中重來解答鍛造易切削化結構鋼的選用與關鍵技術

  鍛造在鋼中添加S或S-Ca是改善結構鋼切削性能的常用合金化手段。轉爐煉鋼使用80%以上的鐵水，即使是電弧爐也可以使用超過60%的鐵水，冷軋鋼板或高純凈鋼要求的鐵水預脫硫技術以及其它高純凈鋼冶煉技術被用于鍛造熱軋棒、線材或鑄錠的生產，此時，如果不在鋼包精煉或真空脫氣后實施回硫工藝，鋼中硫含量降到0.01%以下，材料的切削性能將大幅降低。根據切削性能和零件性能的綜合要求，回硫鋼中硫含量分為0.015%~0.035%、0.040%~0.065%、0.050%~0.070%等區間，硫含量越高，鋼的切削性能越好。

  實踐證明，如果滲碳齒輪鋼20CrMnTiH的硫含量由0.008%提高到0.015%，齒輪高速干切刀具的耐用度可提高1.67倍；如果將曲軸用非調質鋼48MnV的硫含量由0.015%提高到0.045%，則曲軸內銑（干銑）刀片的耐用度將提高49%~66%。硫含量越高，鋼或鍛件的鍛造流線越嚴重，橫向性能下降越明顯。以半軸用40MnBH為例，淬火和低溫回火狀態下，硫含量為0.0057%和0.064%的40MnBH的扭轉強度和拉伸強度比值分別為0.82和0.74，前者的扭轉斷口斷面與軸線垂直，為切應力斷口，而后者則出現縱向開裂。因此，承受扭轉載荷的零件，如汽車驅動橋半軸、傳動軸叉等不宜采用回硫鋼。在熱模鍛件分模面對應部位，如果金屬產生激烈的橫向流動，將導致絲線狀、棒狀硫化物的扁平化，加劇硫化物分割基體的作用，使零件在該部位的橫向性能進一步惡化，增加零件淬火開裂和磨削開裂的傾向。

  為防止回硫鋼模鍛分模面產生缺陷，減輕硫易切削化對鋼材或鍛件橫向性能的影響，可從工藝和材料兩個方面采取措施。其一是采用楔橫軋、閉式鍛模等鍛造工藝，代替模鍛工藝，因為前二者不產生分模面；其二是通過控制夾雜物形態，防止鋼中硫偏聚和硫化物的過分粗化，是降低硫化物對回硫鋼及其鍛件上述危害的有效措施。硫化物變質處理技術、連鑄工藝的末端攪拌或輕壓下技術，是冶煉此類鋼必要的關鍵技術。采用大截面鑄坯，增加棒材軋制比，減小硫化物的橫向尺寸，也有益于改善回硫鋼的橫向性能。

      鍛造鋼坯斷面尺寸應滿足軋制變形量和成品質量的要求，還要考慮軋輥強度和咬入條件的限制。一般鋼坯斷面高度H與軋輥輥徑D之比 (即H/D) 應小于或等于0.5。鋼坯長度受終軋溫度、軋制時間和產品的定尺或倍尺的限制。加熱時鋼坯過長容易產生撞爐墻事故，過短則爐底利用率不高，影響加熱爐產量。為生產各種鋼材而選用鋼坯時，應盡量考慮鋼坯的共用性，以提高開坯機的生產力，以便簡化車間的坯料管理。