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%;鐵素體不銹鋼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(xue)加工硬化(hua)嚴重
在(zai)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong),以(yi)奧(ao)氏(shi)(shi)體和(he)奧(ao)氏(shi)(shi)體+鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)加(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)(hua)現象最為突出。如奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)后的(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(Sb)高達(da)1470~1960MPa,而且隨著(zhu)強(qiang)(qiang)度(du)(Sb)的(de)(de)提高,屈(qu)服極(ji)限(Ss)升高;退火狀態的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)屈(qu)服極(ji)限(Ss)不(bu)超過強(qiang)(qiang)度(du)(Sb)30%~45%,而加(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)(hua)后達(da)85%~95%.加(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)(hua)層(ceng)(ceng)的(de)(de)深度(du)可達(da)切(qie)削(xue)深度(du)的(de)(de)1/3或更大(da)(da);硬(ying)化(hua)(hua)(hua)層(ceng)(ceng)的(de)(de)硬(ying)度(du)比原來的(de)(de)提高1.4~2.2倍。因為不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)塑性大(da)(da),塑性變形時晶格扭曲,強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)系數很大(da)(da);而且奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)夠穩定(ding),在(zai)切(qie)削(xue)應力的(de)(de)作用下(xia),部分奧(ao)氏(shi)(shi)體會轉變為馬氏(shi)(shi)體;再加(jia)上化(hua)(hua)(hua)合(he)物雜質在(zai)切(qie)削(xue)熱的(de)(de)作用下(xia),易于分解呈現彌散分布,使切(qie)削(xue)加(jia)工時產(chan)生硬(ying)化(hua)(hua)(hua)層(ceng)(ceng)。前一次進給或前一道(dao)工序(xu)所產(chan)生的(de)(de)加(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)(hua)現象,嚴重(zhong)地(di)影響(xiang)后續工序(xu)的(de)(de)順利進行(xing)。
切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)(xue)力大(da)(da):不(bu)銹鋼(gang)在切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)(xue)過程中塑性變形(xing)大(da)(da),尤其是奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(其伸(shen)長率超過45號鋼(gang)的(de)1.5倍以(yi)上),使切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)(xue)力增加。同時,不(bu)銹鋼(gang)的(de)加工(gong)硬化嚴(yan)重(zhong),熱強(qiang)度高(gao),進一步增大(da)(da)了切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)(xue)抗力,切(qie)(qie)屑(xie)的(de)卷曲折(zhe)斷(duan)也比(bi)(bi)較困難。因此,加工(gong)不(bu)銹鋼(gang)的(de)切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)(xue)力大(da)(da),如車削(xue)(xue)(xue)(xue)06Cr18Ni11Ti的(de)單位(wei)切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)(xue)力為2450MPa,比(bi)(bi)45號鋼(gang)高(gao)25%。
2. 切(qie)削(xue)溫度(du)高
切(qie)(qie)削時(shi)塑性變(bian)形及與(yu)刀具間的(de)(de)(de)摩擦(ca)都(dou)很大,產生的(de)(de)(de)切(qie)(qie)削熱(re)多;加(jia)上不銹鋼的(de)(de)(de)熱(re)導率(lv)約為(wei)45號(hao)鋼的(de)(de)(de)1/4~1/2,大量切(qie)(qie)削熱(re)都(dou)集(ji)中(zhong)在切(qie)(qie)削區和刀屑接觸的(de)(de)(de)界面(mian)上,散(san)熱(re)條(tiao)件差。在相同的(de)(de)(de)條(tiao)件下(xia),06Cr18Ni11Ti的(de)(de)(de)切(qie)(qie)削溫(wen)度比45號(hao)鋼高(gao)200℃左右(you)。
