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(ao)氏體不銹(xiu)鋼06Cr18Ni11Ti的相對切削加工性為40%;鐵素(su)體不(bu)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. 切削加(jia)工(gong)硬化嚴重


 在不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中,以奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)和奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)+鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)加(jia)工(gong)硬化(hua)現象(xiang)最為突(tu)出。如奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)硬化(hua)后(hou)的(de)(de)強度(du)(du)(Sb)高達(da)1470~1960MPa,而且(qie)隨著強度(du)(du)(Sb)的(de)(de)提(ti)高,屈服(fu)極(ji)限(Ss)升高;退火狀態的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)屈服(fu)極(ji)限(Ss)不(bu)(bu)(bu)超(chao)過(guo)強度(du)(du)(Sb)30%~45%,而加(jia)工(gong)硬化(hua)后(hou)達(da)85%~95%.加(jia)工(gong)硬化(hua)層的(de)(de)深度(du)(du)可達(da)切(qie)削(xue)深度(du)(du)的(de)(de)1/3或更大(da);硬化(hua)層的(de)(de)硬度(du)(du)比原來的(de)(de)提(ti)高1.4~2.2倍(bei)。因(yin)為不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)塑性大(da),塑性變形時晶格(ge)扭曲,強化(hua)系(xi)數很大(da);而且(qie)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)夠(gou)穩定,在切(qie)削(xue)應(ying)力的(de)(de)作(zuo)用(yong)下,部分奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)會轉變為馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti);再加(jia)上化(hua)合物(wu)雜質在切(qie)削(xue)熱的(de)(de)作(zuo)用(yong)下,易于(yu)分解呈現彌散分布,使切(qie)削(xue)加(jia)工(gong)時產生硬化(hua)層。前一次進給或前一道工(gong)序所產生的(de)(de)加(jia)工(gong)硬化(hua)現象(xiang),嚴重地影響(xiang)后(hou)續(xu)工(gong)序的(de)(de)順利進行。


 切削(xue)(xue)力大(da):不(bu)銹鋼在(zai)切削(xue)(xue)過程中塑(su)性變形大(da),尤其是奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(其伸長率超(chao)過45號(hao)鋼的1.5倍(bei)以上),使(shi)切削(xue)(xue)力增加。同時,不(bu)銹鋼的加工硬化(hua)嚴重,熱強度高,進一步增大(da)了切削(xue)(xue)抗力,切屑的卷曲折斷也比(bi)較困難(nan)。因此,加工不(bu)銹鋼的切削(xue)(xue)力大(da),如(ru)車削(xue)(xue)06Cr18Ni11Ti的單位切削(xue)(xue)力為2450MPa,比(bi)45號(hao)鋼高25%。


2. 切削溫度(du)高


  切削(xue)時塑性變形及與刀具(ju)間的(de)摩擦都很大,產生的(de)切削(xue)熱(re)(re)多;加(jia)上不銹鋼的(de)熱(re)(re)導率約為45號鋼的(de)1/4~1/2,大量切削(xue)熱(re)(re)都集(ji)中在(zai)切削(xue)區和刀屑接觸的(de)界面上,散熱(re)(re)條(tiao)件(jian)差。在(zai)相同(tong)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia),06Cr18Ni11Ti的(de)切削(xue)溫度比45號鋼高200℃左右。


切屑(xie)不(bu)易折斷、易粘接:不(bu)銹鋼的塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)都很大,車加工時(shi)切屑(xie)連綿不(bu)斷,不(bu)僅影響操作的順利進行,切屑(xie)還會擠傷已加工表面。在高(gao)溫、高(gao)壓下(xia),不(bu)銹鋼與其(qi)他金屬(shu)的親和性(xing)(xing)強(qiang),極易產生黏附現象(xiang),并形成積屑(xie)瘤,既加劇刀(dao)具磨損,又會出現撕扯現象(xiang)而(er)使已加工表面惡化。含碳量較(jiao)低的馬(ma)氏體不(bu)銹鋼的這一特點也比(bi)較(jiao)明顯。


