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(shi)體(ti)不(bu)銹鋼06Cr18Ni11Ti的相對切削加工性為40%;鐵(tie)素(su)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. 切削加工硬化嚴(yan)重(zhong)


 在(zai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong),以奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)和(he)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)+鐵素體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)(gong)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)現象最(zui)為突(tu)出。如(ru)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(Sb)高達1470~1960MPa,而(er)(er)且隨著(zhu)強(qiang)(qiang)度(du)(Sb)的(de)(de)(de)(de)提(ti)高,屈(qu)服(fu)(fu)極限(Ss)升高;退火狀態的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)屈(qu)服(fu)(fu)極限(Ss)不(bu)(bu)超(chao)過強(qiang)(qiang)度(du)(Sb)30%~45%,而(er)(er)加(jia)工(gong)(gong)(gong)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)后(hou)(hou)達85%~95%.加(jia)工(gong)(gong)(gong)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)深(shen)(shen)度(du)可達切削深(shen)(shen)度(du)的(de)(de)(de)(de)1/3或更大(da);硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)比原來的(de)(de)(de)(de)提(ti)高1.4~2.2倍。因(yin)為不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)塑(su)性(xing)大(da),塑(su)性(xing)變(bian)(bian)形時(shi)晶格扭曲,強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)系數很大(da);而(er)(er)且奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)夠穩定,在(zai)切削應(ying)力的(de)(de)(de)(de)作用下,部分(fen)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)會轉變(bian)(bian)為馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti);再(zai)加(jia)上化(hua)(hua)(hua)(hua)合物雜質在(zai)切削熱的(de)(de)(de)(de)作用下,易(yi)于分(fen)解呈現彌散分(fen)布,使(shi)切削加(jia)工(gong)(gong)(gong)時(shi)產生(sheng)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)層(ceng)。前(qian)一次進給或前(qian)一道工(gong)(gong)(gong)序(xu)所產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)(gong)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)現象,嚴重地影(ying)響后(hou)(hou)續工(gong)(gong)(gong)序(xu)的(de)(de)(de)(de)順利進行(xing)。


 切(qie)削力大(da):不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在切(qie)削過(guo)(guo)程中(zhong)塑性變(bian)形(xing)大(da),尤(you)其是奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(其伸長率超過(guo)(guo)45號(hao)鋼(gang)(gang)的1.5倍以上),使切(qie)削力增(zeng)加(jia)(jia)。同時,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的加(jia)(jia)工(gong)硬化嚴重,熱(re)強(qiang)度高(gao),進一步增(zeng)大(da)了切(qie)削抗力,切(qie)屑的卷曲折斷也比較困難。因此,加(jia)(jia)工(gong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的切(qie)削力大(da),如車削06Cr18Ni11Ti的單位切(qie)削力為2450MPa,比45號(hao)鋼(gang)(gang)高(gao)25%。


2. 切削溫(wen)度高


  切削(xue)時(shi)塑性變形及(ji)與刀具間的摩擦都(dou)很大(da),產生的切削(xue)熱多;加上(shang)不銹(xiu)鋼的熱導率(lv)約為(wei)45號鋼的1/4~1/2,大(da)量切削(xue)熱都(dou)集中(zhong)在切削(xue)區和刀屑接(jie)觸的界面上(shang),散(san)熱條(tiao)件差。在相同的條(tiao)件下(xia),06Cr18Ni11Ti的切削(xue)溫(wen)度比45號鋼高200℃左右(you)。


切屑不易(yi)(yi)折(zhe)斷、易(yi)(yi)粘接:不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)塑性(xing)、韌性(xing)都(dou)很大,車加(jia)工(gong)時切屑連綿不斷,不僅影響操作的(de)(de)(de)順利進行(xing),切屑還會擠傷(shang)已加(jia)工(gong)表面(mian)。在高(gao)溫、高(gao)壓下,不銹(xiu)鋼(gang)(gang)與其他金(jin)屬的(de)(de)(de)親和性(xing)強,極易(yi)(yi)產生(sheng)黏附現象,并形成(cheng)積屑瘤,既加(jia)劇刀具磨損,又(you)會出現撕扯現象而(er)使已加(jia)工(gong)表面(mian)惡化。含碳量較(jiao)低的(de)(de)(de)馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)這一特點(dian)也比較(jiao)明顯(xian)。


