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不锈钢材质的特殊性对数控切削加工的影响
发布日期:2020-09-29

不同种类的不锈钢由于机械性能和化学成分的不同,其数控切削的难度也不相同。有的不锈钢在切削加工时,很难达到满意的加工表面粗糙度;而有的不锈钢,虽容易达到要求的加工表面粗糙度,但在切削加工过程中刀具却特别容易磨损。经华夏模具网总结,各类不锈钢很难切削的主要原因有以下几个方面:

热强度高、韧性大对数控高速切削不适应

奥氏体类不锈钢与马氏体类不锈钢其硬度和抗拉强度不高,只相当于40号钢,但延伸率、断面收缩率和冲击值却比较高。如,1Cr18Ni9Ti延伸率为40号钢的210%,这样在数控高速切削过程中就不容易被切断,切削变形时所消耗的功相当大。相对来说,不锈钢在高温下的强度降低较少,如45号钢在500°时其持久强度为7kg/mM2,而1Cr18Ni9Ti在550°时其持久强度仍保持在19~24kg/mM2。实践证明,在相同切削温度的作用下,不锈钢切削比普通碳素钢难加工,其热强度高是一个极其重要的因素。 

加工硬化趋势强对数控车削不利

在数控高速车削的过程中,由于刀尖对工件材料挤压的结果使切削区的金属产生变形,晶内发生滑移,晶格畸变,组织致密,机械性能也随着发生变化,一般切削硬度也能增加2~3倍。数控切削后加工硬化层深度可以从几十微米到几百微米不等,因此前一次走刀所产生的加工硬化现象又妨碍了下一次走刀时的切削,并且加工硬化层的高硬度导致刀具特别容易磨损。

切屑的粘附性强、导热差对数控切削有影响

在数控切削过程中,切削碎屑很容易牢固地粘附或熔着在刀尖和刀刃上,形成积屑瘤,造成工件加工表面的表面粗糙度恶化,同时增加切削过程中的振动,加速刀具磨损。而且大量的切削热无法及时传导出来,甚至切削产生的热量也无法传导到切屑的整体上,造成传入刀具总热量比普通碳素钢多3~5倍,使切削刃在高温下失去切削性能。在数控切削过程中,所产生的大量热能未能迅速排出,必然会传递给刀具,使切削部位温度升高。同时由于排屑比较困难,尤其是不断屑,使被切削下来的切屑产生挤塞,特别是加工内孔,切屑挤塞更加严重。另外,刀具因受螺纹截面形状的限制,再加之本身强度较差,加工中容易产生振动,刀尖很容易在切削过程中由于局部温度过高而烧坏或因振动太大而崩裂。 

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