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(tie)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(zai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中,以奧氏(shi)體(ti)(ti)和奧氏(shi)體(ti)(ti)+鐵素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)現象(xiang)最為突出。如奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)后(hou)的(de)(de)(de)強度(du)(Sb)高(gao)達1470~1960MPa,而(er)且隨著強度(du)(Sb)的(de)(de)(de)提高(gao),屈(qu)(qu)服(fu)極限(Ss)升高(gao);退火狀態(tai)的(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)屈(qu)(qu)服(fu)極限(Ss)不(bu)(bu)超(chao)過強度(du)(Sb)30%~45%,而(er)加(jia)工(gong)(gong)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)后(hou)達85%~95%.加(jia)工(gong)(gong)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)層的(de)(de)(de)深(shen)度(du)可達切削深(shen)度(du)的(de)(de)(de)1/3或更大(da);硬(ying)化(hua)(hua)(hua)層的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)比原來的(de)(de)(de)提高(gao)1.4~2.2倍。因(yin)為不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)塑(su)性大(da),塑(su)性變(bian)形時(shi)晶(jing)格扭(niu)曲,強化(hua)(hua)(hua)系數很大(da);而(er)且奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)夠穩定,在(zai)切削應(ying)力的(de)(de)(de)作用下(xia),部分奧氏(shi)體(ti)(ti)會轉變(bian)為馬氏(shi)體(ti)(ti);再加(jia)上化(hua)(hua)(hua)合物(wu)雜質在(zai)切削熱的(de)(de)(de)作用下(xia),易于分解呈現彌散分布,使切削加(jia)工(gong)(gong)時(shi)產生(sheng)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)層。前(qian)一(yi)次(ci)進(jin)給或前(qian)一(yi)道工(gong)(gong)序所產生(sheng)的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)現象(xiang),嚴重地(di)影響后(hou)續工(gong)(gong)序的(de)(de)(de)順利進(jin)行。
切(qie)削(xue)(xue)力(li)大(da):不銹鋼(gang)在(zai)切(qie)削(xue)(xue)過程中塑性變形大(da),尤其是奧氏體不銹鋼(gang)(其伸長率(lv)超過45號鋼(gang)的(de)(de)1.5倍以上),使(shi)切(qie)削(xue)(xue)力(li)增(zeng)加。同(tong)時,不銹鋼(gang)的(de)(de)加工硬化嚴重,熱強度高,進一步增(zeng)大(da)了切(qie)削(xue)(xue)抗(kang)力(li),切(qie)屑的(de)(de)卷曲(qu)折斷也比較困難。因此,加工不銹鋼(gang)的(de)(de)切(qie)削(xue)(xue)力(li)大(da),如(ru)車(che)削(xue)(xue)06Cr18Ni11Ti的(de)(de)單位切(qie)削(xue)(xue)力(li)為2450MPa,比45號鋼(gang)高25%。
2. 切削溫度高
切(qie)削(xue)(xue)時塑性變(bian)形及與刀(dao)具間的(de)(de)(de)摩擦都(dou)很(hen)大(da),產生的(de)(de)(de)切(qie)削(xue)(xue)熱(re)多;加上(shang)不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)熱(re)導(dao)率約為45號鋼的(de)(de)(de)1/4~1/2,大(da)量切(qie)削(xue)(xue)熱(re)都(dou)集中在(zai)切(qie)削(xue)(xue)區和(he)刀(dao)屑接觸的(de)(de)(de)界面(mian)上(shang),散熱(re)條件差。在(zai)相同的(de)(de)(de)條件下,06Cr18Ni11Ti的(de)(de)(de)切(qie)削(xue)(xue)溫度比45號鋼高200℃左右。
