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(xing)
切(qie)削(xue)性又叫可切(qie)削(xue)性(machinability).切(qie)削(xue)是一種復雜的表面層現象,牽涉摩(mo)擦及高速的彈性及塑(su)性變形。因此,切(qie)削(xue)的難(nan)易及質(zhi)量的好壞與許多因素有(you)關:
①. 工具的材料及形狀(工具用鋼及工具的設計);
②. 工件材料的(de)切削性能;
③. 切削加(jia)工時有無切削液及其特(te)性;
④. 切削類型(xing)及條件(jian)。
在其(qi)他條件恒定的(de)(de)情(qing)況(kuang)下,最易(yi)切削的(de)(de)金屬(shu)應該是允許(xu)使用最大的(de)(de)切削速度(du)、刀具磨損最小(xiao)、能(neng)量消耗最低的(de)(de),并能(neng)獲得最滿(man)意(yi)的(de)(de)表面粗糙度(du)。在大多數(shu)情(qing)況(kuang)下,切削加工主要(yao)的(de)(de)要(yao)求是高(gao)速的(de)(de)切削和工具的(de)(de)壽命長(chang);而有(you)些情(qing)況(kuang)卻(que)對表面光滑度(du)的(de)(de)要(yao)求較為(wei)嚴格。
2. 測(ce)定和(he)比較金屬切(qie)削(xue)性能的方法
①. 用給定(ding)的切削(xue)速(su)度,測定(ding)相同刀具切削(xue)不(bu)同金屬的壽命來進行比(bi)較;
②. 用(yong)相同(tong)的壓力、轉速和時間,測(ce)定所鉆(zhan)入不同(tong)金(jin)屬(shu)的深度來進(jin)行(xing)比較;
③. 用(yong)切削(xue)(xue)不同的一定(ding)金屬(shu)量(liang)(liang)所消耗等能量(liang)(liang)或散發的熱(re)量(liang)(liang)來比較切削(xue)(xue)性能。
這些方法(fa)都沒有考慮加工件(jian)的表面粗糙度,只用(yong)切削的難易程度來相(xiang)對比較金屬(shu)的切削性(xing)能。
金(jin)屬(shu)的(de)(de)切削(xue)性能(neng)是一種很復(fu)雜的(de)(de)工藝性能(neng),它(ta)與金(jin)屬(shu)的(de)(de)其他(ta)性能(neng)有關。首先,我(wo)們應(ying)知道(dao)金(jin)屬(shu)難以切削(xue)的(de)(de)原因:
①. 硬度太高或強度太大時(shi),切削(xue)所消耗(hao)的(de)能量(liang)(liang)就(jiu)大;當速度提高時(shi),產生的(de)熱量(liang)(liang)會(hui)使刀口易于軟化,這些都會(hui)使切削(xue)變得非常困難。
②. 軟而塑性(xing)很高(gao)的(de)金屬,在切削(xue)時易于產生積(ji)屑瘤及與刀刃粘接,使切削(xue)變得非常困難,并且使切削(xue)表面粗糙度(du)增高(gao)。
③. 易于加工硬化的(de)金屬,不(bu)易切削,例(li)如(ru)高碳、高錳、耐磨鋼(gang)及奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)等。金屬中含有堅硬的(de)第二(er)相,不(bu)易切削,例(li)如(ru)碳化物(wu)、氧化物(wu)等,易于磨損刀刃。
其次,我們(men)還應知(zhi)道什(shen)么(me)樣的(de)(de)組織可以(yi)使金屬(shu)易(yi)于(yu)切削,不(bu)溶于(yu)基體(ti)的(de)(de)第二相,如具備潤滑性或(huo)增(zeng)加(jia)材(cai)料(liao)的(de)(de)脆(cui)(cui)性,都(dou)可以(yi)改善(shan)金屬(shu)的(de)(de)切削性。例如,石(shi)墨、鉛、鉍等可以(yi)增(zeng)加(jia)金屬(shu)切削時的(de)(de)潤滑作用;脆(cui)(cui)性硫化(hua)物(wu)及磷化(hua)物(wu)(鋼中的(de)(de)MnS及Fe3P)等,可以(yi)使切屑易(yi)于(yu)斷裂。
3. 提高(gao)金(jin)屬切削性能的(de)途徑(jing)
①. 使硬(ying)的金(jin)屬變軟(回火(huo)(huo)或退火(huo)(huo));
②. 使太軟的金屬變硬(冷加工、細化(hua)晶(jing)粒(li)、正火);
③. 減少(shao)堅硬的(de)第(di)二相(xiang)(提高冶煉質量,減少(shao)夾(jia)雜);
④. 改善堅硬第(di)二相的分布(bu)(退火(huo)或正火(huo));
⑤. 加(jia)入改善切削性(xing)能的第(di)二(er)相(xiang)元素(Pb、Bi、石墨、MnS、Fe3P等)。
最后的方法⑤可以(yi)獲得切(qie)削(xue)性極佳的合(he)金,適用(yong)于自(zi)動機(ji)床,因此叫做易切(qie)削(xue)鋼及易切(qie)削(xue)合(he)金。
有(you)些影響金屬切削性(xing)(xing)能的(de)物理及力學性(xing)(xing)質,具有(you)組織不(bu)敏(min)感性(xing)(xing),因而很難(nan)用改(gai)善組織的(de)方法來改(gai)變。這些性(xing)(xing)質包括熱(re)膨脹(zhang)系數、熱(re)導率、基體金屬的(de)彈性(xing)(xing)模量等(deng)。

