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%;鐵素體不銹(xiu)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. 切削加工硬化嚴重(zhong)
在(zai)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong),以奧(ao)(ao)氏體(ti)和奧(ao)(ao)氏體(ti)+鐵素體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)硬(ying)(ying)化(hua)現(xian)象最為突出(chu)。如(ru)奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)硬(ying)(ying)化(hua)后(hou)的(de)強度(du)(du)(Sb)高(gao)達1470~1960MPa,而且隨著強度(du)(du)(Sb)的(de)提(ti)高(gao),屈(qu)服極限(Ss)升(sheng)高(gao);退火狀態的(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)屈(qu)服極限(Ss)不(bu)(bu)(bu)(bu)超過強度(du)(du)(Sb)30%~45%,而加(jia)(jia)工(gong)(gong)硬(ying)(ying)化(hua)后(hou)達85%~95%.加(jia)(jia)工(gong)(gong)硬(ying)(ying)化(hua)層的(de)深度(du)(du)可達切(qie)削(xue)深度(du)(du)的(de)1/3或更大(da);硬(ying)(ying)化(hua)層的(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)比原來的(de)提(ti)高(gao)1.4~2.2倍。因為不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)塑性大(da),塑性變形時晶(jing)格(ge)扭曲,強化(hua)系數很大(da);而且奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)夠穩定,在(zai)切(qie)削(xue)應力的(de)作(zuo)用(yong)下(xia),部(bu)分奧(ao)(ao)氏體(ti)會轉變為馬氏體(ti);再加(jia)(jia)上化(hua)合物雜質在(zai)切(qie)削(xue)熱的(de)作(zuo)用(yong)下(xia),易于分解呈現(xian)彌散(san)分布(bu),使切(qie)削(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)時產生硬(ying)(ying)化(hua)層。前一次進給或前一道(dao)工(gong)(gong)序所產生的(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)硬(ying)(ying)化(hua)現(xian)象,嚴(yan)重地(di)影響后(hou)續工(gong)(gong)序的(de)順利進行。
切削力(li)(li)大(da):不銹鋼在切削過(guo)程中(zhong)塑(su)性變形大(da),尤其(qi)是奧氏體不銹鋼(其(qi)伸長率超(chao)過(guo)45號鋼的1.5倍以上),使切削力(li)(li)增加。同時(shi),不銹鋼的加工(gong)硬化嚴(yan)重,熱(re)強度高,進(jin)一步增大(da)了切削抗力(li)(li),切屑(xie)的卷(juan)曲(qu)折斷(duan)也比較困(kun)難。因此,加工(gong)不銹鋼的切削力(li)(li)大(da),如車削06Cr18Ni11Ti的單位(wei)切削力(li)(li)為2450MPa,比45號鋼高25%。
2. 切削溫度高
切削(xue)時(shi)塑性變(bian)形(xing)及(ji)與刀具間的(de)摩擦都(dou)很(hen)大(da),產生(sheng)的(de)切削(xue)熱(re)多(duo);加上不銹鋼(gang)的(de)熱(re)導率約為45號(hao)鋼(gang)的(de)1/4~1/2,大(da)量切削(xue)熱(re)都(dou)集中在切削(xue)區和刀屑接觸的(de)界面上,散熱(re)條件差。在相同的(de)條件下,06Cr18Ni11Ti的(de)切削(xue)溫度比45號(hao)鋼(gang)高200℃左右。
