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)削性


  切(qie)削(xue)性(xing)(xing)(xing)又叫(jiao)可切(qie)削(xue)性(xing)(xing)(xing)(machinability).切(qie)削(xue)是一種復雜的(de)表面(mian)層(ceng)現象(xiang),牽涉摩擦及(ji)高速的(de)彈性(xing)(xing)(xing)及(ji)塑性(xing)(xing)(xing)變形。因此,切(qie)削(xue)的(de)難易及(ji)質量(liang)的(de)好壞與許(xu)多(duo)因素(su)有(you)關:

 

 ①. 工(gong)具(ju)的材料及(ji)形狀(工(gong)具(ju)用(yong)鋼及(ji)工(gong)具(ju)的設計);


 ②. 工件材料的切削性(xing)能;


 ③. 切削加(jia)工時有(you)無(wu)切削液(ye)及其特性(xing);


 ④. 切削類型(xing)及條件。


  在其他條件恒定的(de)(de)情況下,最(zui)(zui)易切(qie)(qie)削(xue)的(de)(de)金屬應該是允(yun)許使用最(zui)(zui)大(da)的(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)速(su)度(du)、刀具磨損(sun)最(zui)(zui)小、能量消耗最(zui)(zui)低的(de)(de),并能獲(huo)得最(zui)(zui)滿意(yi)的(de)(de)表面粗糙度(du)。在大(da)多數(shu)情況下,切(qie)(qie)削(xue)加工(gong)主要(yao)的(de)(de)要(yao)求是高速(su)的(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)和工(gong)具的(de)(de)壽命長;而(er)有些情況卻對表面光(guang)滑度(du)的(de)(de)要(yao)求較為嚴格。


2. 測(ce)定和比較金屬切削性能(neng)的方法


 ①. 用給定(ding)的切(qie)削(xue)速度,測定(ding)相同(tong)刀(dao)具切(qie)削(xue)不同(tong)金屬的壽(shou)命來進行比較;


 ②. 用相同的(de)壓力(li)、轉速和時間,測定(ding)所鉆入不同金屬(shu)的(de)深度來(lai)進行比較;


 ③. 用切削(xue)(xue)不(bu)同的一定金屬量(liang)所(suo)消耗等(deng)能量(liang)或散(san)發的熱量(liang)來比較(jiao)切削(xue)(xue)性能。


 這些方法(fa)都沒有(you)考慮加工(gong)件的(de)(de)表面粗糙度,只(zhi)用切削的(de)(de)難(nan)易(yi)程度來相對比較金屬的(de)(de)切削性能。


金屬的(de)切(qie)削性(xing)能(neng)是一種很復雜的(de)工(gong)藝性(xing)能(neng),它與(yu)金屬的(de)其他性(xing)能(neng)有(you)關。首先,我們應知道金屬難(nan)以切(qie)削的(de)原因:


 ①. 硬(ying)度(du)太高或強度(du)太大(da)時(shi),切削所消耗的能(neng)量(liang)就大(da);當(dang)速(su)度(du)提高時(shi),產生的熱量(liang)會(hui)使(shi)刀(dao)口易(yi)于軟化(hua),這些(xie)都會(hui)使(shi)切削變得(de)非常困難。


 ②. 軟而塑性(xing)很高的金(jin)屬(shu),在切(qie)削時易于產生積屑瘤及(ji)與刀刃粘接,使切(qie)削變得(de)非常困難,并且使切(qie)削表(biao)面(mian)粗糙度增高。


 ③. 易(yi)(yi)于(yu)(yu)加工硬(ying)化的金(jin)屬(shu),不易(yi)(yi)切(qie)(qie)削(xue),例如高碳、高錳、耐磨鋼(gang)及奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)等。金(jin)屬(shu)中含(han)有堅硬(ying)的第二相(xiang),不易(yi)(yi)切(qie)(qie)削(xue),例如碳化物(wu)、氧(yang)化物(wu)等,易(yi)(yi)于(yu)(yu)磨損刀刃。


 其次,我(wo)們(men)還應知道什(shen)么樣的(de)組織可(ke)(ke)以(yi)(yi)使(shi)金屬(shu)易(yi)于(yu)(yu)切(qie)削(xue),不溶于(yu)(yu)基(ji)體的(de)第二相,如具備潤(run)滑性(xing)或增加(jia)材料的(de)脆(cui)性(xing),都(dou)可(ke)(ke)以(yi)(yi)改(gai)善(shan)金屬(shu)的(de)切(qie)削(xue)性(xing)。例如,石墨、鉛、鉍等可(ke)(ke)以(yi)(yi)增加(jia)金屬(shu)切(qie)削(xue)時的(de)潤(run)滑作用(yong);脆(cui)性(xing)硫化物及磷化物(鋼(gang)中的(de)MnS及Fe3P)等,可(ke)(ke)以(yi)(yi)使(shi)切(qie)屑易(yi)于(yu)(yu)斷裂。


3. 提高(gao)金屬(shu)切削性能的(de)途徑


 ①. 使(shi)硬的金(jin)屬變軟(回(hui)火(huo)或退火(huo));


 ②. 使太(tai)軟(ruan)的金(jin)屬變硬(冷(leng)加工(gong)、細化晶(jing)粒、正火);


 ③. 減(jian)少堅硬的第二相(提高冶煉質量,減(jian)少夾雜);


 ④. 改(gai)善堅(jian)硬第二(er)相的分布(退(tui)火或正火);


 ⑤. 加入改善(shan)切削(xue)性能的第二相(xiang)元素(su)(Pb、Bi、石墨、MnS、Fe3P等)。


 最后的(de)方法(fa)⑤可以(yi)獲(huo)得切(qie)削(xue)性極佳(jia)的(de)合金,適(shi)用于自動機床,因此叫(jiao)做(zuo)易(yi)切(qie)削(xue)鋼(gang)及易(yi)切(qie)削(xue)合金。


有些(xie)影響金(jin)(jin)屬切(qie)削(xue)性能的(de)物理(li)及力(li)學性質,具(ju)有組織不敏(min)感(gan)性,因而(er)很(hen)難(nan)用改(gai)善組織的(de)方法(fa)來改(gai)變。這些(xie)性質包括(kuo)熱膨脹系數、熱導率(lv)、基(ji)體金(jin)(jin)屬的(de)彈性模(mo)量等。