dibayar.
5. Keluli struktur pemotongan percuma vs. Bahan lain
Ia bukan keluli terkuat, Tetapi ia adalah yang terpantas untuk mesin. Begini bagaimana ia membandingkan:
| Bahan | Kebolehkerjaan (1= Terbaik) | Kekuatan tegangan (MPA) | Kos (vs. Keluli pemotongan percuma) | Terbaik untuk |
|---|---|---|---|---|
| Keluli struktur pemotongan percuma | 1 | 400 - 700 | 100% (kos asas) | Pengikat, gear, aci kecil, pin |
| Keluli karbon rendah | 4 | 350 - 550 | 80% (lebih murah) | Bahagian struktur (Tiada pemesinan ketepatan, Mis., rasuk) |
| Keluli karbon sederhana | 5 | 600 - 900 | 90% | Bahagian yang kuat (Mis., aci besar) yang memerlukan rawatan haba |
| Keluli karbon yang tinggi | 7 | 800 - 1200 | 110% | Bahagian keras (Mis., Bilah alat) yang memerlukan pemesinan perlahan |
| Keluli aloi | 6 | 700 - 1500 | 150 - 200% | Bahagian tekanan tinggi (Mis., bahagian enjin) dengan pemesinan kompleks |
| Keluli tahan karat | 8 | 500 - 1000 | 200 - 300% | Bahagian tahan kakisan (Mis., jentera makanan) - perlahan ke mesin |
| Besi tuang | 3 | 200 - 400 | 70% | Bahagian murah (Mis., Blok enjin) - rapuh, miskin untuk kegunaan struktur |
Takeaway Utama: Keluli struktur pemotongan percuma adalah pilihan terbaik untuk volum tinggi, bahagian ketepatan -pemesinan dan kos alat yang lebih rendah mengimbangi harga yang sedikit lebih tinggi vs. keluli karbon rendah.
Perspektif Teknologi Yigu mengenai Keluli Struktur Pemotongan Percuma
Di Yigu Technology, Keluli Struktur Pemotongan Percuma adalah pilihan utama kami untuk pelanggan yang membuat bahagian mekanikal tinggi. Kami mengutamakan gred bebas plumbum (sulfur-selenium atau bismut) untuk pematuhan alam sekitar, memastikan kecekapan dan kemampanan. Untuk pengikat atau gear, Kami mengesyorkan variasi yang dimeteraikan sulfur (0.15-0.25% sulfur) untuk kelajuan; Untuk aci ketepatan, Gred Tellurium-ditambah untuk kemasan yang lancar. Ia memotong masa pengeluaran sebanyak 40-60% dan kos alat sebanyak 50%+-penukar permainan untuk kilang-kilang yang berskala. Pemeriksaan kualiti kami memberi tumpuan kepada pengagihan kemasukan (Tiada rumpun!) Untuk menjamin kebolehkerjaan yang konsisten di setiap kumpulan.
Soalan Lazim: Soalan biasa mengenai keluli struktur pemotongan percuma
1. Adakah keluli struktur pemotongan percuma cukup kuat untuk bahagian beban?
Ya -kekuatan tegangannya (400-700 MPa) cukup untuk kebanyakan komponen mekanikal seperti gear, aci, atau pengikat. Untuk bahagian beban berat (Mis., Aci perindustrian yang besar), Pilih keluli pemotongan percuma karbon-karbon (0.30-0.50% Karbon) atau menambah rawatan haba untuk meningkatkan kekuatan. Ia tidak sesuai untuk rasuk struktur (Gunakan keluli karbon rendah), Tetapi sesuai untuk bahagian mesin.
2. Adalah gred keluli struktur pemotongan bebas bebas plumbum yang berkesan?
Sudah tentu. Gred bebas plumbum (dengan selenium, Tellurium, atau bismut) perlawanan atau melebihi kebolehkerjaan keluli yang dipimpin. Selenium mengurangkan alat oleh 30%, Walaupun bismut meningkatkan pembentukan cip -baik lebih selamat bagi pekerja dan persekitaran. Gred yang diketuai jarang digunakan hari ini disebabkan oleh jangkauan EU dan sekatan EPA AS.
