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(de)表面(mian)層現象(xiang),牽(qian)涉摩擦及高速的(de)彈性及塑性變(bian)形。因(yin)此,切削的(de)難易及質量的(de)好壞與(yu)許多因(yin)素有關:

 

 ①. 工(gong)具(ju)的材料(liao)及形狀(工(gong)具(ju)用鋼及工(gong)具(ju)的設計);


 ②. 工件材料的切(qie)削性能;


 ③. 切削(xue)加工時(shi)有無切削(xue)液及其特(te)性(xing);


 ④. 切削類型(xing)及條件(jian)。


  在(zai)(zai)其他條件(jian)恒定(ding)的(de)(de)情(qing)況(kuang)下,最(zui)易切(qie)(qie)削(xue)的(de)(de)金屬(shu)應(ying)該是(shi)允許使用最(zui)大的(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)速度(du)(du)、刀具(ju)磨損最(zui)小、能(neng)量(liang)消耗(hao)最(zui)低的(de)(de),并能(neng)獲得最(zui)滿意的(de)(de)表(biao)面粗糙度(du)(du)。在(zai)(zai)大多數(shu)情(qing)況(kuang)下,切(qie)(qie)削(xue)加工(gong)主要(yao)的(de)(de)要(yao)求是(shi)高(gao)速的(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)和工(gong)具(ju)的(de)(de)壽(shou)命長;而有些(xie)情(qing)況(kuang)卻對表(biao)面光滑度(du)(du)的(de)(de)要(yao)求較為嚴格。


2. 測定和比較金(jin)屬切削(xue)性能(neng)的(de)方法(fa)


 ①. 用給定的(de)切(qie)削(xue)速度,測定相同刀(dao)具切(qie)削(xue)不同金屬的(de)壽命來(lai)進行比(bi)較(jiao);


 ②. 用相同(tong)(tong)的壓力(li)、轉速和時間,測定所鉆入不同(tong)(tong)金屬的深(shen)度(du)來進行比(bi)較;


 ③. 用切削不同的一(yi)定金屬量所(suo)消(xiao)耗等能量或散發的熱(re)量來比較切削性能。


 這些方(fang)法都沒有(you)考(kao)慮加工件的表(biao)面粗糙度(du)(du),只用切(qie)(qie)削(xue)的難易(yi)程度(du)(du)來相對比較金(jin)屬(shu)的切(qie)(qie)削(xue)性能(neng)。


金(jin)屬的(de)切削(xue)性(xing)能是一種(zhong)很復雜的(de)工藝性(xing)能,它與金(jin)屬的(de)其他性(xing)能有關(guan)。首先(xian),我們應(ying)知(zhi)道金(jin)屬難以切削(xue)的(de)原因:


 ①. 硬(ying)度(du)太高或強度(du)太大時,切削(xue)所消耗的能(neng)量就大;當速(su)度(du)提高時,產生的熱量會(hui)(hui)使刀口易于(yu)軟(ruan)化,這(zhe)些都會(hui)(hui)使切削(xue)變得非(fei)常(chang)困難。


 ②. 軟而塑(su)性(xing)很(hen)高的金(jin)屬,在切(qie)削時易于產生積屑瘤(liu)及與刀刃粘接,使(shi)切(qie)削變得非常困難,并(bing)且使(shi)切(qie)削表面(mian)粗糙度增高。


 ③. 易于加工硬化(hua)的金屬,不(bu)易切削,例如(ru)高碳、高錳(meng)、耐磨(mo)鋼(gang)及奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)等。金屬中含有堅(jian)硬的第二(er)相,不(bu)易切削,例如(ru)碳化(hua)物、氧化(hua)物等,易于磨(mo)損(sun)刀刃(ren)。


 其次,我們還應知道什(shen)么樣的(de)(de)組織可(ke)以(yi)使(shi)金(jin)屬易于(yu)切(qie)削(xue)(xue),不溶于(yu)基體的(de)(de)第二相,如具備潤滑性(xing)或增加材(cai)料的(de)(de)脆性(xing),都可(ke)以(yi)改善金(jin)屬的(de)(de)切(qie)削(xue)(xue)性(xing)。例如,石(shi)墨(mo)、鉛、鉍等可(ke)以(yi)增加金(jin)屬切(qie)削(xue)(xue)時的(de)(de)潤滑作用(yong);脆性(xing)硫化(hua)物及磷化(hua)物(鋼中(zhong)的(de)(de)MnS及Fe3P)等,可(ke)以(yi)使(shi)切(qie)屑易于(yu)斷裂(lie)。


3. 提高金屬(shu)切削性(xing)能的途(tu)徑


 ①. 使硬的金屬變軟(ruan)(回火或退火);


 ②. 使(shi)太(tai)軟(ruan)的金(jin)屬變硬(ying)(冷(leng)加工、細(xi)化晶粒、正火);


 ③. 減(jian)(jian)少(shao)堅硬的(de)第二相(提高冶煉質量,減(jian)(jian)少(shao)夾雜);


 ④. 改(gai)善堅硬(ying)第二相的分(fen)布(退火或(huo)正火);


 ⑤. 加入(ru)改善切削(xue)性(xing)能的(de)第二相(xiang)元素(Pb、Bi、石(shi)墨、MnS、Fe3P等)。


 最后的方(fang)法⑤可(ke)以(yi)獲得切削性極佳的合金,適用于自動機床,因此叫做易切削鋼及(ji)易切削合金。


有些(xie)(xie)影(ying)響(xiang)金屬切(qie)削(xue)性(xing)能的(de)物理及力學性(xing)質,具有組(zu)織不敏感性(xing),因而(er)很難(nan)用改(gai)善組(zu)織的(de)方法來(lai)改(gai)變。這些(xie)(xie)性(xing)質包括熱(re)膨(peng)脹系數、熱(re)導率、基體金屬的(de)彈性(xing)模量(liang)等。