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(xiu)鋼06Cr18Ni11Ti的相對切削加工性為40%;鐵素體不銹鋼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)(gang)(gang)(gang)中(zhong),以奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體和奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體+鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)硬(ying)化現(xian)象(xiang)最為突出。如奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)硬(ying)化后的(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(Sb)高達(da)1470~1960MPa,而(er)且隨著強(qiang)(qiang)度(du)(Sb)的(de)(de)提高,屈(qu)服極限(xian)(Ss)升高;退(tui)火(huo)狀態(tai)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)屈(qu)服極限(xian)(Ss)不(bu)(bu)超過(guo)強(qiang)(qiang)度(du)(Sb)30%~45%,而(er)加(jia)工(gong)(gong)硬(ying)化后達(da)85%~95%.加(jia)工(gong)(gong)硬(ying)化層的(de)(de)深度(du)可達(da)切削深度(du)的(de)(de)1/3或(huo)更大(da);硬(ying)化層的(de)(de)硬(ying)度(du)比原來的(de)(de)提高1.4~2.2倍。因為不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)塑性(xing)大(da),塑性(xing)變形時(shi)晶格(ge)扭曲(qu),強(qiang)(qiang)化系數很(hen)大(da);而(er)且奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)夠(gou)穩定,在(zai)切削應(ying)力的(de)(de)作用下(xia),部分奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體會轉變為馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)體;再(zai)加(jia)上化合物雜質(zhi)在(zai)切削熱(re)的(de)(de)作用下(xia),易于分解呈(cheng)現(xian)彌散(san)分布(bu),使切削加(jia)工(gong)(gong)時(shi)產生硬(ying)化層。前一次進給或(huo)前一道工(gong)(gong)序(xu)所產生的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)硬(ying)化現(xian)象(xiang),嚴(yan)重地影響后續工(gong)(gong)序(xu)的(de)(de)順利進行。
切(qie)削(xue)(xue)力大(da):不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在切(qie)削(xue)(xue)過(guo)程中塑性(xing)變形大(da),尤其(qi)是奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(其(qi)伸(shen)長率超過(guo)45號鋼(gang)的(de)1.5倍以上),使切(qie)削(xue)(xue)力增加。同時,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)加工硬化嚴(yan)重,熱強度高,進一步(bu)增大(da)了切(qie)削(xue)(xue)抗力,切(qie)屑的(de)卷曲(qu)折斷也比較困(kun)難。因此,加工不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)切(qie)削(xue)(xue)力大(da),如車削(xue)(xue)06Cr18Ni11Ti的(de)單位切(qie)削(xue)(xue)力為2450MPa,比45號鋼(gang)高25%。
2. 切削溫度(du)高(gao)
切(qie)削(xue)時塑性變形及與刀(dao)具(ju)間的摩(mo)擦都很大(da),產生的切(qie)削(xue)熱多;加(jia)上(shang)(shang)不銹鋼的熱導率約為45號鋼的1/4~1/2,大(da)量(liang)切(qie)削(xue)熱都集中在切(qie)削(xue)區和刀(dao)屑接觸的界面(mian)上(shang)(shang),散熱條件差(cha)。在相同的條件下,06Cr18Ni11Ti的切(qie)削(xue)溫度(du)比45號鋼高200℃左右。
切屑(xie)(xie)(xie)不易折斷(duan)、易粘(zhan)接:不銹鋼的(de)塑(su)性、韌(ren)性都(dou)很大,車加工時切屑(xie)(xie)(xie)連(lian)綿不斷(duan),不僅(jin)影響操作的(de)順利進行(xing),切屑(xie)(xie)(xie)還會(hui)(hui)擠(ji)傷(shang)已(yi)加工表(biao)(biao)面。在高(gao)溫、高(gao)壓下,不銹鋼與其他金屬的(de)親和性強,極易產生黏附現(xian)象,并形成積(ji)屑(xie)(xie)(xie)瘤(liu),既加劇刀具磨損,又會(hui)(hui)出現(xian)撕扯現(xian)象而使已(yi)加工表(biao)(biao)面惡化。含碳量較低的(de)馬(ma)氏體不銹鋼的(de)這一特點(dian)也(ye)比較明顯。
