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(you)叫可切削性(machinability).切削是一(yi)種復雜的表面層現象,牽涉摩擦及高速的彈性及塑性變形。因(yin)此,切削的難易及質量的好壞與許(xu)多(duo)因(yin)素有關:
①. 工(gong)具的材料及形狀(工(gong)具用鋼(gang)及工(gong)具的設計);
②. 工件材料(liao)的(de)切削性能;
③. 切削(xue)加工時有(you)無切削(xue)液及其(qi)特性;
④. 切削類型及條件。
在其他條件(jian)恒(heng)定的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)(kuang)(kuang)下(xia),最(zui)易切(qie)削(xue)的(de)(de)(de)(de)金屬應該(gai)是允許使用最(zui)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)切(qie)削(xue)速(su)(su)度(du)(du)(du)、刀具(ju)磨損最(zui)小(xiao)、能量(liang)消耗最(zui)低的(de)(de)(de)(de),并(bing)能獲得最(zui)滿(man)意(yi)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)粗糙(cao)度(du)(du)(du)。在大(da)(da)多(duo)數(shu)情況(kuang)(kuang)(kuang)下(xia),切(qie)削(xue)加工主要(yao)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求是高速(su)(su)的(de)(de)(de)(de)切(qie)削(xue)和工具(ju)的(de)(de)(de)(de)壽命長(chang);而有些情況(kuang)(kuang)(kuang)卻對表(biao)面(mian)光滑度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求較為嚴格。
2. 測(ce)定和比較金(jin)屬切削性能的(de)方法(fa)
①. 用給定的切削速度,測定相同刀具切削不(bu)同金屬的壽命來進(jin)行比較;
②. 用相同的壓(ya)力、轉速和時(shi)間,測定所鉆(zhan)入(ru)不(bu)同金(jin)屬的深度(du)來(lai)進(jin)行比較(jiao);
③. 用切(qie)(qie)削不同的一定(ding)金屬量所消耗等(deng)能(neng)量或散(san)發(fa)的熱量來比(bi)較切(qie)(qie)削性能(neng)。
這些方法都沒有考慮加工件的(de)表面粗(cu)糙度,只用(yong)切(qie)削的(de)難易程(cheng)度來(lai)相(xiang)對比較金屬(shu)的(de)切(qie)削性(xing)能(neng)。
金屬的(de)切削性(xing)(xing)能是一種很(hen)復(fu)雜的(de)工藝性(xing)(xing)能,它與金屬的(de)其他(ta)性(xing)(xing)能有關。首(shou)先,我們應知(zhi)道金屬難以切削的(de)原因(yin):
①. 硬度(du)太高(gao)(gao)或強度(du)太大(da)時,切削(xue)所消耗的(de)能量(liang)就大(da);當速(su)度(du)提高(gao)(gao)時,產生的(de)熱量(liang)會使(shi)刀口易于(yu)軟化,這些(xie)都(dou)會使(shi)切削(xue)變得非(fei)常(chang)困難。
②. 軟(ruan)而(er)塑性很高的金屬,在切削時易于產(chan)生積屑瘤及(ji)與刀(dao)刃粘接,使切削變得非(fei)常困難,并且使切削表面粗糙(cao)度增高。
③. 易于加工硬化的金屬,不(bu)易切削(xue),例(li)如(ru)高碳(tan)、高錳、耐磨鋼(gang)及奧氏體不(bu)銹鋼(gang)等。金屬中含有堅(jian)硬的第(di)二相,不(bu)易切削(xue),例(li)如(ru)碳(tan)化物、氧化物等,易于磨損(sun)刀刃。
其次,我們還應知(zhi)道什么樣(yang)的(de)組(zu)織可以(yi)使金屬易于(yu)切削,不(bu)溶(rong)于(yu)基體的(de)第二相,如具備潤滑(hua)性或增(zeng)加材料(liao)的(de)脆性,都可以(yi)改(gai)善金屬的(de)切削性。例(li)如,石墨、鉛、鉍(bi)等可以(yi)增(zeng)加金屬切削時(shi)的(de)潤滑(hua)作用;脆性硫化物及(ji)磷化物(鋼中的(de)MnS及(ji)Fe3P)等,可以(yi)使切屑(xie)易于(yu)斷(duan)裂。
3. 提(ti)高金(jin)屬切削性(xing)能的途徑
①. 使硬的金屬變軟(回火或退火);
②. 使太軟的(de)金屬變硬(ying)(冷加工、細化晶粒、正火);
③. 減(jian)少堅硬的第二相(提高(gao)冶煉(lian)質量(liang),減(jian)少夾雜);
④. 改善堅硬第二相的分(fen)布(bu)(退火(huo)或正火(huo));
⑤. 加入改善切削性(xing)能的第(di)二相元素(su)(Pb、Bi、石墨、MnS、Fe3P等)。
最后(hou)的方(fang)法(fa)⑤可以(yi)獲得切削性極佳的合金,適用于自動機床,因此叫做易(yi)切削鋼及易(yi)切削合金。
有(you)些影響金(jin)屬(shu)切削性能的(de)物理及力學性質,具有(you)組(zu)織不敏感性,因而很(hen)難用改善組(zu)織的(de)方法來改變。這(zhe)些性質包括熱膨脹系數(shu)、熱導率(lv)、基體金(jin)屬(shu)的(de)彈性模量等。