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(xue)性(xing)(xing)(xing)又叫可切削(xue)性(xing)(xing)(xing)(machinability).切削(xue)是一種(zhong)復雜的表面層現象,牽涉摩擦(ca)及高速的彈性(xing)(xing)(xing)及塑(su)性(xing)(xing)(xing)變形。因此(ci),切削(xue)的難易及質量的好壞與許多因素(su)有關(guan):
①. 工(gong)具(ju)的材(cai)料及形狀(工(gong)具(ju)用鋼及工(gong)具(ju)的設計);
②. 工件材料的(de)切(qie)削性能(neng);
③. 切(qie)削(xue)加工時有無切(qie)削(xue)液及其(qi)特(te)性;
④. 切(qie)削類型及條件。
在其他(ta)條件恒(heng)定的(de)(de)情況(kuang)下,最易切(qie)削(xue)的(de)(de)金屬應該是(shi)允(yun)許使(shi)用最大(da)的(de)(de)切(qie)削(xue)速(su)度、刀具磨損最小、能量(liang)消(xiao)耗最低的(de)(de),并能獲得最滿意的(de)(de)表(biao)面(mian)粗糙度。在大(da)多(duo)數情況(kuang)下,切(qie)削(xue)加(jia)工(gong)(gong)主(zhu)要(yao)的(de)(de)要(yao)求是(shi)高速(su)的(de)(de)切(qie)削(xue)和(he)工(gong)(gong)具的(de)(de)壽命(ming)長;而有些情況(kuang)卻(que)對表(biao)面(mian)光滑度的(de)(de)要(yao)求較為嚴格。
2. 測定(ding)和比較(jiao)金屬切削性能(neng)的(de)方法
①. 用給定(ding)的切削速度,測(ce)定(ding)相同刀具切削不同金屬的壽命來進(jin)行比(bi)較;
②. 用相同(tong)的壓力、轉(zhuan)速和時(shi)間(jian),測定所鉆入(ru)不同(tong)金屬的深度來進行比較;
③. 用切削(xue)不同(tong)的一定金屬(shu)量(liang)(liang)所消耗等(deng)能(neng)量(liang)(liang)或散發的熱量(liang)(liang)來比較切削(xue)性能(neng)。
這些方法都沒有考慮加工件的表面粗糙度,只用切削的難易程度來相對比較(jiao)金(jin)屬的切削性能。
金屬的切削性能(neng)是一種(zhong)很復雜的工藝性能(neng),它與金屬的其他(ta)性能(neng)有關。首先,我們應(ying)知(zhi)道金屬難(nan)以切削的原(yuan)因:
①. 硬(ying)度太高或強(qiang)度太大(da)時,切削所(suo)消耗(hao)的(de)能量就大(da);當速度提高時,產生的(de)熱量會(hui)使(shi)刀口易于軟化,這些(xie)都(dou)會(hui)使(shi)切削變得非常(chang)困難。
②. 軟(ruan)而塑(su)性很高(gao)的金屬,在(zai)切削時易于產生積屑(xie)瘤及與刀刃粘接,使(shi)切削變得非(fei)常困難,并且使(shi)切削表面粗糙(cao)度增高(gao)。
③. 易于(yu)加工(gong)硬(ying)化的金(jin)屬,不易切削(xue),例(li)如高碳、高錳、耐(nai)磨(mo)鋼及(ji)奧氏體不銹鋼等。金(jin)屬中含有堅硬(ying)的第二(er)相,不易切削(xue),例(li)如碳化物(wu)、氧化物(wu)等,易于(yu)磨(mo)損刀(dao)刃(ren)。
其(qi)次(ci),我們還應(ying)知道什么樣的(de)(de)組織可(ke)以(yi)(yi)使金屬(shu)易(yi)于(yu)切(qie)削,不溶于(yu)基體的(de)(de)第二相,如具(ju)備潤(run)滑性(xing)或增加(jia)材料的(de)(de)脆性(xing),都可(ke)以(yi)(yi)改善金屬(shu)的(de)(de)切(qie)削性(xing)。例(li)如,石墨(mo)、鉛、鉍等(deng)可(ke)以(yi)(yi)增加(jia)金屬(shu)切(qie)削時的(de)(de)潤(run)滑作用;脆性(xing)硫化物(wu)及磷化物(wu)(鋼中的(de)(de)MnS及Fe3P)等(deng),可(ke)以(yi)(yi)使切(qie)屑易(yi)于(yu)斷裂。
3. 提高(gao)金屬切(qie)削性能(neng)的途徑
①. 使硬的金屬(shu)變軟(回火(huo)或退火(huo));
②. 使太軟的金屬變硬(冷(leng)加(jia)工、細(xi)化晶粒、正火);
③. 減少(shao)堅硬(ying)的第二相(提高冶煉(lian)質量,減少(shao)夾雜);
④. 改(gai)善堅硬第二相(xiang)的分(fen)布(bu)(退火或正火);
⑤. 加入改善切削性能的第二相元素(Pb、Bi、石墨、MnS、Fe3P等)。
最后的方法⑤可以獲得(de)切(qie)削(xue)性(xing)極(ji)佳(jia)的合金(jin),適用于自動機(ji)床(chuang),因此叫做易切(qie)削(xue)鋼及易切(qie)削(xue)合金(jin)。
有些影響金屬切削性能的物理(li)及(ji)力學性質(zhi),具(ju)有組織(zhi)不(bu)敏感(gan)性,因而很難(nan)用改(gai)善組織(zhi)的方法來(lai)改(gai)變。這些性質(zhi)包括熱膨(peng)脹系數、熱導率、基(ji)體金屬的彈性模量等。