3. 刀具(ju)易磨(mo)損
切削不(bu)銹鋼(gang)過程中的親和作用使(shi)(shi)刀(dao)(dao)(dao)屑間(jian)產(chan)生粘接、擴散(san),從而(er)使(shi)(shi)刀(dao)(dao)(dao)具產(chan)生粘接磨損、擴散(san)磨損,致使(shi)(shi)刀(dao)(dao)(dao)具前刀(dao)(dao)(dao)面(mian)產(chan)生月牙洼,切削刃(ren)還會形成微(wei)小的剝落(luo)和缺口;加上(shang)不(bu)銹鋼(gang)中的碳化物(如TiC)微(wei)粒硬(ying)(ying)度(du)很(hen)高(gao),切削時直接與刀(dao)(dao)(dao)具接觸(chu)、摩擦,擦傷(shang)刀(dao)(dao)(dao)具,還有加工硬(ying)(ying)化現象,均會使(shi)(shi)刀(dao)(dao)(dao)具磨損加劇。
4. 線膨脹系(xi)數大
不銹(xiu)鋼的線(xian)膨(peng)脹系(xi)數約為碳素鋼的1.5倍(bei),在(zai)切削溫度(du)作用下,工(gong)件容易產生熱變形(xing),尺寸精度(du)較難控制。
在不(bu)銹鋼(gang)加(jia)(jia)工所(suo)使用(yong)的(de)各種切削設(she)備(bei)中,自動車床機的(de)高效率最為(wei)突出,這(zhe)類(lei)設(she)備(bei)可以把各種尺寸的(de)不(bu)銹鋼(gang)棒材加(jia)(jia)工成所(suo)有設(she)備(bei)中都必不(bu)可少的(de)、種類(lei)幾乎無窮多的(de)零部件(jian)。幾種切削加(jia)(jia)工方式(shi)及其運(yun)動示意圖(tu),見圖(tu)7-1。

金(jin)屬(shu)的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)既關系到金(jin)屬(shu)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)的(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)者,同(tong)時又關系到加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)后的(de)(de)使(shi)用(yong)者。“切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)”這(zhe)一術語是(shi)用(yong)來表(biao)(biao)(biao)示(shi)金(jin)屬(shu)材料的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)特(te)(te)(te)性(xing)(xing)(xing)。或(huo)者說,它(ta)是(shi)表(biao)(biao)(biao)示(shi)金(jin)屬(shu)材料被(bei)適當的(de)(de)刀具切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)或(huo)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)成型(xing)的(de)(de)可能(neng)性(xing)(xing)(xing)或(huo)難易程度。各類不銹鋼(gang)的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)特(te)(te)(te)性(xing)(xing)(xing),在圖7-3中已列出,該圖是(shi)以使(shi)用(yong)高速鋼(gang)刀具切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)時,選用(yong)所建議的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)速度是(shi)用(yong)每分鐘(zhong)表(biao)(biao)(biao)面(mian)英尺數來表(biao)(biao)(biao)示(shi)的(de)(de)。圖中的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)特(te)(te)(te)性(xing)(xing)(xing)值(zhi)是(shi)將各種不銹鋼(gang)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)特(te)(te)(te)性(xing)(xing)(xing)與被(bei)假定為100%的(de)(de)AISI 31112 鋼(gang)進行比(bi)較而得出的(de)(de)。每分鐘(zhong)表(biao)(biao)(biao)面(mian)進給量標(biao)注在圖表(biao)(biao)(biao)的(de)(de)上(shang)面(mian);相對(dui)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)特(te)(te)(te)性(xing)(xing)(xing)百分數則標(biao)注在圖表(biao)(biao)(biao)的(de)(de)下面(mian)。


