一,、鋼切削加工特性
鋼材中碳的含量對資料切削加工性的影響較大,。碳素構(gòu)造的強度與硬度隨著含碳量的增加而增加,而塑性與韌性隨含碳量的增加而減小。當(dāng)碳素工具鋼含碳量大于0.9%時,,硬度繼續(xù)增加而強度降落。
低碳鋼的塑性和韌性較高,,切削力和摩擦力相對較大,,而且切削加工時產(chǎn)生的切削不易斷屑,故切削加工性較低,;高碳鋼的強度,、硬度較高。切削力大,,而且刀具磨損較快,,故切削加工性較低;普通狀況下中碳鋼的切削加工性較好,。
在鋼中參加Cr,、Mn等合金元素能進步鋼的強度和硬度,改善鋼的運用性能,,這些元素含量高于一定值時,,會是切削力增加,刀具磨損加劇,,招致資料切削加工性降低,。
在鋼中參加少量的硫,、硒、鉛,、磷,、鉍和鈣等元素可構(gòu)成易切削鋼,對進步切削加工性有利,。它們能在鋼中產(chǎn)生硫化物,,質(zhì)地柔軟,降低切削力,,使切削易于折斷,,且有光滑作用,減小刀具磨損,,進步切削加工性,,但降低了鋼的運用性能。對力學(xué)性能請求較高的工件應(yīng)防止運用此類鋼材,。
1.高錳鋼銑削加工的特性
高錳鋼是含錳量在9%~18%的含金鋼,。主要有高碳高錳耐磨和中碳高錳無磁鋼兩大類。高錳鋼常用“水韌處置”,,這時高錳鋼將具有高強度,、高韌性、高耐磨性,。無磁性等較好的運用性能,。常用的高錳鋼主要有Mn13、ZGMn13,、20Mn23A1,、40Mn18Cr13、50Mn18Cr4,、50Mn18Cr4V等,,其中最難切削加工的是ZGMn13.高錳鋼銑削加工的特性如下。
(1)加工硬化嚴(yán)重,,切削力大 高錳奧氏體鋼的加工表層硬化嚴(yán)重,,加工外表硬度比基體增加2倍,硬化層深度可達0.3mm以上,,惹起切削劇增,。與正火45鋼相比,單位切削力增加60%左右
高錳鋼熱導(dǎo)率小,,刀具熱磨損嚴(yán)重 高錳鋼熱導(dǎo)率小,,切削溫度高。在相同切削條件下,,切削溫度比45鋼高100~200℃,,刀刃熱磨損加劇,。
(2)高錳鋼塑性大,韌性高,,斷屑,、排屑艱難 高錳鋼的沖擊韌度值高,約為45鋼的8倍,,伸長率較大,,易產(chǎn)生磷刺,加工外表質(zhì)量不易保證,。切削強度大,,硬度高,斷屑艱難,。
高錳鋼線收縮系數(shù)大,,影響工件尺寸精度 高錳鋼的線收縮系數(shù)較大,約為20x10-6K-1,。在高的切削溫度下,易產(chǎn)生收縮和變形,,影響加工精度,,同時,高錳鋼的伸長率隨溫度升高有所降落,,但超越600℃時又很快增加,。因而,切削速度不宜過高,,以防止切削溫渡過高而惹起伸長率增加,,使切削加工艱難。
2. 高強度鋼銑削加工的特性
高強度是指那些強度,、硬度很高,,同時又具有很好韌性和塑性的合金鋼。高強度鋼按含有合金元素成分不同,,可分為鉻鋼,。錳鋼、鎳鋼,。鉻錳鋼,、鉻鉬鋼、錳硅鋼等,。如40Cr,、40CrSi、30CrMnSi,、30CrMoMnSiNi2,、45CrNiMoV等,。高強度鋼銑削加工特性如下。
(1)切削力大 高強度鋼的室溫度高,,抗拉強度在1.47GPa以上,,淬火的硬度十分高,故銑削時變形艱難,,切削力大,。
(2)切削溫度高 高強度鋼銑削中耗費的功多,產(chǎn)生的熱量大,,且高強度鋼的熱導(dǎo)率低,,所以切削溫度高
(3)刀具磨損快,容易崩刃打刀 高強度鋼加工中,,由于切削力大,,切削溫度高,使得刀具磨損快,;同時切削與前刀面接觸長度短,,應(yīng)力集中在刀尖處,容易使刀具崩刃打刀,。
(4)斷屑艱難 高強度鋼市具有很高韌性和塑性的合金鋼,,銑削加工中綴屑排艱難
3. 不銹鋼銑削加工的特性
(1)塑性高,加工硬化嚴(yán)重,,切削力大 不銹鋼塑性大,,其伸長率超越45鋼1.5倍以上,切削加工時塑性變形大,,加工硬化嚴(yán)重,,使總切削力增大,其單位切削力比正火45鋼要高出25%以上,。
