Автоматная сталь – из нее получаются отличные метизы!

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.

Крепежные элементы из автоматной стали

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:

• фосфора и серы;
• висмута;
• кальция;
• свинца;
• марганца;
• никеля;
• селена;
• хрома.

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.

Легирование автоматного сплава

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 %).

Маркировка автоматных сталей

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.