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%,奧氏體不銹鋼06Cr18Ni11Ti的相對切削加工性為40%;鐵素體不(bu)銹鋼(gang)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. 切削加工硬化嚴重


 在不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中,以奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)和奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)+鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)硬(ying)化(hua)現象最為(wei)突(tu)出。如奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼硬(ying)化(hua)后(hou)的(de)(de)(de)強(qiang)度(Sb)高達(da)1470~1960MPa,而(er)且隨著(zhu)強(qiang)度(Sb)的(de)(de)(de)提(ti)高,屈服極限(xian)(Ss)升(sheng)高;退火狀態的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼屈服極限(xian)(Ss)不(bu)超過(guo)強(qiang)度(Sb)30%~45%,而(er)加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)硬(ying)化(hua)后(hou)達(da)85%~95%.加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)硬(ying)化(hua)層的(de)(de)(de)深(shen)度可達(da)切削深(shen)度的(de)(de)(de)1/3或更大(da);硬(ying)化(hua)層的(de)(de)(de)硬(ying)度比原(yuan)來的(de)(de)(de)提(ti)高1.4~2.2倍(bei)。因為(wei)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)塑(su)性大(da),塑(su)性變(bian)形時(shi)(shi)晶(jing)格扭曲,強(qiang)化(hua)系(xi)數很大(da);而(er)且奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)夠穩定,在切削應力的(de)(de)(de)作用下,部分奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)會轉(zhuan)變(bian)為(wei)馬氏(shi)(shi)體(ti);再(zai)加(jia)(jia)(jia)(jia)上化(hua)合(he)物(wu)雜(za)質在切削熱(re)的(de)(de)(de)作用下,易于分解呈(cheng)現彌散分布,使切削加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)時(shi)(shi)產生硬(ying)化(hua)層。前一(yi)次進給或前一(yi)道工(gong)(gong)(gong)序所產生的(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)硬(ying)化(hua)現象,嚴重(zhong)地影響(xiang)后(hou)續工(gong)(gong)(gong)序的(de)(de)(de)順利進行。


 切(qie)(qie)削(xue)力(li)大(da)(da):不銹(xiu)(xiu)鋼在切(qie)(qie)削(xue)過程中塑性變形大(da)(da),尤(you)其是(shi)奧(ao)氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(其伸(shen)長率超過45號鋼的(de)(de)1.5倍以上),使切(qie)(qie)削(xue)力(li)增加。同時,不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)加工硬化嚴重,熱強度高(gao),進(jin)一步增大(da)(da)了切(qie)(qie)削(xue)抗力(li),切(qie)(qie)屑的(de)(de)卷曲折斷也(ye)比較困(kun)難(nan)。因此,加工不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)力(li)大(da)(da),如車(che)削(xue)06Cr18Ni11Ti的(de)(de)單位切(qie)(qie)削(xue)力(li)為2450MPa,比45號鋼高(gao)25%。


2. 切削溫度高(gao)


  切削(xue)時塑性(xing)變形及與刀(dao)具間的(de)(de)摩擦(ca)都(dou)很大,產生的(de)(de)切削(xue)熱多(duo);加(jia)上不(bu)銹鋼的(de)(de)熱導率約為(wei)45號鋼的(de)(de)1/4~1/2,大量(liang)切削(xue)熱都(dou)集中在切削(xue)區(qu)和刀(dao)屑接(jie)觸的(de)(de)界面上,散熱條(tiao)(tiao)件差。在相同(tong)的(de)(de)條(tiao)(tiao)件下(xia),06Cr18Ni11Ti的(de)(de)切削(xue)溫度比45號鋼高200℃左右。


切屑不(bu)易折斷、易粘接:不(bu)銹鋼(gang)的(de)塑性、韌性都很大(da),車加(jia)工(gong)(gong)時切屑連綿(mian)不(bu)斷,不(bu)僅影響操(cao)作(zuo)的(de)順利進行,切屑還會(hui)擠傷已加(jia)工(gong)(gong)表(biao)面。在高溫、高壓下,不(bu)銹鋼(gang)與(yu)其他金屬的(de)親和性強(qiang),極易產(chan)生黏附現(xian)象,并形成積屑瘤,既加(jia)劇刀(dao)具磨損,又會(hui)出現(xian)撕扯現(xian)象而(er)使(shi)已加(jia)工(gong)(gong)表(biao)面惡化。含(han)碳量(liang)較低的(de)馬氏體不(bu)銹鋼(gang)的(de)這一特點(dian)也比較明顯。


