不同的不銹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(xiu)鋼鐵素體不(bu)銹鋼(gang)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. 不銹鋼的切削性能


  欲改善不(bu)銹(xiu)鋼的切(qie)削性能,與碳素(su)(su)鋼一樣(yang)可通過(guo)添(tian)加硫、鉛、鉍(bi)、硒和碲(di)等(deng)元(yuan)素(su)(su)來實現。其中添(tian)加如硫、硒和碲(di)等(deng)元(yuan)素(su)(su)可減輕工(gong)具的磨損,添(tian)加鉛和鉍(bi)等(deng)元(yuan)素(su)(su)可改善切(qie)削狀(zhuang)態。


  雖然(ran)添加硫可改善不銹鋼(gang)的切削性(xing)能(neng),但是(shi)由(you)于(yu)它是(shi)以(yi)MnS化合物的形式在于(yu)鋼(gang)中,所以(yi)使得耐蝕性(xing)明顯(xian)下降(jiang)。為解決這個問題,通常是(shi)添加少量的鉬和銅。


  不銹鋼(gang)(gang)比普通(tong)鋼(gang)(gang)硬而且強度與(yu)一般鋼(gang)(gang)相比較高,因而切(qie)削(xue)(xue)加(jia)工是(shi)(shi)比較困難的(de)。為了使(shi)切(qie)削(xue)(xue)加(jia)工零部件(jian)更容(rong)易、質量和速度更高,便(bian)出(chu)現了“易削(xue)(xue)鋼(gang)(gang)”。易削(xue)(xue)不銹鋼(gang)(gang),就(jiu)是(shi)(shi)在冶煉時添加(jia)了S(硫(liu))、Pb(鉛)、Se(硒)等元素,使(shi)柔軟(ruan)相微細分布(bu)在材料中,提高其易削(xue)(xue)性(xing)。先(xian)前是(shi)(shi)以Pb易削(xue)(xue)鋼(gang)(gang)為主(zhu)流,從(cong)環境(jing)保(bao)護考慮,近年(nian)來大多數是(shi)(shi)采(cai)用S易削(xue)(xue)鋼(gang)(gang)。


2. 不銹(xiu)鋼切(qie)削的特點


  不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)與碳(tan)鋼(gang)(gang)比(bi)較,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)更(geng)難切削的(de)原因(yin)是:退火不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)抗(kang)(kang)拉強(qiang)(qiang)度一般(ban)要高(gao)于(yu)退火碳(tan)鋼(gang)(gang)的(de)抗(kang)(kang)拉強(qiang)(qiang)度;與熱軋或退火碳(tan)鋼(gang)(gang)相比(bi)較,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)屈服強(qiang)(qiang)度和抗(kang)(kang)拉強(qiang)(qiang)度之間的(de)范(fan)圍較大;與碳(tan)鋼(gang)(gang)比(bi)較,大多(duo)數不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)都有較高(gao)的(de)加(jia)工硬化速率;含碳(tan)較高(gao)的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),含有大量游離的(de)合金碳(tan)化物(wu)微(wei)(wei)粒(li)(li),這些微(wei)(wei)粒(li)(li)使基體硬化增加(jia)了切削的(de)難度,同時因(yin)為(wei)這些微(wei)(wei)粒(li)(li)的(de)磨(mo)蝕引起了較大的(de)刀具磨(mo)損。


  不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的切(qie)削(xue)加(jia)工(gong)性(xing)能比中碳鋼(gang)差(cha)得(de)多。以普通45號鋼(gang)的切(qie)削(xue)加(jia)工(gong)性(xing)作為(wei)100%,奧(ao)(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)1Cr18Ni9Ti的相(xiang)對(dui)切(qie)削(xue)加(jia)工(gong)性(xing)為(wei)40%;鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)1Cr28為(wei)48%;馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)2Cr13為(wei)55%。其(qi)中,以奧(ao)(ao)氏(shi)體和(he)奧(ao)(ao)氏(shi)體-鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的切(qie)削(xue)加(jia)工(gong)性(xing)最(zui)差(cha)。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在切(qie)削(xue)過程中有如下(xia)幾方面(mian)特(te)點(dian)。


