浅析国内易切削钢的发展现状与应用领域

日期: 2024-06-27  来源:  点击数:  

  随着现代化工业向自动化、高速化和精密化的加工方向发展,要求钢材具有良好的切削工艺性能,提高生产效率,以适应大批量生产。因此需要更多地采用提高和改善切削性能的钢材,便于自动切削机床加工。


  、易切削钢的定义


  易切削钢是指在钢中加入一定数量的一种或一种以上的硫、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素,以改善其切削性的合金钢。随着切削加工的自动化、高速化与精密化,要求钢材具有良好的易切削性是非常重要的,这类钢主要用于自动切削机床上加工,故亦属专用钢。


  二、易切削钢的发展史


  我国从1953年开始生产硫易切削钢,由于易切削钢质量要求高,生产难度大,因而造成了特殊钢厂不愿意生产和普通钢厂无能力生产局面,致使我国易切削钢需要大量进口。根据有关统计数据,2002年我国共进口易切削钢16.37万吨,而我国国内年产量仅3万吨左右。随着机械加工业的发展,尤其是汽车工业的发展,我国易切削钢需求量将快速增加。根据我国汽车产量的年增加量并以日本汽车工业用易切削钢的需求比例进行估算,2015年我国汽车产量2400万辆左右,我国易切削钢年需求量将达到40万吨-50万吨,由此可见我国易切削钢还有很大的发展空间。


  三、主要的易切削钢及其特性


  根据易切削组成元素不同,可分为硫易切削钢、铅易切削钢、钙易切削钢以及复合易切削钢。根据其用途的不同,易切削钢又分为自动机用钢、结构用易切削钢和特殊易切削钢(耐热钢、不锈钢、工具钢等)。根据易切削性能的不同,又可分为一般易切削钢,超易切削钢等。下面小编带大家一起了解按照组成元素的划分的易切削钢种类及特性:


  1、硫易切削钢


  硫在钢中与锰和铁形成硫化锰夹杂,这类夹杂物能割裂基体金属的连续性,在切削时促使断屑形成小而短的卷曲半径,而易于排除,减少刀具磨损,降低加工表面粗糙度,提高刀具寿命。通常钢的被切削性随钢中硫含量的增多而提高。但钢的纵向和横向的力学性能差别大,横向塑、韧性差,疲劳及耐蚀性能也有所降低。钢中硫含量过高时,会导致热脆性,对钢的热加工造成困难,恶化钢的力学性能。通常硫含量为0.08%~0.30%,有的可提高到0.4%,易切削工具钢和不锈钢中的硫含量均应在0.06%~0.10%之间。磷多与硫复合加入钢中,通常磷含量在0.04%~0.12%,磷固溶于铁素体中会提高硬度和强度,降低韧性,使切屑易于折断和排除,从而获得良好的加工表面粗糙度,但磷含量过高会显著降低塑性,提高硬度,反而对钢的切削性起有害作用。


  2、铅易切削钢


  铅在钢中呈细小金属颗粒形态,均匀分布或附着于硫化物的周围。由于铅的熔点较低,切削时融熔渗出起润滑作用,降低摩擦,提高切削性,但并不影响常温力学性能。钢中铅含量一般在0.10%~0.35%。因为铅的比重大,如含量过高,容易引起严重的偏析并形成大颗粒夹杂物,反而降低铅对切削加工的有利作用。铅和硫复合加入低碳结构钢中,改善钢材被切削的效果更为显著。


  3、钙易切削钢


  钢中钙与铝、硅结合形成低熔点的复合氧化物(主要是CaO.Al2O3.SiO2),高速切削时,钙系氧化物附着于切削工具表面起润滑和减摩作用,从而提高刀具使用寿命。如果同时含硫、铅等元素,它们的复合作用会使切削效果更好。


  4、硒、碲、铋易切削钢


  碲、铋含量约为0.03%~0.10%,硒的含量可达0.15%。硒以硒化物如FeSe、MnSe等形态存在于钢中,其作用与硫相似,对于既要求高的切削性,又要求较好塑性的钢,在钢中加硒要比硫好。碲可单独加入,也可与铅或硫同时加入钢中,形成复合夹杂物,以降低切削抗力和切削热,使切屑容易排除,显著提高钢的切削性,得到良好的加工表面粗糙度,不过加碲后会使钢的塑性、韧性稍有降低。硒和碲一般多用于合金钢。铋在钢中的作用与铅相似,呈细小的金属颗粒夹杂物,均匀分布或附着于硫化物周围。


表1:我国的易切削钢牌号


  四、国内易切削钢市场情况


  2024年以来,对于国内易切削钢市场来说,现货市场价格整体偏弱运行,钢厂基本直供终端为主,市场经销商越来越少。在国内生产易切削钢的大中型钢厂中,其中贵阳特钢价格波动较小,其它钢厂价格处于弱势调整状态,价格整体波动幅度在200-300元/吨不等;由于易切削钢市场需求量较少,钢厂出台的调价政策相对较少,多数钢厂根据客户的订货量,实行一单一议的定价政策。市面上,由于下游企业对易切削钢的订货采取直接对接钢厂,使得贸易商备现货量越来越少。


  由于易切削钢工艺的特殊性,使得国内多数钢厂没有生产能力,因此国内生产易切削钢的钢厂相对较少。目前我的钢铁网样本企业中生产易切削钢的大中型企业8家左右,12L14由于含铅,污染性比较大,目前国内主要由贵阳特钢生产;济源钢铁、华菱湘潭钢铁、韶关钢铁集团、山西安泰集团等钢厂均以生产1215为主。


  根据Mysteel调研统计的样本钢厂企业产量数据来看,每月整体产量大概在5.68万。大部分钢厂产量较稳定,但个别钢厂因为地理位置等外部因素,加之目前汽车和家电行业表现欠佳,导致产量较不稳定,采取以销定产政策。


  五、易切削钢的的特性和应用


表2:易切削钢的的特性和应用


  六、易切削钢行业合作发展策略


  首先,加强易切削钢行业上下游的交流和互信。加强与供应链上下游合作伙伴间的沟通交流,加强理解、互信和支持,共商解决方案。其次,打通易切削钢行业价值链。通过易切削钢行业商协会、产业联盟等载体,及时了解价值链上出现的堵点,共同采取措施解决原材料供应、物流运输等问题。最后,分散供应链存在的风险。共同探索供应链多元化发展的最佳路径,分散不可抗力的风险,同时尽可能平衡各方的期望与诉求;并打造主要区域内的易切削钢行业完整供应链内循环,提升抗风险能力。(我的钢铁)



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