3. 刀具易(yi)磨損


  切(qie)削不銹(xiu)鋼過程(cheng)中(zhong)的(de)親和作用使(shi)刀(dao)(dao)屑(xie)間產生(sheng)(sheng)粘接(jie)、擴(kuo)散,從(cong)而(er)使(shi)刀(dao)(dao)具產生(sheng)(sheng)粘接(jie)磨(mo)(mo)損、擴(kuo)散磨(mo)(mo)損,致(zhi)使(shi)刀(dao)(dao)具前刀(dao)(dao)面產生(sheng)(sheng)月牙洼,切(qie)削刃還會形成微小的(de)剝落和缺口;加上不銹(xiu)鋼中(zhong)的(de)碳(tan)化物(如TiC)微粒(li)硬度很高,切(qie)削時(shi)直(zhi)接(jie)與刀(dao)(dao)具接(jie)觸、摩擦,擦傷刀(dao)(dao)具,還有加工硬化現象,均會使(shi)刀(dao)(dao)具磨(mo)(mo)損加劇。


4. 線膨脹系數大


  不(bu)銹鋼的線膨(peng)脹系數約為(wei)碳素鋼的1.5倍,在切削(xue)溫度(du)作用(yong)下,工(gong)件容(rong)易產生熱變形,尺寸精度(du)較難控制(zhi)。


  在(zai)不(bu)銹鋼加工(gong)所使用的(de)各種切(qie)削設備(bei)中(zhong)(zhong),自動(dong)車(che)床(chuang)機的(de)高效(xiao)率最為(wei)突出(chu),這類設備(bei)可以把各種尺(chi)寸的(de)不(bu)銹鋼棒材(cai)加工(gong)成所有設備(bei)中(zhong)(zhong)都必不(bu)可少的(de)、種類幾乎無窮多(duo)的(de)零部(bu)件。幾種切(qie)削加工(gong)方式及(ji)其運動(dong)示意圖(tu),見圖(tu)7-1。


圖 1.jpg


  金屬(shu)的(de)(de)(de)切(qie)削(xue)加(jia)(jia)工(gong)性能既(ji)關系到(dao)金屬(shu)切(qie)削(xue)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)者(zhe),同(tong)時(shi)又(you)關系到(dao)加(jia)(jia)工(gong)后的(de)(de)(de)使用(yong)者(zhe)。“切(qie)削(xue)性能”這一(yi)術語是(shi)(shi)用(yong)來表(biao)示(shi)金屬(shu)材(cai)料的(de)(de)(de)切(qie)削(xue)加(jia)(jia)工(gong)特(te)性。或(huo)(huo)者(zhe)說(shuo),它是(shi)(shi)表(biao)示(shi)金屬(shu)材(cai)料被適當(dang)的(de)(de)(de)刀(dao)具切(qie)削(xue)或(huo)(huo)加(jia)(jia)工(gong)成(cheng)型的(de)(de)(de)可能性或(huo)(huo)難易程度。各類不銹鋼的(de)(de)(de)切(qie)削(xue)加(jia)(jia)工(gong)特(te)性,在圖7-3中已列出,該圖是(shi)(shi)以使用(yong)高速(su)鋼刀(dao)具切(qie)削(xue)時(shi),選用(yong)所建議的(de)(de)(de)切(qie)削(xue)速(su)度是(shi)(shi)用(yong)每(mei)分鐘(zhong)(zhong)表(biao)面(mian)(mian)英尺數來表(biao)示(shi)的(de)(de)(de)。圖中的(de)(de)(de)切(qie)削(xue)特(te)性值是(shi)(shi)將各種不銹鋼切(qie)削(xue)加(jia)(jia)工(gong)特(te)性與被假定為100%的(de)(de)(de)AISI 31112 鋼進(jin)(jin)行比較(jiao)而得出的(de)(de)(de)。每(mei)分鐘(zhong)(zhong)表(biao)面(mian)(mian)進(jin)(jin)給量標(biao)(biao)注在圖表(biao)的(de)(de)(de)上面(mian)(mian);相對(dui)切(qie)削(xue)加(jia)(jia)工(gong)特(te)性百分數則標(biao)(biao)注在圖表(biao)的(de)(de)(de)下面(mian)(mian)。


圖 3.jpg