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%,奧氏體不銹鋼06Cr18Ni11Ti的相對切削加工性為40%;鐵素體不(bu)銹鋼(gang)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(jia)工硬化嚴重
在不(bu)(bu)銹鋼中,以奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)和奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)+鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)加工(gong)(gong)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)現(xian)象(xiang)最為(wei)突出。如奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼硬(ying)(ying)化(hua)(hua)后的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)(Sb)高(gao)達(da)1470~1960MPa,而(er)且(qie)隨著強(qiang)度(du)(du)(du)(Sb)的(de)(de)(de)提高(gao),屈(qu)服極(ji)限(Ss)升高(gao);退火(huo)狀態的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼屈(qu)服極(ji)限(Ss)不(bu)(bu)超(chao)過強(qiang)度(du)(du)(du)(Sb)30%~45%,而(er)加工(gong)(gong)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)后達(da)85%~95%.加工(gong)(gong)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)深(shen)度(du)(du)(du)可達(da)切削(xue)(xue)深(shen)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)1/3或更大;硬(ying)(ying)化(hua)(hua)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)比原來的(de)(de)(de)提高(gao)1.4~2.2倍(bei)。因為(wei)不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)塑性(xing)大,塑性(xing)變形時晶(jing)格扭曲,強(qiang)化(hua)(hua)系數很(hen)大;而(er)且(qie)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)夠穩定(ding),在切削(xue)(xue)應力(li)的(de)(de)(de)作用下(xia)(xia),部分(fen)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)會轉變為(wei)馬氏(shi)體(ti);再加上化(hua)(hua)合物(wu)雜質在切削(xue)(xue)熱的(de)(de)(de)作用下(xia)(xia),易于分(fen)解(jie)呈現(xian)彌(mi)散分(fen)布(bu),使切削(xue)(xue)加工(gong)(gong)時產生硬(ying)(ying)化(hua)(hua)層(ceng)(ceng)。前一次(ci)進給或前一道工(gong)(gong)序所產生的(de)(de)(de)加工(gong)(gong)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)現(xian)象(xiang),嚴(yan)重地(di)影(ying)響后續工(gong)(gong)序的(de)(de)(de)順利進行。
切削(xue)力大(da)(da):不銹鋼(gang)在切削(xue)過(guo)程中塑性(xing)變形大(da)(da),尤其是(shi)奧氏體(ti)不銹鋼(gang)(其伸長率超過(guo)45號(hao)鋼(gang)的1.5倍以上),使(shi)切削(xue)力增加(jia)。同(tong)時(shi),不銹鋼(gang)的加(jia)工硬化嚴重(zhong),熱強度(du)高,進一步增大(da)(da)了(le)切削(xue)抗力,切屑(xie)的卷曲折斷(duan)也(ye)比較困難。因此,加(jia)工不銹鋼(gang)的切削(xue)力大(da)(da),如車削(xue)06Cr18Ni11Ti的單位(wei)切削(xue)力為2450MPa,比45號(hao)鋼(gang)高25%。
2. 切削溫(wen)度高
切(qie)削(xue)(xue)時塑(su)性變形(xing)及與刀(dao)具間的(de)摩擦都(dou)很大(da),產生的(de)切(qie)削(xue)(xue)熱(re)多;加上不銹鋼(gang)(gang)的(de)熱(re)導率約為(wei)45號鋼(gang)(gang)的(de)1/4~1/2,大(da)量切(qie)削(xue)(xue)熱(re)都(dou)集中在切(qie)削(xue)(xue)區和刀(dao)屑接觸(chu)的(de)界面上,散熱(re)條件(jian)差。在相同的(de)條件(jian)下,06Cr18Ni11Ti的(de)切(qie)削(xue)(xue)溫度(du)比45號鋼(gang)(gang)高200℃左右。
