切削加工性能是指金屬材料承受切削加工的難易程度。當可以正常切削后,依據工件表面的粗糙度、切削速度和刀具磨損程度,來評價金屬切削加工性能。


1. 切削性


  切削性又叫可切削性(machinability).切削是一種復雜的表(biao)面層現象(xiang),牽(qian)涉摩(mo)擦及高速的彈性及塑(su)性變形。因(yin)此,切削的難易及質量的好壞與(yu)許多因(yin)素有(you)關:

 

 ①. 工具(ju)(ju)(ju)的材料(liao)及(ji)形狀(工具(ju)(ju)(ju)用鋼及(ji)工具(ju)(ju)(ju)的設(she)計);


 ②. 工件材料的切削性(xing)能;


 ③. 切(qie)削加(jia)工時有(you)無(wu)切(qie)削液及其特性;


 ④. 切削類型及條(tiao)件(jian)。


  在(zai)其他條件恒定的(de)情況下,最(zui)易切削(xue)(xue)的(de)金(jin)屬應該是允許使用最(zui)大的(de)切削(xue)(xue)速度、刀具磨損最(zui)小(xiao)、能(neng)(neng)量消耗最(zui)低(di)的(de),并能(neng)(neng)獲(huo)得(de)最(zui)滿意(yi)的(de)表(biao)面粗糙度。在(zai)大多數情況下,切削(xue)(xue)加工主要的(de)要求是高速的(de)切削(xue)(xue)和工具的(de)壽命長;而(er)有些(xie)情況卻對表(biao)面光滑度的(de)要求較為嚴格。


2. 測定和比較金屬切削(xue)性能的方法(fa)


 ①. 用給定(ding)的(de)切削速度,測定(ding)相同刀具切削不(bu)同金屬的(de)壽命來進行比較;


 ②. 用(yong)相同的(de)壓力、轉速和時間,測定所(suo)鉆入不(bu)同金(jin)屬的(de)深度來進行比較;


 ③. 用切削(xue)不(bu)同的一(yi)定金屬量所消(xiao)耗等(deng)能量或(huo)散發(fa)的熱量來比較切削(xue)性(xing)能。


 這些(xie)方法都沒有考慮加工件的表面(mian)粗糙度,只用切削的難易(yi)程度來相對比較金屬的切削性能。


金(jin)屬(shu)(shu)的切削性(xing)能是一種很復雜(za)的工藝性(xing)能,它與金(jin)屬(shu)(shu)的其他性(xing)能有關。首(shou)先,我們應知(zhi)道金(jin)屬(shu)(shu)難以切削的原因:


 ①. 硬度(du)太(tai)(tai)高或強度(du)太(tai)(tai)大(da)時(shi),切削所消(xiao)耗的(de)能量就大(da);當速度(du)提(ti)高時(shi),產生(sheng)的(de)熱(re)量會使刀口易(yi)于軟化,這些都會使切削變得非(fei)常困難。


 ②. 軟而塑(su)性很高的金屬,在切(qie)削時易于產生(sheng)積屑瘤及與(yu)刀刃(ren)粘接(jie),使(shi)切(qie)削變得(de)非常(chang)困難,并(bing)且使(shi)切(qie)削表(biao)面粗(cu)糙度增高。


 ③. 易(yi)于(yu)加(jia)工硬化的金(jin)屬,不(bu)易(yi)切(qie)削,例(li)如高碳、高錳、耐磨鋼及奧氏(shi)體不(bu)銹鋼等。金(jin)屬中(zhong)含(han)有堅(jian)硬的第(di)二相,不(bu)易(yi)切(qie)削,例(li)如碳化物、氧化物等,易(yi)于(yu)磨損(sun)刀刃。


 其次(ci),我們(men)還應知道什么樣的組織可以(yi)使(shi)金(jin)(jin)屬(shu)易(yi)于(yu)切(qie)削,不溶于(yu)基體的第二相,如具備潤滑(hua)性(xing)或增加(jia)材(cai)料(liao)的脆性(xing),都可以(yi)改善金(jin)(jin)屬(shu)的切(qie)削性(xing)。例如,石墨、鉛(qian)、鉍等可以(yi)增加(jia)金(jin)(jin)屬(shu)切(qie)削時的潤滑(hua)作用;脆性(xing)硫化(hua)物及磷化(hua)物(鋼中的MnS及Fe3P)等,可以(yi)使(shi)切(qie)屑易(yi)于(yu)斷裂。


3. 提(ti)高金屬(shu)切削性能的(de)途徑


 ①. 使(shi)硬的金屬變軟(回火(huo)或退(tui)火(huo));


 ②. 使太軟的金屬(shu)變硬(ying)(冷加工(gong)、細化晶粒、正火);


 ③. 減少堅硬的第二相(xiang)(提高(gao)冶煉質量,減少夾雜);


 ④. 改善堅硬第二相(xiang)的(de)分布(退火或正火);


 ⑤. 加入改善切削性(xing)能(neng)的第二相元素(su)(Pb、Bi、石墨、MnS、Fe3P等)。


 最后(hou)的方(fang)法⑤可以獲得切削性極佳的合(he)金,適(shi)用于自動機床,因此叫做易(yi)切削鋼及易(yi)切削合(he)金。


有些(xie)影響金屬切(qie)削性能的物理及(ji)力學性質,具有組織(zhi)不敏感性,因而很(hen)難(nan)用(yong)改善組織(zhi)的方法(fa)來改變。這(zhe)些(xie)性質包括熱膨脹系數、熱導率、基體金屬的彈(dan)性模量(liang)等(deng)。