不銹鋼的切削性比中碳鋼差得多。以普通45號鋼的切削加工性作為100%,奧氏體不銹鋼(gang)06Cr18Ni11Ti的相對切削加工性為40%;鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼10Cr28為48%;馬氏體不銹鋼20Cr13為55%.其中,以奧氏體和奧氏體+鐵素體不銹鋼的切削加工性最差。不銹鋼在切削過程中有如下幾方面特點。


1. 切削加工(gong)硬化(hua)嚴(yan)重


 在(zai)不銹(xiu)鋼中(zhong),以奧氏(shi)體(ti)和(he)奧氏(shi)體(ti)+鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼的(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)(hua)現象(xiang)最為(wei)突出。如奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼硬(ying)化(hua)(hua)(hua)后的(de)強度(Sb)高達(da)1470~1960MPa,而(er)且隨著強度(Sb)的(de)提高,屈服極限(xian)(Ss)升(sheng)高;退火(huo)狀(zhuang)態的(de)奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼屈服極限(xian)(Ss)不超過(guo)強度(Sb)30%~45%,而(er)加(jia)(jia)(jia)(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)(hua)后達(da)85%~95%.加(jia)(jia)(jia)(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)(hua)層(ceng)的(de)深度可達(da)切(qie)(qie)削(xue)深度的(de)1/3或更大(da);硬(ying)化(hua)(hua)(hua)層(ceng)的(de)硬(ying)度比原(yuan)來的(de)提高1.4~2.2倍(bei)。因為(wei)不銹(xiu)鋼的(de)塑性(xing)大(da),塑性(xing)變形時(shi)晶格扭曲,強化(hua)(hua)(hua)系數很大(da);而(er)且奧氏(shi)體(ti)不夠(gou)穩(wen)定,在(zai)切(qie)(qie)削(xue)應力的(de)作(zuo)用(yong)下,部(bu)分奧氏(shi)體(ti)會轉變為(wei)馬氏(shi)體(ti);再(zai)加(jia)(jia)(jia)(jia)上化(hua)(hua)(hua)合物雜質在(zai)切(qie)(qie)削(xue)熱(re)的(de)作(zuo)用(yong)下,易于分解呈現彌(mi)散分布(bu),使切(qie)(qie)削(xue)加(jia)(jia)(jia)(jia)工時(shi)產(chan)生硬(ying)化(hua)(hua)(hua)層(ceng)。前一次進給或前一道工序所產(chan)生的(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)(hua)現象(xiang),嚴重地影(ying)響(xiang)后續工序的(de)順利(li)進行。


 切削(xue)力大:不銹鋼(gang)(gang)在切削(xue)過(guo)程中塑性變形大,尤其是奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)(其伸長率超過(guo)45號鋼(gang)(gang)的(de)1.5倍以上),使切削(xue)力增加。同時,不銹鋼(gang)(gang)的(de)加工(gong)硬化嚴重,熱(re)強度(du)高,進一(yi)步增大了(le)切削(xue)抗力,切屑(xie)的(de)卷曲折斷(duan)也(ye)比較困難。因此,加工(gong)不銹鋼(gang)(gang)的(de)切削(xue)力大,如車(che)削(xue)06Cr18Ni11Ti的(de)單位切削(xue)力為2450MPa,比45號鋼(gang)(gang)高25%。


2. 切削溫度(du)高


  切(qie)(qie)削時塑性變形及與刀具間(jian)的(de)(de)(de)(de)摩擦都很大,產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)切(qie)(qie)削熱(re)多;加上不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)熱(re)導率約為45號(hao)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)1/4~1/2,大量切(qie)(qie)削熱(re)都集中(zhong)在切(qie)(qie)削區和刀屑接觸的(de)(de)(de)(de)界面上,散熱(re)條(tiao)(tiao)件(jian)差。在相同的(de)(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)件(jian)下,06Cr18Ni11Ti的(de)(de)(de)(de)切(qie)(qie)削溫度比45號(hao)鋼(gang)高200℃左右。