切(qie)屑不易折斷、易粘接:不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)塑性(xing)、韌性(xing)都很大,車加工時(shi)切(qie)屑連綿(mian)不斷,不僅影(ying)響操作的(de)(de)(de)順利進行(xing),切(qie)屑還(huan)會擠傷已(yi)加工表面。在高溫、高壓(ya)下,不銹(xiu)鋼(gang)與其他(ta)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)親(qin)和性(xing)強,極(ji)易產生黏附現(xian)象,并形成(cheng)積屑瘤,既加劇刀具磨損,又會出現(xian)撕扯現(xian)象而使已(yi)加工表面惡化。含(han)碳量較(jiao)低的(de)(de)(de)馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)這一特點也比較(jiao)明顯。
3. 刀具易(yi)磨(mo)損
切削(xue)不(bu)(bu)銹鋼過程(cheng)中(zhong)的親和作用使(shi)刀(dao)屑間產生粘(zhan)接(jie)(jie)、擴散(san),從而(er)使(shi)刀(dao)具(ju)產生粘(zhan)接(jie)(jie)磨(mo)損、擴散(san)磨(mo)損,致使(shi)刀(dao)具(ju)前刀(dao)面產生月牙洼,切削(xue)刃還(huan)會形成(cheng)微小的剝落和缺口;加(jia)上(shang)不(bu)(bu)銹鋼中(zhong)的碳化物(如(ru)TiC)微粒硬(ying)度(du)很高,切削(xue)時(shi)直接(jie)(jie)與刀(dao)具(ju)接(jie)(jie)觸(chu)、摩擦,擦傷刀(dao)具(ju),還(huan)有加(jia)工硬(ying)化現象,均會使(shi)刀(dao)具(ju)磨(mo)損加(jia)劇(ju)。
4. 線膨脹系數大
不銹鋼(gang)的線膨脹(zhang)系(xi)數約(yue)為碳(tan)素鋼(gang)的1.5倍,在切削溫度作用下,工件(jian)容易(yi)產(chan)生熱(re)變形(xing),尺寸精度較難控制。
在不銹鋼加(jia)(jia)工所使用的(de)(de)各種(zhong)(zhong)切削(xue)設備(bei)中(zhong),自動車床機(ji)的(de)(de)高(gao)效率(lv)最為突(tu)出(chu),這類(lei)設備(bei)可(ke)以把(ba)各種(zhong)(zhong)尺寸的(de)(de)不銹鋼棒材加(jia)(jia)工成所有設備(bei)中(zhong)都必(bi)不可(ke)少(shao)的(de)(de)、種(zhong)(zhong)類(lei)幾乎無(wu)窮多的(de)(de)零部件。幾種(zhong)(zhong)切削(xue)加(jia)(jia)工方式及其運動示意(yi)圖,見圖7-1。
金屬的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)加(jia)(jia)(jia)工性(xing)能(neng)既關系(xi)到金屬切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)的(de)(de)加(jia)(jia)(jia)工者,同時(shi)又關系(xi)到加(jia)(jia)(jia)工后(hou)的(de)(de)使(shi)用(yong)者。“切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)性(xing)能(neng)”這一術語是(shi)用(yong)來(lai)表(biao)示金屬材(cai)料(liao)的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)加(jia)(jia)(jia)工特(te)性(xing)。或(huo)者說,它是(shi)表(biao)示金屬材(cai)料(liao)被(bei)適當的(de)(de)刀具切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)或(huo)加(jia)(jia)(jia)工成型的(de)(de)可能(neng)性(xing)或(huo)難(nan)易程(cheng)度(du)。各類不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)加(jia)(jia)(jia)工特(te)性(xing),在(zai)圖(tu)7-3中(zhong)已列(lie)出(chu),該圖(tu)是(shi)以使(shi)用(yong)高速(su)鋼(gang)(gang)(gang)刀具切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)時(shi),選用(yong)所建議的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)速(su)度(du)是(shi)用(yong)每分鐘(zhong)表(biao)面英尺數來(lai)表(biao)示的(de)(de)。圖(tu)中(zhong)的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)特(te)性(xing)值是(shi)將各種不銹鋼(gang)(gang)(gang)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)加(jia)(jia)(jia)工特(te)性(xing)與(yu)被(bei)假定為100%的(de)(de)AISI 31112 鋼(gang)(gang)(gang)進(jin)行(xing)比較而得出(chu)的(de)(de)。每分鐘(zhong)表(biao)面進(jin)給量標(biao)注在(zai)圖(tu)表(biao)的(de)(de)上(shang)面;相(xiang)對切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)加(jia)(jia)(jia)工特(te)性(xing)百分數則標(biao)注在(zai)圖(tu)表(biao)的(de)(de)下面。