פלדת חיתוך חופשית היא פלדת סגסוגת המוסיפה כמות מסוימת של אלמנט חיתוך חופשי אחד או יותר כגון גופרית, זרחן, עופרת, סידן, סלניום וטלוריום לפלדה כדי לשפר את תכונות החיתוך שלה. ידוע גם בשם פלדה לעיבוד כלי מכונה אוטומטי, המכונה פלדה אוטומטית. ניתן לחתוך פלדה מסוג זה במהירויות חיתוך גבוהות יותר ובעומקי חיתוך עמוקים יותר. בשל אלמנטי החיתוך הקלים שנוספו לפלדה, התנגדות החיתוך של הפלדה מצטמצמת. יחד עם זאת, המאפיינים של האלמנטים הקלים לחיתוך עצמם והתרכובות שנוצרו מתפקדים לשמן את כלי החיתוך, לשבור בקלות שבבים, להפחית בלאי ובכך להפחית את איכות פני השטח של חומר העבודה. חספוס, שיפור חיי הכלי ויעילות הייצור.
על פי רכיבי החיתוך הקלים, ניתן לחלק אותו ל:
⑴ פלדת חיתוך ללא גופרית
גופרית יוצרת תכלילים של מנגן גופרתי עם מנגן וברזל בפלדה. תכלילים כאלה יכולים לקטוע את המשכיות המתכת הבסיסית, לגרום לשבירת שבב ליצירת רדיוס תלתל קטן וקצר במהלך החיתוך, והם קלים להסרה, מפחיתים את בלאי הכלים ומפחיתים את פני השטח המעובדים במכונה. חספוס ושיפור חיי הכלי. בדרך כלל, יכולת העיבוד של הפלדה עולה ככל שתכולת הגופרית בפלדה עולה. עם זאת, המאפיינים המכניים האורכיים והרוחביים של פלדה שונים בתכלית, הפלסטיות והקשיחות הרוחבית גרועות, וגם תכונות העייפות ועמידות בפני קורוזיה מופחתות. כאשר תכולת הגופרית בפלדה גבוהה מדי, היא תגרום לשבירות תרמית, תגרום לקשיים בעיבוד חם של פלדה ותדרדר את התכונות המכניות של הפלדה. בדרך כלל תכולת הגופרית היא {{0}}.08% ~ 0.30%, וחלקם ניתן להגדיל ל-0.4%. תכולת הגופרית בפלדת כלי חיתוך חופשי ובנירוסטה צריכה להיות בין 0.06% ~ 0.10%.
זרחן מתווסף בעיקר לפלדה בשילוב עם גופרית, בדרך כלל עם תכולת זרחן של {{0}}.04% עד 0.12%. התמיסה המוצקה של זרחן בפריט תגביר את הקשיות והחוזק, תפחית את הקשיחות ותקל על השבירה וההסרה של השבבים, ובכך תשיג תוצאות טובות. חספוס המשטח המעובד טוב, אך תכולת זרחן גבוהה מדי תפחית משמעותית את הפלסטיות ותגביר את הקשיות, מה שתהיה לה השפעה מזיקה על יכולת העיבוד של הפלדה.
⑵ פלדת חיתוך ללא עופרת
עופרת היא בצורה של חלקיקי מתכת עדינים בפלדה, מפוזרים באופן שווה או מחוברים לסולפידים שמסביב. בשל נקודת ההיתוך הנמוכה של עופרת, ההמסה נשפכת החוצה במהלך החיתוך כדי לשמן, להפחית חיכוך ולשפר את יכולת העיבוד, אך אינה משפיעה על התכונות המכניות בטמפרטורת החדר. תכולת העופרת בפלדה היא בדרך כלל {{0}}.10% עד 0.35%. מכיוון שלעופרת יש שיעור ספציפי גדול, אם התכולה גבוהה מדי, היא תגרום בקלות להפרדה חמורה ותיצור תכלילים של חלקיקים גדולים, שבמקום זאת יצמצם את ההשפעה המיטיבה של עופרת על עיבוד החיתוך. עופרת וגופרית משולבים לפלדה מבנית דלת פחמן כדי לשפר את אפקט החיתוך של הפלדה בצורה משמעותית יותר.
⑶פלדת חיתוך ללא סידן
סידן בפלדה משתלב עם אלומיניום וסיליקון ליצירת תחמוצות מרוכבות בנקודת התכה נמוכה (בעיקר CaO·Al2O3·SiO2). במהלך חיתוך מהיר, תחמוצות הסידן נצמדות לפני השטח של כלי החיתוך כדי לשמן ולהפחית את החיכוך, ובכך לשפר את השימוש בכלי. חַיִים. אם הוא מכיל אלמנטים כמו גופרית ועופרת בו זמנית, האפקט המרוכב שלהם ישפר את אפקט החיתוך.
עם השיפור של כלי חיתוך מאז שנות ה-80, לכלים המצופים בציפוי T|N על פלדת חיתוך ללא סידן יש השפעה משמעותית על כלי עיבוד גלגלי שיניים כגון חותכי חציבה ומעצבי גלגלי שיניים בעלי עלויות כלי עבודה גבוהות.
⑷פלדת חיתוך ללא Se, טלוריום וביסמוט
התוכן של טלוריום וביסמוט הוא בערך {{0}}.03% עד 0.10%, ותכולת הסלניום יכולה להגיע ל-0.15%. סלניום קיים בפלדה בצורה של סלנידים כמו FeSe ו-MnSe. תפקידו דומה לזה של גופרית. לפלדות הדורשות גם יכולת עיבוד גבוהה וגם פלסטיות טובה, עדיף להוסיף סלניום לפלדה מאשר גופרית. ניתן להוסיף טלוריום לבד או בו-זמנית עם עופרת או גופרית כדי ליצור תכלילים מרוכבים כדי להפחית את התנגדות החיתוך וחום החיתוך, להקל על הסרת שבבים, לשפר משמעותית את יכולת העיבוד של פלדה ולהשיג חספוס טוב של פני השטח במכונה. עם זאת, הוספת טלוריום תפחית מעט את הפלסטיות והקשיחות של הפלדה. סלניום וטלוריום משמשים בדרך כלל בפלדת סגסוגת. ביסמוט פועל בדומה לעופרת בפלדה, מופיע כתכלילים של חלקיקי מתכת עדינים, מפוזרים באופן שווה או מחוברים סביב סולפידים.