3. 刀具易磨損


  切削(xue)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)過(guo)程中(zhong)的(de)(de)親(qin)和作用使刀(dao)屑間產生粘接、擴散,從而使刀(dao)具(ju)產生粘接磨損(sun)、擴散磨損(sun),致使刀(dao)具(ju)前刀(dao)面產生月牙洼,切削(xue)刃還會形成微小的(de)(de)剝落(luo)和缺(que)口;加上不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)碳(tan)化(hua)物(如TiC)微粒硬度很高(gao),切削(xue)時(shi)直接與刀(dao)具(ju)接觸、摩擦,擦傷(shang)刀(dao)具(ju),還有加工硬化(hua)現象,均會使刀(dao)具(ju)磨損(sun)加劇。


4. 線(xian)膨脹系(xi)數(shu)大


  不銹鋼(gang)的(de)線膨脹系數約(yue)為碳素鋼(gang)的(de)1.5倍,在切削溫度作用下,工件容易產生熱變(bian)形,尺寸精(jing)度較難(nan)控制。


  在不銹鋼(gang)加工所使用的(de)(de)各種(zhong)切削(xue)設(she)備(bei)中,自動車床機的(de)(de)高效率最為突出,這類設(she)備(bei)可以把(ba)各種(zhong)尺寸的(de)(de)不銹鋼(gang)棒材加工成所有設(she)備(bei)中都必不可少(shao)的(de)(de)、種(zhong)類幾(ji)乎無窮(qiong)多的(de)(de)零部件。幾(ji)種(zhong)切削(xue)加工方式及其運(yun)動示意圖(tu),見圖(tu)7-1。


圖 1.jpg


  金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)性(xing)能既(ji)關(guan)系到金(jin)屬(shu)(shu)切(qie)(qie)削(xue)(xue)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)者(zhe),同時(shi)又關(guan)系到加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)后(hou)的(de)(de)(de)使用者(zhe)。“切(qie)(qie)削(xue)(xue)性(xing)能”這一術語是用來表(biao)示金(jin)屬(shu)(shu)材料的(de)(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)特(te)性(xing)。或(huo)(huo)者(zhe)說,它(ta)是表(biao)示金(jin)屬(shu)(shu)材料被適當的(de)(de)(de)刀(dao)(dao)具(ju)切(qie)(qie)削(xue)(xue)或(huo)(huo)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)成型的(de)(de)(de)可能性(xing)或(huo)(huo)難易程度。各(ge)(ge)類(lei)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)特(te)性(xing),在(zai)(zai)圖(tu)7-3中已列(lie)出,該圖(tu)是以使用高(gao)速鋼(gang)(gang)刀(dao)(dao)具(ju)切(qie)(qie)削(xue)(xue)時(shi),選用所建議的(de)(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)(xue)速度是用每分鐘(zhong)表(biao)面(mian)(mian)英尺數來表(biao)示的(de)(de)(de)。圖(tu)中的(de)(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)(xue)特(te)性(xing)值(zhi)是將各(ge)(ge)種不銹(xiu)鋼(gang)(gang)切(qie)(qie)削(xue)(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)特(te)性(xing)與被假(jia)定為100%的(de)(de)(de)AISI 31112 鋼(gang)(gang)進行比較而得(de)出的(de)(de)(de)。每分鐘(zhong)表(biao)面(mian)(mian)進給量(liang)標注(zhu)在(zai)(zai)圖(tu)表(biao)的(de)(de)(de)上面(mian)(mian);相對切(qie)(qie)削(xue)(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)特(te)性(xing)百(bai)分數則標注(zhu)在(zai)(zai)圖(tu)表(biao)的(de)(de)(de)下面(mian)(mian)。


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