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(qie)削(xue)性
切削(xue)(xue)性又叫可切削(xue)(xue)性(machinability).切削(xue)(xue)是一(yi)種復雜的表面(mian)層現(xian)象(xiang),牽涉摩擦及高速(su)的彈性及塑性變形。因(yin)此,切削(xue)(xue)的難易及質量的好壞與許多因(yin)素有關:
①. 工具(ju)的材料及形狀(zhuang)(工具(ju)用鋼及工具(ju)的設計);
②. 工件材(cai)料的切(qie)削(xue)性能;
③. 切(qie)削加工(gong)時有無(wu)切(qie)削液及其特(te)性;
④. 切削(xue)類型及條件。
在其他(ta)條件恒(heng)定(ding)的(de)情(qing)況下,最(zui)(zui)(zui)易切(qie)削(xue)的(de)金屬應該是允許使用(yong)最(zui)(zui)(zui)大(da)的(de)切(qie)削(xue)速(su)(su)度、刀(dao)具磨(mo)損最(zui)(zui)(zui)小、能量(liang)消耗最(zui)(zui)(zui)低的(de),并能獲得最(zui)(zui)(zui)滿意(yi)的(de)表面(mian)粗糙度。在大(da)多數情(qing)況下,切(qie)削(xue)加工主要(yao)(yao)的(de)要(yao)(yao)求是高速(su)(su)的(de)切(qie)削(xue)和工具的(de)壽命(ming)長;而有些(xie)情(qing)況卻對表面(mian)光滑度的(de)要(yao)(yao)求較為嚴格。
2. 測(ce)定和(he)比較金屬切削性能的方法(fa)
①. 用給(gei)定(ding)的(de)切(qie)削速度,測定(ding)相同刀具切(qie)削不同金屬(shu)的(de)壽命來(lai)進行比較;
②. 用(yong)相同的壓力、轉速和時(shi)間,測定所鉆入不(bu)同金屬的深度來進行比(bi)較;
③. 用切削(xue)不同的一定(ding)金屬量(liang)所消耗等(deng)能量(liang)或散發的熱量(liang)來(lai)比較(jiao)切削(xue)性能。
這(zhe)些方法都(dou)沒有(you)考(kao)慮加工件的表面(mian)粗糙度,只用切削的難易程度來(lai)相對比較金屬的切削性能。
金屬的(de)切削(xue)性能是一種(zhong)很(hen)復雜(za)的(de)工藝性能,它與金屬的(de)其他性能有(you)關。首先,我(wo)們應知(zhi)道(dao)金屬難以切削(xue)的(de)原因:
①. 硬度太高(gao)或(huo)強度太大時,切削所消(xiao)耗的(de)能量就(jiu)大;當速度提高(gao)時,產生的(de)熱量會使(shi)刀口易(yi)于軟(ruan)化,這些(xie)都會使(shi)切削變得非常困(kun)難。
②. 軟(ruan)而塑性很高的金屬,在切(qie)削(xue)時(shi)易于產生積屑瘤及與刀刃粘(zhan)接,使切(qie)削(xue)變(bian)得非常困(kun)難,并且使切(qie)削(xue)表面粗糙度增(zeng)高。
③. 易(yi)于加(jia)工硬化的金屬,不易(yi)切削,例(li)如高(gao)碳(tan)、高(gao)錳、耐(nai)磨鋼(gang)(gang)及奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)等(deng)。金屬中(zhong)含有堅(jian)硬的第二相(xiang),不易(yi)切削,例(li)如碳(tan)化物(wu)、氧化物(wu)等(deng),易(yi)于磨損刀刃。
其次,我們(men)還應知道什(shen)么樣(yang)的(de)(de)組織(zhi)可(ke)以使(shi)金(jin)屬易于切削,不溶于基體的(de)(de)第(di)二(er)相,如(ru)具(ju)備潤滑(hua)性或增(zeng)加材料的(de)(de)脆性,都可(ke)以改善金(jin)屬的(de)(de)切削性。例如(ru),石墨、鉛、鉍等(deng)(deng)可(ke)以增(zeng)加金(jin)屬切削時(shi)的(de)(de)潤滑(hua)作用;脆性硫化(hua)物及磷化(hua)物(鋼中的(de)(de)MnS及Fe3P)等(deng)(deng),可(ke)以使(shi)切屑易于斷裂。
3. 提高金屬切削性能的途(tu)徑(jing)
①. 使硬的金屬(shu)變軟(回(hui)火或退火);
②. 使太(tai)軟(ruan)的金屬變硬(冷加工、細化(hua)晶粒、正火);
③. 減(jian)少堅硬的第二(er)相(提(ti)高冶(ye)煉質(zhi)量,減(jian)少夾雜);
④. 改善堅硬第二相的分(fen)布(退火或正火);
⑤. 加入改善切削(xue)性能的第二相元素(Pb、Bi、石墨、MnS、Fe3P等(deng))。
最(zui)后(hou)的方法(fa)⑤可(ke)以獲(huo)得(de)切(qie)削(xue)性極佳的合(he)金(jin),適用于自動機床,因此叫做易切(qie)削(xue)鋼及易切(qie)削(xue)合(he)金(jin)。
有些(xie)影響(xiang)金(jin)屬切削性能的(de)物理(li)及(ji)力學(xue)性質,具有組織不敏感性,因而很(hen)難(nan)用改善組織的(de)方法來改變(bian)。這(zhe)些(xie)性質包括熱膨脹系數、熱導率、基體金(jin)屬的(de)彈性模量等。