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(bu)銹鋼06Cr18Ni11Ti的相對切削加工性為40%;鐵(tie)素體不(bu)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(qie)削加工硬(ying)化嚴(yan)重
在(zai)(zai)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中,以奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)和(he)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)+鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)加(jia)工(gong)硬(ying)(ying)化現象(xiang)最為突出。如(ru)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)硬(ying)(ying)化后的(de)強(qiang)度(du)(Sb)高達1470~1960MPa,而且(qie)隨(sui)著強(qiang)度(du)(Sb)的(de)提高,屈服極限(xian)(Ss)升高;退火狀態的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)屈服極限(xian)(Ss)不(bu)(bu)(bu)超過強(qiang)度(du)(Sb)30%~45%,而加(jia)工(gong)硬(ying)(ying)化后達85%~95%.加(jia)工(gong)硬(ying)(ying)化層的(de)深度(du)可達切削深度(du)的(de)1/3或(huo)更大;硬(ying)(ying)化層的(de)硬(ying)(ying)度(du)比原(yuan)來的(de)提高1.4~2.2倍。因為不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)塑性(xing)大,塑性(xing)變形時(shi)晶格(ge)扭曲,強(qiang)化系數(shu)很大;而且(qie)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)夠穩定,在(zai)(zai)切削應力的(de)作用(yong)下(xia),部(bu)分奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)會轉變為馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti);再加(jia)上(shang)化合物雜(za)質在(zai)(zai)切削熱的(de)作用(yong)下(xia),易于分解呈現彌散分布(bu),使(shi)切削加(jia)工(gong)時(shi)產(chan)生硬(ying)(ying)化層。前(qian)一次(ci)進(jin)給或(huo)前(qian)一道工(gong)序(xu)所產(chan)生的(de)加(jia)工(gong)硬(ying)(ying)化現象(xiang),嚴重地影響后續工(gong)序(xu)的(de)順利進(jin)行。
切(qie)削(xue)(xue)力(li)大:不銹(xiu)鋼(gang)在切(qie)削(xue)(xue)過程(cheng)中塑性變形大,尤其是奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(其伸長率超過45號(hao)鋼(gang)的(de)1.5倍(bei)以上(shang)),使(shi)切(qie)削(xue)(xue)力(li)增加。同時,不銹(xiu)鋼(gang)的(de)加工硬化嚴(yan)重,熱強度高,進(jin)一步增大了切(qie)削(xue)(xue)抗力(li),切(qie)屑的(de)卷曲折(zhe)斷也比較困難。因此,加工不銹(xiu)鋼(gang)的(de)切(qie)削(xue)(xue)力(li)大,如車削(xue)(xue)06Cr18Ni11Ti的(de)單位切(qie)削(xue)(xue)力(li)為2450MPa,比45號(hao)鋼(gang)高25%。
2. 切削溫(wen)度高(gao)
切(qie)削時(shi)塑(su)性變形及與刀(dao)具間的(de)(de)摩(mo)擦都很(hen)大,產生(sheng)的(de)(de)切(qie)削熱(re)多;加上不銹鋼(gang)的(de)(de)熱(re)導率約為45號鋼(gang)的(de)(de)1/4~1/2,大量(liang)切(qie)削熱(re)都集(ji)中在切(qie)削區和(he)刀(dao)屑接觸的(de)(de)界面上,散(san)熱(re)條(tiao)件差(cha)。在相同的(de)(de)條(tiao)件下,06Cr18Ni11Ti的(de)(de)切(qie)削溫度(du)比45號鋼(gang)高200℃左右。