切屑不(bu)(bu)(bu)易折斷(duan)、易粘接:不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)塑性、韌性都(dou)很大,車(che)加(jia)(jia)(jia)(jia)工時(shi)切屑連綿不(bu)(bu)(bu)斷(duan),不(bu)(bu)(bu)僅影響(xiang)操作的(de)順利(li)進行,切屑還會擠(ji)傷已加(jia)(jia)(jia)(jia)工表面(mian)(mian)。在高溫、高壓下,不(bu)(bu)(bu)銹鋼與其他金屬的(de)親和性強(qiang),極易產生黏附現(xian)象(xiang),并形成積屑瘤,既加(jia)(jia)(jia)(jia)劇刀具磨損,又會出現(xian)撕扯(che)現(xian)象(xiang)而(er)使已加(jia)(jia)(jia)(jia)工表面(mian)(mian)惡(e)化(hua)。含碳量較(jiao)低的(de)馬氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)這一特(te)點也(ye)比較(jiao)明顯。
3. 刀(dao)具易磨損
切(qie)(qie)(qie)削(xue)不銹鋼過程中的(de)親和作(zuo)用使(shi)刀(dao)(dao)屑(xie)間產(chan)生粘(zhan)接、擴散(san),從而使(shi)刀(dao)(dao)具(ju)產(chan)生粘(zhan)接磨(mo)(mo)損(sun)、擴散(san)磨(mo)(mo)損(sun),致使(shi)刀(dao)(dao)具(ju)前(qian)刀(dao)(dao)面產(chan)生月(yue)牙(ya)洼,切(qie)(qie)(qie)削(xue)刃(ren)還會(hui)形成(cheng)微小的(de)剝落和缺口;加(jia)上不銹鋼中的(de)碳化物(如TiC)微粒(li)硬度很高(gao),切(qie)(qie)(qie)削(xue)時(shi)直接與刀(dao)(dao)具(ju)接觸、摩(mo)擦,擦傷刀(dao)(dao)具(ju),還有加(jia)工(gong)硬化現象,均會(hui)使(shi)刀(dao)(dao)具(ju)磨(mo)(mo)損(sun)加(jia)劇。
4. 線膨脹系(xi)數(shu)大
不(bu)銹鋼(gang)的線膨脹(zhang)系數約(yue)為碳素鋼(gang)的1.5倍,在切削溫度作(zuo)用下,工件(jian)容易產生熱變形,尺寸(cun)精(jing)度較難控(kong)制。
在不銹(xiu)鋼(gang)加工(gong)所使用(yong)的各種切削設備(bei)中,自動(dong)車床機的高效率最為(wei)突出,這類(lei)設備(bei)可以把各種尺寸的不銹(xiu)鋼(gang)棒材(cai)加工(gong)成所有設備(bei)中都(dou)必不可少(shao)的、種類(lei)幾乎(hu)無窮多(duo)的零部件。幾種切削加工(gong)方式及(ji)其運(yun)動(dong)示意圖,見圖7-1。

金屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)切削加(jia)工(gong)(gong)性(xing)(xing)能(neng)既(ji)關(guan)系(xi)到(dao)金屬(shu)(shu)切削的(de)(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)者,同時又關(guan)系(xi)到(dao)加(jia)工(gong)(gong)后(hou)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)者。“切削性(xing)(xing)能(neng)”這(zhe)一術語是用(yong)來(lai)表示(shi)金屬(shu)(shu)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)切削加(jia)工(gong)(gong)特(te)性(xing)(xing)。或者說,它是表示(shi)金屬(shu)(shu)材(cai)料被適當的(de)(de)(de)(de)刀具切削或加(jia)工(gong)(gong)成型(xing)的(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性(xing)(xing)或難易程度。各類不銹鋼的(de)(de)(de)(de)切削加(jia)工(gong)(gong)特(te)性(xing)(xing),在(zai)圖7-3中已列(lie)出,該(gai)圖是以使(shi)用(yong)高速鋼刀具切削時,選用(yong)所建(jian)議(yi)的(de)(de)(de)(de)切削速度是用(yong)每分鐘(zhong)表面英尺數(shu)來(lai)表示(shi)的(de)(de)(de)(de)。圖中的(de)(de)(de)(de)切削特(te)性(xing)(xing)值(zhi)是將(jiang)各種不銹鋼切削加(jia)工(gong)(gong)特(te)性(xing)(xing)與被假定為100%的(de)(de)(de)(de)AISI 31112 鋼進(jin)行比較而得出的(de)(de)(de)(de)。每分鐘(zhong)表面進(jin)給量標(biao)注(zhu)在(zai)圖表的(de)(de)(de)(de)上面;相對切削加(jia)工(gong)(gong)特(te)性(xing)(xing)百分數(shu)則(ze)標(biao)注(zhu)在(zai)圖表的(de)(de)(de)(de)下(xia)面。