切(qie)屑(xie)不(bu)易(yi)折斷、易(yi)粘接:不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)塑(su)性(xing)、韌性(xing)都很大,車(che)加(jia)工時切(qie)屑(xie)連綿不(bu)斷,不(bu)僅(jin)影(ying)響操作的(de)順利進行(xing),切(qie)屑(xie)還(huan)會(hui)擠傷(shang)已加(jia)工表(biao)面。在高溫、高壓下(xia),不(bu)銹(xiu)鋼(gang)與其(qi)他(ta)金屬(shu)的(de)親(qin)和性(xing)強,極易(yi)產生(sheng)黏附現象,并形(xing)成(cheng)積屑(xie)瘤(liu),既加(jia)劇刀具磨損,又會(hui)出現撕(si)扯(che)現象而使(shi)已加(jia)工表(biao)面惡(e)化(hua)。含碳量較低的(de)馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)這一特點也比較明顯。


3. 刀具易磨損(sun)


  切削不(bu)(bu)銹(xiu)鋼過(guo)程中的親和(he)作用使刀(dao)屑間產(chan)生粘(zhan)接、擴散(san),從而(er)使刀(dao)具產(chan)生粘(zhan)接磨損、擴散(san)磨損,致使刀(dao)具前刀(dao)面產(chan)生月牙(ya)洼,切削刃還會形成微小的剝落(luo)和(he)缺口(kou);加上不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中的碳化(hua)物(如TiC)微粒硬度很高,切削時直接與刀(dao)具接觸、摩擦,擦傷刀(dao)具,還有(you)加工硬化(hua)現象,均會使刀(dao)具磨損加劇。


4. 線膨脹(zhang)系(xi)數大(da)


  不銹(xiu)鋼(gang)的(de)線膨脹系數約為碳素鋼(gang)的(de)1.5倍,在切削(xue)溫度作用下,工件(jian)容(rong)易產(chan)生熱(re)變形,尺寸(cun)精度較難控制。


  在不銹(xiu)鋼加(jia)(jia)工(gong)所(suo)使用的(de)各種切削(xue)設備中(zhong),自(zi)動車床(chuang)機的(de)高效率最為突出(chu),這類(lei)設備可以把(ba)各種尺寸(cun)的(de)不銹(xiu)鋼棒(bang)材(cai)加(jia)(jia)工(gong)成所(suo)有(you)設備中(zhong)都必不可少的(de)、種類(lei)幾乎無窮多(duo)的(de)零部件。幾種切削(xue)加(jia)(jia)工(gong)方式及其運動示(shi)意圖(tu),見(jian)圖(tu)7-1。


圖 1.jpg


  金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)切(qie)(qie)削加工(gong)(gong)性(xing)(xing)(xing)能既關(guan)系到金(jin)屬(shu)切(qie)(qie)削的(de)(de)(de)加工(gong)(gong)者(zhe),同時又關(guan)系到加工(gong)(gong)后(hou)的(de)(de)(de)使用者(zhe)。“切(qie)(qie)削性(xing)(xing)(xing)能”這一術語(yu)是(shi)用來表(biao)示金(jin)屬(shu)材料的(de)(de)(de)切(qie)(qie)削加工(gong)(gong)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)。或者(zhe)說,它是(shi)表(biao)示金(jin)屬(shu)材料被適當的(de)(de)(de)刀(dao)具切(qie)(qie)削或加工(gong)(gong)成(cheng)型的(de)(de)(de)可能性(xing)(xing)(xing)或難易程度。各類(lei)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)切(qie)(qie)削加工(gong)(gong)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing),在(zai)圖(tu)7-3中(zhong)已列(lie)出(chu),該圖(tu)是(shi)以使用高(gao)速鋼(gang)(gang)刀(dao)具切(qie)(qie)削時,選用所建議的(de)(de)(de)切(qie)(qie)削速度是(shi)用每分(fen)鐘表(biao)面(mian)英尺數來表(biao)示的(de)(de)(de)。圖(tu)中(zhong)的(de)(de)(de)切(qie)(qie)削特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)值是(shi)將各種不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)切(qie)(qie)削加工(gong)(gong)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)與被假定為100%的(de)(de)(de)AISI 31112 鋼(gang)(gang)進行比(bi)較而得出(chu)的(de)(de)(de)。每分(fen)鐘表(biao)面(mian)進給量標注在(zai)圖(tu)表(biao)的(de)(de)(de)上面(mian);相對切(qie)(qie)削加工(gong)(gong)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)百(bai)分(fen)數則標注在(zai)圖(tu)表(biao)的(de)(de)(de)下面(mian)。


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