不同的不銹(xiu)鋼的切削性能有很大的差異。一般所說不銹鋼的切削性能比其他鋼差,主要是指奧氏體型不銹鋼的切削性能差。這是由于奧氏體(ti)不銹鋼的加工硬化嚴重,熱導率低造成的。為此,在切削過程中需使用水性切削液,以減少切削熱變形。特別是當焊接時的熱處理不好時,無論是怎樣提高切削精度,其變形也是不可避免的。其他類型如馬氏體不銹鋼鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼等不銹鋼的切削性能只要不是淬火后進行切削,那么與碳素鋼沒有太大的不同。但兩者均是含碳量越高則切削性能越差。沉淀硬化型不銹鋼由于其不同的組織和處理方法而顯示不同的切削性能,但一般來說其切削性能在退火狀態下與同一系列及同一強度的馬氏體型不銹鋼和奧氏體型不銹鋼相同。


1. 不銹鋼的切削性(xing)能(neng)


  欲改善不銹鋼的(de)(de)切削性(xing)能,與(yu)碳素(su)鋼一樣(yang)可通(tong)過添(tian)加硫、鉛(qian)、鉍、硒和碲(di)等(deng)(deng)元(yuan)素(su)來實現。其中添(tian)加如硫、硒和碲(di)等(deng)(deng)元(yuan)素(su)可減輕工(gong)具的(de)(de)磨損,添(tian)加鉛(qian)和鉍等(deng)(deng)元(yuan)素(su)可改善切削狀(zhuang)態(tai)。


  雖(sui)然添(tian)加硫可改善不銹鋼的切削性能,但是由于(yu)它是以(yi)MnS化(hua)合物的形式在于(yu)鋼中,所以(yi)使得耐蝕(shi)性明顯下降。為解決(jue)這個(ge)問題,通(tong)常是添(tian)加少量的鉬和銅。


  不銹鋼(gang)比普通鋼(gang)硬(ying)而且強度(du)(du)與一般鋼(gang)相(xiang)比較(jiao)高(gao),因而切削(xue)(xue)加工是(shi)(shi)比較(jiao)困難的。為了使切削(xue)(xue)加工零部件更容(rong)易(yi)、質量和速度(du)(du)更高(gao),便出現(xian)了“易(yi)削(xue)(xue)鋼(gang)”。易(yi)削(xue)(xue)不銹鋼(gang),就是(shi)(shi)在冶煉時添加了S(硫)、Pb(鉛)、Se(硒)等元素,使柔軟相(xiang)微(wei)細分布在材料中(zhong),提高(gao)其易(yi)削(xue)(xue)性(xing)。先前是(shi)(shi)以Pb易(yi)削(xue)(xue)鋼(gang)為主流,從環(huan)境保護(hu)考慮(lv),近年(nian)來大多數是(shi)(shi)采用S易(yi)削(xue)(xue)鋼(gang)。


2. 不銹鋼切削的特(te)點


  不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)與碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)比(bi)較(jiao)(jiao),不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)更難(nan)切(qie)削(xue)的(de)(de)(de)原因(yin)是:退(tui)火(huo)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)抗(kang)拉(la)強(qiang)度一般要高(gao)于退(tui)火(huo)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)抗(kang)拉(la)強(qiang)度;與熱軋或退(tui)火(huo)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)相比(bi)較(jiao)(jiao),不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)屈服強(qiang)度和抗(kang)拉(la)強(qiang)度之間的(de)(de)(de)范圍較(jiao)(jiao)大(da);與碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)比(bi)較(jiao)(jiao),大(da)多數不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)都有較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)加工硬(ying)化(hua)(hua)速(su)率;含(han)碳(tan)(tan)較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),含(han)有大(da)量游離的(de)(de)(de)合(he)金碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物微(wei)(wei)粒,這些微(wei)(wei)粒使基體硬(ying)化(hua)(hua)增加了(le)切(qie)削(xue)的(de)(de)(de)難(nan)度,同時因(yin)為(wei)這些微(wei)(wei)粒的(de)(de)(de)磨(mo)(mo)蝕引起了(le)較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)刀具磨(mo)(mo)損。


  不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的切(qie)(qie)(qie)削(xue)加(jia)工性(xing)能(neng)比中(zhong)碳鋼差得多。以普通(tong)45號鋼的切(qie)(qie)(qie)削(xue)加(jia)工性(xing)作為100%,奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼1Cr18Ni9Ti的相對切(qie)(qie)(qie)削(xue)加(jia)工性(xing)為40%;鐵素體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼1Cr28為48%;馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼2Cr13為55%。其中(zhong),以奧(ao)氏(shi)體(ti)和奧(ao)氏(shi)體(ti)-鐵素體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的切(qie)(qie)(qie)削(xue)加(jia)工性(xing)最差。不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼在切(qie)(qie)(qie)削(xue)過程中(zhong)有如(ru)下(xia)幾方面特點。


