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不锈钢的特性及切削加工不锈钢材料的注意事项

发表时间:2018-01-29 11:29
不锈钢通常用于需要耐腐蚀性或在高温条件下能够保持机械强度的苛刻环境和应用场合。但在很多场合,它们与按其可加工性而言的“普通”钢件混杂在一起。
  什么是不锈钢?当钢件具有极强的耐腐蚀性时,就被视为不锈钢。将足够多的铬熔化到铁水中(浓度至少为10.5%)以便在表面上形成粘附着和再生的氧化铬保护膜,即可达到不锈钢品质。大多数不锈钢都基于 Fe-Cr-C 和 Fe-Cr-Ni-C 体,但其他合金元素也非常重要。
  可以使用很多种合金。在形成微结构的主要阶段,可以将不锈钢划分为五个主要类别:奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢、马氏体不锈钢以及PH(沉淀硬化型)不锈钢。
  将奥氏体不锈钢与 42CrMo4(也就是通常用作切削索引参考材洞悉不锈钢料的合金钢)进行比较,我们会发现一些有趣的差别:
  不锈钢表现出了比钢件更高的粘附性(以及延展性)趋向。这意味着用于切削不锈钢的材料必须具有更高的韧性,而且它们的镀层必须是“防粘附”型。切削刃的微观槽型非常重要,原因在于它可以补偿不锈钢的高延展性并确保出色的切屑形成能力。与普通钢件相比,应提高切削速度以补偿高粘附性趋向,还应格外留意微崩(由刃口处的积屑瘤导致)、沟槽磨损以及镀层剥落。
  不锈钢还表现出了更高的应变硬化趋向,由于自然原因这种材料会增加沟槽磨损和导致切削刃微崩。
  切削刃的正确微观槽型可以对此进行补偿,因为在切削过程中,锋利的切削刃可以削弱应变硬化。切削深度需要连续变化,以便在切削应变硬化层时分散沟槽磨损过多的风险,而且进给量应尽可能高。
  不锈钢具有较低的导热性,这意味着只会通过切屑排出较少的热量。更多的热量会传递到切削刃上并使其变热,因此切削材料的高温硬度非常重要。选择切削速度和进给量时应谨慎,以限制发热并使切屑具有最大的吸热能力。塑性变形是不锈钢刀具磨损的典型后果。
  不锈钢的硬度与钢件相当,切削力处于同一水平,因此不需要采取特殊预防措施以补偿切削力,与钢件的应用相比,也不需要限制切削深度和进给量。
  不锈钢还表现出了更高的耐磨性,引起月牙洼快速磨损。借助镀层的更高耐磨性,刀具能够实现更高的利用率(金属移除率/刀具寿命)。
  很明显,不能像对普通钢件那样定义不锈钢的可加工性。应使用特定的刀具选择过程来加工不锈钢,并选择相应的切削工况。
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