切(qie)屑(xie)不易(yi)(yi)折斷、易(yi)(yi)粘接:不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)塑性(xing)、韌(ren)性(xing)都很大,車加工時(shi)切(qie)屑(xie)連綿不斷,不僅(jin)影響操(cao)作的(de)順利進行(xing),切(qie)屑(xie)還(huan)會(hui)擠傷已加工表面。在高溫、高壓下,不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)與(yu)其他金屬的(de)親和性(xing)強,極易(yi)(yi)產(chan)生黏附現象(xiang)(xiang),并形成積屑(xie)瘤,既(ji)加劇刀(dao)具磨損,又會(hui)出現撕(si)扯現象(xiang)(xiang)而使已加工表面惡化。含碳量(liang)較(jiao)(jiao)低的(de)馬氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)這一特(te)點也比較(jiao)(jiao)明顯(xian)。
3. 刀具易磨(mo)損
切削不(bu)銹鋼過程中的(de)親和作用使(shi)刀屑間產生粘接、擴散(san),從(cong)而使(shi)刀具(ju)產生粘接磨損、擴散(san)磨損,致(zhi)使(shi)刀具(ju)前(qian)刀面產生月牙洼,切削刃還會(hui)(hui)形(xing)成微(wei)小的(de)剝(bo)落和缺口;加(jia)上不(bu)銹鋼中的(de)碳化(hua)物(如TiC)微(wei)粒(li)硬度很高,切削時直接與刀具(ju)接觸、摩擦,擦傷刀具(ju),還有加(jia)工硬化(hua)現象,均會(hui)(hui)使(shi)刀具(ju)磨損加(jia)劇。
4. 線(xian)膨脹系數大
不銹鋼的線膨脹系數約(yue)為(wei)碳素鋼的1.5倍,在切削溫度作用下(xia),工件容易(yi)產生熱變形,尺(chi)寸精度較(jiao)難控制。
在不(bu)銹鋼(gang)加工所(suo)(suo)使用的(de)(de)(de)各(ge)種切削(xue)設備(bei)(bei)中(zhong),自動(dong)車(che)床(chuang)機(ji)的(de)(de)(de)高效率最為突出,這類(lei)(lei)設備(bei)(bei)可(ke)以把各(ge)種尺寸(cun)的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)棒材加工成所(suo)(suo)有設備(bei)(bei)中(zhong)都(dou)必不(bu)可(ke)少(shao)的(de)(de)(de)、種類(lei)(lei)幾乎無(wu)窮多的(de)(de)(de)零部(bu)件。幾種切削(xue)加工方式及其運(yun)動(dong)示意(yi)圖(tu),見圖(tu)7-1。

金(jin)屬(shu)的切削(xue)加工(gong)(gong)性(xing)(xing)(xing)能既(ji)關(guan)系到(dao)金(jin)屬(shu)切削(xue)的加工(gong)(gong)者,同時又關(guan)系到(dao)加工(gong)(gong)后的使(shi)用者。“切削(xue)性(xing)(xing)(xing)能”這一術語(yu)是(shi)用來表示金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)的切削(xue)加工(gong)(gong)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)。或者說(shuo),它是(shi)表示金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)被適當(dang)的刀具切削(xue)或加工(gong)(gong)成型(xing)的可能性(xing)(xing)(xing)或難易程度。各(ge)類不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的切削(xue)加工(gong)(gong)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing),在圖(tu)(tu)7-3中已列出,該圖(tu)(tu)是(shi)以使(shi)用高(gao)速鋼(gang)(gang)刀具切削(xue)時,選用所(suo)建議的切削(xue)速度是(shi)用每(mei)(mei)分鐘表面英尺數來表示的。圖(tu)(tu)中的切削(xue)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)值(zhi)是(shi)將各(ge)種(zhong)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)切削(xue)加工(gong)(gong)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)與被假(jia)定(ding)為100%的AISI 31112 鋼(gang)(gang)進行比(bi)較而得出的。每(mei)(mei)分鐘表面進給量標注(zhu)在圖(tu)(tu)表的上面;相對切削(xue)加工(gong)(gong)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)百分數則標注(zhu)在圖(tu)(tu)表的下(xia)面。