 a. 加工硬化嚴重


  在(zai)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中,以奧(ao)氏體和奧(ao)氏體-鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)加(jia)(jia)工硬化(hua)(hua)(hua)現象(xiang)最為(wei)突出。如奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)硬化(hua)(hua)(hua)后的(de)強度(du)高達(da)1470~1960MPa,而且(qie)隨著屈(qu)服強度(du)的(de)提高,屈(qu)服極(ji)限也會升(sheng)高;退(tui)火(huo)狀(zhuang)態(tai)的(de)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)σb不(bu)超過的(de)30%~45%,而加(jia)(jia)工硬化(hua)(hua)(hua)后達(da)85%~95%。加(jia)(jia)工硬化(hua)(hua)(hua)層(ceng)的(de)深度(du)可達(da)切(qie)(qie)削深度(du)的(de)或(huo)更(geng)大;硬化(hua)(hua)(hua)層(ceng)的(de)硬度(du)比(bi)原(yuan)來(lai)的(de)提高1.4~2.2倍。因(yin)為(wei)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)塑性大,塑性變(bian)形時品格歪扭(niu),強化(hua)(hua)(hua)系數很大;且(qie)奧(ao)氏體不(bu)夠穩定,在(zai)切(qie)(qie)削應力的(de)作用下,部分(fen)奧(ao)氏體會轉變(bian)為(wei)馬氏體;再加(jia)(jia)上化(hua)(hua)(hua)合物雜質在(zai)切(qie)(qie)削熱的(de)作用下,易于分(fen)解呈彌散分(fen)布(bu),使切(qie)(qie)削加(jia)(jia)工時產(chan)生硬化(hua)(hua)(hua)層(ceng)。前一次進(jin)給或(huo)前一道工序所產(chan)生的(de)加(jia)(jia)工硬化(hua)(hua)(hua)現象(xiang)嚴重影響后續(xu)工序的(de)順利進(jin)行。


 b. 切削(xue)力大


  不(bu)銹鋼(gang)(gang)在切(qie)(qie)(qie)削(xue)過程中塑性變形大,尤其是奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(其伸長(chang)率超過45號(hao)鋼(gang)(gang)的1.5倍以(yi)上),使切(qie)(qie)(qie)削(xue)力增(zeng)加。同(tong)時(shi),不(bu)銹鋼(gang)(gang)的加工硬化嚴重,熱強度高,進一步增(zeng)大了切(qie)(qie)(qie)削(xue)抗力,切(qie)(qie)(qie)屑的卷(juan)曲折斷也(ye)比較困(kun)難。因(yin)此加工不(bu)銹鋼(gang)(gang)的切(qie)(qie)(qie)削(xue)力大,如車(che)削(xue)1Cr18Ni9Ti的單位切(qie)(qie)(qie)削(xue)力為(wei)2450MPa,比45號(hao)鋼(gang)(gang)高25%。


 c. 切削溫度高


  切(qie)削時塑性變形及與刀(dao)具間的(de)摩擦(ca)都很大,產生的(de)切(qie)削熱多;加上不銹鋼的(de)熱導率約為45號鋼的(de)1/4~1/2,大量切(qie)削熱都集中在(zai)切(qie)削區和刀(dao)-屑(xie)接觸的(de)界面上,散熱條件差。在(zai)相同的(de)條件下,1Cr18Ni9Ti的(de)切(qie)削溫(wen)度比45號鋼高200℃左(zuo)右。


 d. 切屑不易折(zhe)斷、易黏(nian)結


  不(bu)銹鋼的塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)都很大,車加(jia)工(gong)(gong)時切(qie)屑連綿不(bu)斷,不(bu)僅影響(xiang)操(cao)作的順利進行,切(qie)屑還會(hui)(hui)擠傷已加(jia)工(gong)(gong)表(biao)面(mian)。在高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)壓下,不(bu)銹鋼與其(qi)他金屬的親和性(xing)(xing)強(qiang),易產(chan)生黏附現象,并形成(cheng)積屑瘤,既(ji)加(jia)劇刀具磨損,又會(hui)(hui)出現撕(si)扯(che)現象而使已加(jia)工(gong)(gong)表(biao)面(mian)惡(e)化。碳含量(liang)較(jiao)低的馬(ma)氏體不(bu)銹鋼的這(zhe)一特點更為(wei)明顯。


 e. 刀具易磨損(sun)


  切(qie)削不銹鋼(gang)過程中(zhong)的親和(he)作用,使(shi)刀(dao)(dao)-屑間(jian)產生黏結、擴散,從而使(shi)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)產生黏結磨損、擴散磨損,致使(shi)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)前刀(dao)(dao)面產生月牙洼,切(qie)削刃還會形成微小的剝落和(he)缺口;加(jia)上不銹鋼(gang)中(zhong)的碳化物(如TiC)微粒(li)硬度很高,切(qie)削時直接與(yu)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)接觸(chu)、摩(mo)擦,擦傷刀(dao)(dao)具(ju)(ju),還有加(jia)工硬化現象,均(jun)會使(shi)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)磨損加(jia)劇。


 f. 線膨(peng)脹系數大(da)


  不銹鋼(gang)的線膨脹系數約(yue)為(wei)碳素鋼(gang)的1.5倍,在切削(xue)溫度(du)作用下,工件容易產(chan)生熱變形(xing),尺(chi)寸精度(du)較難控制。