 a. 加工硬化(hua)嚴重


  在(zai)不銹鋼(gang)(gang)(gang)中,以(yi)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)和奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)-鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)加(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)現(xian)象(xiang)最為突出。如奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)硬(ying)化(hua)(hua)后(hou)的(de)(de)(de)強度高達1470~1960MPa,而(er)且(qie)隨(sui)著屈(qu)服(fu)強度的(de)(de)(de)提(ti)高,屈(qu)服(fu)極限也會升(sheng)高;退火狀態的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)σb不超(chao)過的(de)(de)(de)30%~45%,而(er)加(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)后(hou)達85%~95%。加(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)層的(de)(de)(de)深(shen)(shen)度可(ke)達切(qie)削(xue)深(shen)(shen)度的(de)(de)(de)或(huo)更大;硬(ying)化(hua)(hua)層的(de)(de)(de)硬(ying)度比原來(lai)的(de)(de)(de)提(ti)高1.4~2.2倍。因為不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)塑(su)性大,塑(su)性變形時(shi)品格歪扭,強化(hua)(hua)系(xi)數很大;且(qie)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不夠穩定,在(zai)切(qie)削(xue)應力的(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia),部(bu)分(fen)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)會轉變為馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti);再加(jia)上化(hua)(hua)合(he)物雜質在(zai)切(qie)削(xue)熱的(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia),易于(yu)分(fen)解呈彌(mi)散(san)分(fen)布,使切(qie)削(xue)加(jia)工時(shi)產生硬(ying)化(hua)(hua)層。前(qian)一次進給或(huo)前(qian)一道(dao)工序(xu)所(suo)產生的(de)(de)(de)加(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)現(xian)象(xiang)嚴(yan)重(zhong)影響后(hou)續工序(xu)的(de)(de)(de)順利進行。


 b. 切削力大


  不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在切(qie)(qie)削(xue)過程中塑性變形大,尤其是奧氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(其伸長率超過45號鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)1.5倍(bei)以上),使切(qie)(qie)削(xue)力(li)增加。同時,不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)加工(gong)硬化(hua)嚴(yan)重,熱強(qiang)度(du)高,進一步增大了(le)切(qie)(qie)削(xue)抗力(li),切(qie)(qie)屑(xie)的(de)(de)卷曲折斷也比較困難(nan)。因此加工(gong)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)力(li)大,如車削(xue)1Cr18Ni9Ti的(de)(de)單位切(qie)(qie)削(xue)力(li)為2450MPa,比45號鋼(gang)(gang)(gang)(gang)高25%。


 c. 切削溫度(du)高


  切(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)時塑(su)性變(bian)形及與(yu)刀(dao)具間的(de)(de)摩擦都很大(da),產生的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)熱(re)多;加上不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)熱(re)導率(lv)約為45號鋼(gang)(gang)的(de)(de)1/4~1/2,大(da)量切(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)熱(re)都集(ji)中在(zai)(zai)切(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)區和刀(dao)-屑接(jie)觸的(de)(de)界面(mian)上,散熱(re)條件(jian)差。在(zai)(zai)相同的(de)(de)條件(jian)下(xia),1Cr18Ni9Ti的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)溫(wen)度比45號鋼(gang)(gang)高200℃左右。


 d. 切屑不易折(zhe)斷、易黏結


  不(bu)(bu)銹鋼的(de)塑性、韌性都很大,車加(jia)工時(shi)切(qie)(qie)屑(xie)連(lian)綿不(bu)(bu)斷,不(bu)(bu)僅影響操作(zuo)的(de)順(shun)利進行,切(qie)(qie)屑(xie)還會擠傷已加(jia)工表面(mian)。在高(gao)溫、高(gao)壓下,不(bu)(bu)銹鋼與其他金屬的(de)親和(he)性強(qiang),易產生黏(nian)附現(xian)象(xiang),并形成積屑(xie)瘤,既加(jia)劇刀具磨損,又會出現(xian)撕扯(che)現(xian)象(xiang)而使已加(jia)工表面(mian)惡化。碳含量較(jiao)低(di)的(de)馬(ma)氏體不(bu)(bu)銹鋼的(de)這一特點更為(wei)明(ming)顯。


 e. 刀具易磨損


  切(qie)削(xue)不銹鋼過程中(zhong)的親和(he)作用,使刀-屑間產(chan)生黏(nian)(nian)結、擴(kuo)散(san),從而使刀具(ju)產(chan)生黏(nian)(nian)結磨(mo)損、擴(kuo)散(san)磨(mo)損,致使刀具(ju)前刀面產(chan)生月(yue)牙洼,切(qie)削(xue)刃(ren)還(huan)(huan)會形成微小(xiao)的剝落和(he)缺(que)口;加上不銹鋼中(zhong)的碳化物(如TiC)微粒硬度(du)很高(gao),切(qie)削(xue)時直接與刀具(ju)接觸、摩擦,擦傷刀具(ju),還(huan)(huan)有加工(gong)硬化現象,均會使刀具(ju)磨(mo)損加劇。


 f. 線膨(peng)脹系數大


  不銹鋼的(de)線膨(peng)脹系數(shu)約(yue)為(wei)碳素鋼的(de)1.5倍,在切削溫(wen)度作用下,工(gong)件容易(yi)產生熱變形,尺寸精度較難控制。