3. 刀具易磨損


  切削(xue)不銹鋼過程(cheng)中的(de)親和(he)作用(yong)使刀(dao)屑間產(chan)生(sheng)粘接(jie)、擴(kuo)散(san),從(cong)而使刀(dao)具(ju)產(chan)生(sheng)粘接(jie)磨損、擴(kuo)散(san)磨損,致使刀(dao)具(ju)前(qian)刀(dao)面產(chan)生(sheng)月(yue)牙洼,切削(xue)刃還會形成微小的(de)剝落和(he)缺口(kou);加(jia)上(shang)不銹鋼中的(de)碳化物(如TiC)微粒(li)硬度很高,切削(xue)時直接(jie)與刀(dao)具(ju)接(jie)觸、摩擦(ca),擦(ca)傷刀(dao)具(ju),還有(you)加(jia)工硬化現(xian)象,均會使刀(dao)具(ju)磨損加(jia)劇。


4. 線膨(peng)脹系數大


  不(bu)銹鋼的(de)線膨脹系數約為碳素鋼的(de)1.5倍(bei),在切削溫度作(zuo)用下(xia),工件容易產生熱變(bian)形(xing),尺寸精度較難控制。


  在不銹鋼加工(gong)(gong)所(suo)使用的(de)(de)各種(zhong)切(qie)(qie)削(xue)設(she)(she)備中(zhong),自動(dong)車床機(ji)的(de)(de)高效率(lv)最(zui)為突(tu)出,這類(lei)設(she)(she)備可(ke)以把各種(zhong)尺寸的(de)(de)不銹鋼棒材(cai)加工(gong)(gong)成所(suo)有設(she)(she)備中(zhong)都必不可(ke)少的(de)(de)、種(zhong)類(lei)幾乎無窮多的(de)(de)零部件。幾種(zhong)切(qie)(qie)削(xue)加工(gong)(gong)方式及其運動(dong)示意圖,見圖7-1。


圖 1.jpg


  金屬(shu)的(de)(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)加(jia)工(gong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)既(ji)關(guan)系到金屬(shu)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)者(zhe),同時(shi)又關(guan)系到加(jia)工(gong)后的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)者(zhe)。“切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)”這一術語是(shi)(shi)(shi)用(yong)來表(biao)(biao)示(shi)金屬(shu)材(cai)料的(de)(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)加(jia)工(gong)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)。或(huo)(huo)者(zhe)說,它是(shi)(shi)(shi)表(biao)(biao)示(shi)金屬(shu)材(cai)料被(bei)適(shi)當的(de)(de)(de)刀具(ju)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)或(huo)(huo)加(jia)工(gong)成型的(de)(de)(de)可能(neng)(neng)性(xing)(xing)(xing)或(huo)(huo)難易程度。各(ge)類(lei)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)加(jia)工(gong)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing),在圖(tu)7-3中已列出,該圖(tu)是(shi)(shi)(shi)以使(shi)用(yong)高速(su)鋼刀具(ju)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)時(shi),選(xuan)用(yong)所建議的(de)(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)速(su)度是(shi)(shi)(shi)用(yong)每分(fen)鐘表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)英尺數來表(biao)(biao)示(shi)的(de)(de)(de)。圖(tu)中的(de)(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)值是(shi)(shi)(shi)將各(ge)種不(bu)(bu)銹(xiu)鋼切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)加(jia)工(gong)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)與被(bei)假定為100%的(de)(de)(de)AISI 31112 鋼進(jin)行比較而得(de)出的(de)(de)(de)。每分(fen)鐘表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)進(jin)給(gei)量標注在圖(tu)表(biao)(biao)的(de)(de)(de)上(shang)面(mian)(mian)(mian);相對切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)加(jia)工(gong)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)百分(fen)數則標注在圖(tu)表(biao)(biao)的(de)(de)(de)下面(mian)(mian)(mian)。


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