(2)易粘刀,,損壞刀具,生成積屑瘤,,影響加工外表質(zhì)量 不銹鋼資料在切削過程中,,切削與刀具粘結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重,容易形成刀具外表剝落,。另外,,由于粘結(jié)嚴(yán)重,容易構(gòu)成積屑瘤,,使已加工外表粗糙度增大,。對含碳量低的馬氏體不銹鋼尤為嚴(yán)重。
(3)切削溫度高,刀具容易磨損 切削不銹鋼時,,由于切削力大,,耗費功率多,故產(chǎn)生的切削熱也多,。再加上不銹鋼導(dǎo)熱性差,,其導(dǎo)熱率約為中碳鋼的1/2~1/4,大量切削熱集中在切削區(qū)和刀屑接觸界面上,,不能及時傳出,,從而使刀刃容易產(chǎn)生過熱現(xiàn)象,在高溫下失去切削性能,,加之不銹鋼中的高硬度碳化物,,在切削過程中直接與刀面接觸、摩擦,,會使刀具加速磨損,。
(4)切削不易卷曲和折斷
由于不許剛塑性高,韌性大,,且高溫強度高切削時切屑不易卷曲和折斷,。若切削不能及時排出,易形成堵屑現(xiàn)象,,會擠壞和劃傷已加工外表,,以至崩壞刀刃。因而,,處理斷屑和排屑是不銹鋼銑削的難點之一。
(5)不銹鋼的線收縮系數(shù)大,,影響加工精度,,不銹鋼的收縮系數(shù)比碳鋼和鑄鐵都大,約為碳素鋼的1.5倍,。在切削溫度的作用下,,工件容易產(chǎn)生熱變形,故在精加工時易影響零件的尺寸和形位精度,。
4,、高溫合金的切削加工特性
高溫合金是難切削金屬資料中很難加工的資料,其對可加工性小于0.2.鐵基高溫合金的相對可加工性僅為奧氏體不銹鋼的1/2左右,,而鎳基高溫合金的相對可加工性更差,,且隨抗熱性能的進步而降低,高溫合金男切削的主要緣由如下:
(1)單位切削力大,,約為切削中碳鋼的2~3倍,,高溫合金含有大量的合金元素,其高溫強度很高,,約為45號鋼的6.5倍,,抗塑性變性才能強,,這是切削力大的主要緣由;其次是高溫合金加工硬化嚴(yán)重,,其一加工外表的硬度高出50%~100%,,冷硬水平的增加,是切削力進一步增加,;其次是高溫合金塑性好,,加工中塑性變形大、切削力大,。此外,,還由于切屑與前刀面接觸長度加大,摩擦力增大,,是切削力也隨之增大,。
(2)切削高溫合金時,由于變形抗力大,,刀面與切屑及工件外表間的摩擦猛烈耗費功率多,,因而加工高溫合金時要比加工普通方才產(chǎn)生的切削熱多,切高溫合金的熱導(dǎo)率很低,,只要45號鋼的1/3~1/4,,故切削熱從切削區(qū)向外傳出很慢,大局部切削熱集中在切削區(qū),,故使切削區(qū)的溫度高達750~1000度,,約比切削45號鋼要高出300度左右。
(3)刀具磨損猛烈,,耐用度低,。在切削高溫合金時,由于切削溫度高,,在切削中產(chǎn)生的擴散磨損預(yù)氧化磨損要比加工普通鋼材嚴(yán)重,。高溫合金中含大量合金元素的碳化物、氮化物,、硼化物及金屬間化合物等硬質(zhì)點,,其高溫硬度很高故在切削加工中其磨粒磨損特別嚴(yán)重。高溫合金中多含有與刀具資料相同的合金元素,,在切削加工中,,由于親和力的作用易產(chǎn)生粘刀的現(xiàn)象,形成的粘結(jié)磨損筆加工普通鋼材嚴(yán)重,。
(4)易產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺,,影響加工精度與外表質(zhì)量。銑削高溫合金時,由于切削溫度高,,易使刀具和工件的尺寸與性狀發(fā)作變化,,影響加工精度。且在切削過程中易產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺影響加工外表質(zhì)量,。