不锈钢切削加工的特点有哪些
不锈钢的切削加工性能要弱于碳钢。如果普通45号钢的切削加工性能指数是100%,奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的相对切削加工性能只能达到40%;铁素体不锈钢1Cr28的是48%;马氏体不锈钢2Cr13的上55%。可以看出,奥氏体与奥氏体铁素体不锈钢的切削加工性弱。
不锈钢材料切削加工特点较多,比如加工硬化严重,其中奥氏体与奥氏体+铁素体不锈钢的加工硬化现象突出。奥氏体不锈钢硬化后的强度高达1470-1960MPa。加工硬化层的深度能够高达切削深度的1/3甚至更大;硬化层的硬度要较原有的增强1.4-2.2倍。不锈钢的塑性较大,塑性变形时容易歪扭,强化系数非常高;另外奥氏体不锈钢的稳定性较差,在切削应力的作用下,有的奥氏体会转变成马氏体组织;再加上化合物杂质在切削热的作用下,容易分解,导致切削加工时形成硬化层。这会严重影响后面的工序进行。
第二个特点就是切削力度大,不锈钢在切削过程中塑性变形高,特别是奥氏体不锈钢,会让切削力提升。另外,不锈钢的加工硬化严重,热强度高,也会更加提高切削抗力,切屑的卷曲折断较为困难。所以加工不锈钢的切削力大,比如车削1Cr18Ni9Ti的单位切削力为2450MPa,要较45号钢高了25%左右。
第三个特点是切削温度高,切削时塑性变形及与刀具间的摩擦很大,形成的切削热多;加上不锈钢的导热系数高于45号钢,所以大量切削热会集中在切削区和刀屑接触的表面上,并且散热条件更差。在一样的条件下,1Cr18Ni9Ti的切削温度要较45号钢高了200℃左右。
第四个特点是切屑不容易折断,容易粘结,不锈钢的塑性、韧性均很高,车加工时切屑不断,不但会影响操作的顺利进行,切屑还会挤伤已加工表面。在高温、高压下,不锈钢和其他金属的亲和性高,容易形成粘附现象,并导致积屑瘤,不但加剧刀具磨损,还会有撕扯导致已加工表面更加恶化。碳含量较低的马氏体不锈钢在这方面表现的更明显。
第五个特点是容易磨损刀具,在切削不锈钢时的亲和力作用下,会使刀与屑间发生粘结、扩散,从而导致刀具生成粘结磨损、扩散磨损,导致刀具前刀面形成月牙洼,切削刃还会生成微小的剥落与缺口;再加上不锈钢中的碳化物微粒硬度非常高,切削时会直接和刀具接触、摩擦,刮伤刀具,另外加工硬化也会导致刀具更快受到磨损。
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