切(qie)屑不(bu)(bu)(bu)易(yi)折斷(duan)、易(yi)粘接:不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)塑性(xing)、韌性(xing)都很大,車加工(gong)時切(qie)屑連綿不(bu)(bu)(bu)斷(duan),不(bu)(bu)(bu)僅影響操作的(de)(de)順利(li)進行,切(qie)屑還會擠傷已加工(gong)表面。在高(gao)溫、高(gao)壓下,不(bu)(bu)(bu)銹鋼與其(qi)他金屬的(de)(de)親和(he)性(xing)強,極易(yi)產(chan)生黏附現象,并(bing)形成積屑瘤,既加劇刀具磨(mo)損,又會出現撕扯現象而使已加工(gong)表面惡化(hua)。含碳量(liang)較低的(de)(de)馬氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)這一特點也比(bi)較明(ming)顯(xian)。
3. 刀(dao)具(ju)易磨損
切(qie)削不銹鋼過程中(zhong)(zhong)的(de)(de)親(qin)和(he)作用使(shi)(shi)刀(dao)(dao)屑間(jian)產生粘(zhan)接(jie)(jie)、擴散,從而使(shi)(shi)刀(dao)(dao)具(ju)產生粘(zhan)接(jie)(jie)磨損(sun)(sun)、擴散磨損(sun)(sun),致(zhi)使(shi)(shi)刀(dao)(dao)具(ju)前刀(dao)(dao)面產生月牙洼(wa),切(qie)削刃還會形成微小的(de)(de)剝落和(he)缺口(kou);加(jia)上不銹鋼中(zhong)(zhong)的(de)(de)碳化物(如(ru)TiC)微粒(li)硬度很高,切(qie)削時直接(jie)(jie)與刀(dao)(dao)具(ju)接(jie)(jie)觸、摩擦,擦傷刀(dao)(dao)具(ju),還有加(jia)工硬化現(xian)象,均會使(shi)(shi)刀(dao)(dao)具(ju)磨損(sun)(sun)加(jia)劇。
4. 線膨脹系數大
不(bu)銹(xiu)鋼的(de)線膨脹系(xi)數約為(wei)碳素鋼的(de)1.5倍,在切削溫度(du)作(zuo)用下,工件容易產生熱變形,尺寸精度(du)較難控制。
在不(bu)銹鋼(gang)(gang)加(jia)工所使用的(de)各種切削設(she)備中(zhong),自動車床機(ji)的(de)高(gao)效率最為突出,這類設(she)備可以(yi)把各種尺寸的(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)棒材加(jia)工成所有設(she)備中(zhong)都必不(bu)可少的(de)、種類幾乎無窮(qiong)多的(de)零部件。幾種切削加(jia)工方式及(ji)其(qi)運動示意圖(tu),見圖(tu)7-1。

金屬(shu)的(de)切(qie)削(xue)(xue)(xue)加(jia)工(gong)(gong)性(xing)能(neng)既關系(xi)到金屬(shu)切(qie)削(xue)(xue)(xue)的(de)加(jia)工(gong)(gong)者,同時又(you)關系(xi)到加(jia)工(gong)(gong)后的(de)使用(yong)(yong)者。“切(qie)削(xue)(xue)(xue)性(xing)能(neng)”這(zhe)一術語是(shi)用(yong)(yong)來表(biao)(biao)示(shi)金屬(shu)材料的(de)切(qie)削(xue)(xue)(xue)加(jia)工(gong)(gong)特(te)性(xing)。或(huo)者說,它是(shi)表(biao)(biao)示(shi)金屬(shu)材料被適當的(de)刀具切(qie)削(xue)(xue)(xue)或(huo)加(jia)工(gong)(gong)成型(xing)的(de)可能(neng)性(xing)或(huo)難易程度。各(ge)類不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)切(qie)削(xue)(xue)(xue)加(jia)工(gong)(gong)特(te)性(xing),在(zai)圖(tu)7-3中已列(lie)出,該圖(tu)是(shi)以使用(yong)(yong)高速鋼(gang)(gang)刀具切(qie)削(xue)(xue)(xue)時,選用(yong)(yong)所建議的(de)切(qie)削(xue)(xue)(xue)速度是(shi)用(yong)(yong)每分鐘(zhong)表(biao)(biao)面英(ying)尺數來表(biao)(biao)示(shi)的(de)。圖(tu)中的(de)切(qie)削(xue)(xue)(xue)特(te)性(xing)值是(shi)將各(ge)種不銹(xiu)鋼(gang)(gang)切(qie)削(xue)(xue)(xue)加(jia)工(gong)(gong)特(te)性(xing)與被假定為100%的(de)AISI 31112 鋼(gang)(gang)進行比較而得(de)出的(de)。每分鐘(zhong)表(biao)(biao)面進給量標注(zhu)在(zai)圖(tu)表(biao)(biao)的(de)上面;相對切(qie)削(xue)(xue)(xue)加(jia)工(gong)(gong)特(te)性(xing)百(bai)分數則標注(zhu)在(zai)圖(tu)表(biao)(biao)的(de)下面。