切屑不易(yi)(yi)折斷(duan)、易(yi)(yi)粘接:不銹(xiu)鋼(gang)的(de)塑(su)性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)都很大,車(che)加工(gong)時切屑連綿(mian)不斷(duan),不僅影響操作的(de)順利進行,切屑還會擠傷已(yi)加工(gong)表面。在高(gao)溫(wen)、高(gao)壓(ya)下,不銹(xiu)鋼(gang)與其他金屬(shu)的(de)親和性(xing)(xing)強,極(ji)易(yi)(yi)產生黏附(fu)現(xian)(xian)象,并(bing)形(xing)成積屑瘤,既加劇刀具磨損,又會出現(xian)(xian)撕扯現(xian)(xian)象而使已(yi)加工(gong)表面惡化。含(han)碳量(liang)較低的(de)馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)這(zhe)一(yi)特點也比較明顯。
3. 刀具易(yi)磨損
切(qie)削不銹鋼過程(cheng)中(zhong)的(de)親和作(zuo)用使(shi)刀(dao)(dao)屑(xie)間產生(sheng)粘接、擴散,從而使(shi)刀(dao)(dao)具產生(sheng)粘接磨損、擴散磨損,致(zhi)使(shi)刀(dao)(dao)具前(qian)刀(dao)(dao)面產生(sheng)月牙洼,切(qie)削刃還(huan)會形成微(wei)小(xiao)的(de)剝落和缺口;加上(shang)不銹鋼中(zhong)的(de)碳化(hua)物(如TiC)微(wei)粒硬度很(hen)高,切(qie)削時(shi)直接與(yu)刀(dao)(dao)具接觸、摩擦,擦傷刀(dao)(dao)具,還(huan)有加工硬化(hua)現象,均(jun)會使(shi)刀(dao)(dao)具磨損加劇。
4. 線膨脹系數大
不(bu)銹鋼(gang)的線膨(peng)脹系數約為碳素鋼(gang)的1.5倍,在切削溫度作(zuo)用下,工件容易產生熱(re)變形,尺寸精度較難控制。
在不銹鋼(gang)加(jia)工(gong)所(suo)使(shi)用的(de)各種(zhong)切削設備中,自動車床機的(de)高效率最(zui)為突出,這類(lei)設備可以把各種(zhong)尺寸的(de)不銹鋼(gang)棒材加(jia)工(gong)成所(suo)有設備中都必不可少的(de)、種(zhong)類(lei)幾乎(hu)無窮多的(de)零(ling)部件(jian)。幾種(zhong)切削加(jia)工(gong)方式及其運動示意圖,見(jian)圖7-1。
金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)加(jia)工(gong)(gong)(gong)性(xing)能(neng)既(ji)關(guan)系(xi)到(dao)(dao)金屬(shu)切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)(gong)者,同(tong)時又(you)關(guan)系(xi)到(dao)(dao)加(jia)工(gong)(gong)(gong)后的(de)(de)(de)(de)使用者。“切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)性(xing)能(neng)”這一術語是(shi)用來(lai)表(biao)(biao)(biao)示金屬(shu)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)加(jia)工(gong)(gong)(gong)特(te)(te)性(xing)。或者說(shuo),它是(shi)表(biao)(biao)(biao)示金屬(shu)材料(liao)被適當的(de)(de)(de)(de)刀具(ju)切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)或加(jia)工(gong)(gong)(gong)成型的(de)(de)(de)(de)可能(neng)性(xing)或難(nan)易程度。各類(lei)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)加(jia)工(gong)(gong)(gong)特(te)(te)性(xing),在(zai)圖7-3中已列(lie)出,該圖是(shi)以使用高速(su)鋼(gang)(gang)刀具(ju)切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)時,選用所建議的(de)(de)(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)速(su)度是(shi)用每分(fen)(fen)鐘表(biao)(biao)(biao)面英(ying)尺數(shu)來(lai)表(biao)(biao)(biao)示的(de)(de)(de)(de)。圖中的(de)(de)(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)特(te)(te)性(xing)值是(shi)將各種不(bu)銹鋼(gang)(gang)切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)加(jia)工(gong)(gong)(gong)特(te)(te)性(xing)與(yu)被假定為(wei)100%的(de)(de)(de)(de)AISI 31112 鋼(gang)(gang)進行比較而得出的(de)(de)(de)(de)。每分(fen)(fen)鐘表(biao)(biao)(biao)面進給量標注在(zai)圖表(biao)(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)上(shang)面;相(xiang)對切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)加(jia)工(gong)(gong)(gong)特(te)(te)性(xing)百(bai)分(fen)(fen)數(shu)則標注在(zai)圖表(biao)(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)下面。