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不銹鋼材質的特殊性對數控切削加工的影響

不同種類的不銹鋼由于機械性能和化學成分的不同,其數控切削的難度也不相同。有的不銹鋼在切削加工時,很難達到滿意的加工表面粗糙度;而有的不銹鋼,雖容易達到要求的加工表面粗糙度,但在切削加工過程中刀具卻特別容易磨損。經華夏模具網總結,各類不銹鋼很難切削的主要原因有以下幾個方面:
熱強度高、韌性大對數控高速切削不適應
奧氏體類不銹鋼與馬氏體類不銹鋼其硬度和抗拉強度不高,只相當于40號鋼,但延伸率、斷面收縮率和沖擊值卻比較高。如,1Cr18Ni9Ti延伸率為40號鋼的210%,這樣在數控高速切削過程中就不容易被切斷,切削變形時所消耗的功相當大。相對來說,不銹鋼在高溫下的強度降低較少,如45號鋼在500°時其持久強度為7kg/mM2,而1Cr18Ni9Ti在550°時其持久強度仍保持在19~24kg/mM2。實踐證明,在相同切削溫度的作用下,不銹鋼切削比普通碳素鋼難加工,其熱強度高是一個極其重要的因素。
加工硬化趨勢強對數控車削不利
在數控高速車削的過程中,由于刀尖對工件材料擠壓的結果使切削區的金屬產生變形,晶內發生滑移,晶格畸變,組織致密,機械性能也隨著發生變化,一般切削硬度也能增加2~3倍。數控切削后加工硬化層深度可以從幾十微米到幾百微米不等,因此前一次走刀所產生的加工硬化現象又妨礙了下一次走刀時的切削,并且加工硬化層的高硬度導致刀具特別容易磨損。
切屑的粘附性強、導熱差對數控切削有影響
在數控切削過程中,切削碎屑很容易牢固地粘附或熔著在刀尖和刀刃上,形成積屑瘤,造成工件加工表面的表面粗糙度惡化,同時增加切削過程中的振動,加速刀具磨損。而且大量的切削熱無法及時傳導出來,甚至切削產生的熱量也無法傳導到切屑的整體上,造成傳入刀具總熱量比普通碳素鋼多3~5倍,使切削刃在高溫下失去切削性能。在數控切削過程中,所產生的大量熱能未能迅速排出,必然會傳遞給刀具,使切削部位溫度升高。同時由于排屑比較困難,尤其是不斷屑,使被切削下來的切屑產生擠塞,特別是加工內孔,切屑擠塞更加嚴重。另外,刀具因受螺紋截面形狀的限制,再加之本身強度較差,加工中容易產生振動,刀尖很容易在切削過程中由于局部溫度過高而燒壞或因振動太大而崩裂。