不锈钢材料切削分析与技术

不锈钢管的切削温度高，在加工时出现了严重的硬化，在钢中还在碳化物，再也了硬质夹杂物，使刀具形成了冷焊，所以刀具的磨损较快，它的耐用度低。所以，要对刀具进行合理的选择，而切削用量与切削液，可以有效解决奥氏体不锈钢切削加工性能差的现象，使加工出的零件符合各种要求。

一、不锈钢的切削特点

不锈钢材料在切削时的性能表现较差，在对其进行实际的切削时，主要有下面几种问题存在：

1对其加工硬化出现的问题

出现加工硬化主要表现为以下三个方面：

第一是因为不锈钢材料具有较大的塑性出现了强变形，在发生变形时，晶格产生了较大的强化系数；

第二是切削问题，在进行切削时，因为存在奥氏体的稳定性问题，它变为了马氏体，而马氏体的硬度太大；

第三是对其进行切削时，受到温度的影响而使其出现了硬化。这种加工硬化现象对后面工序的工作产生了影响。

2．有比较大的切削力

因为在对不锈钢材料进行切削时会产生较大的塑性而发生严重变形，在切削过程中极有可能发生加工硬化问题，会产生较大的切削力，所以要对切削刀具做出合理的选择。

3切削温度较高

因为不锈钢具有较强的塑性使其发生了变形，对工件与刀具所产生的摩擦会加大，同时切削热量也会不断增加，当温度太高时，会发生加工硬化问题。

4切屑易粘连

因为不锈钢具有较强的韧性，在对其进行车削加工后，它的切屑不会被切断，这些切屑会在工件与刀具间形成某种挤压产生在已加工的表面，对切削表面的质量产生了不良影响，当粘连比较严重时，能产生积屑瘤，使刀具的磨损加大，这对已加工表面会产生更大的磨损。

二、自用热处理方法对材料的硬度加以改变

不锈钢在进行热处理以后会有不同的硬度，对车削加工有较大的影响。我们可以采用YW2材料的车刀，来处理车削热处理后产生不同硬度的3Cr13M，对材质工件的不同情况进行说明。因为退火状态的马氏体不锈钢具有硬度低，车削性能差的特点，但是受材料塑性和韧性大的影响，会出现组织不均匀，粘附、熔着性强的情况，在进行切削时会产生刀瘤，很难得到比较好的表面质量。在进行了调质处理以后，它的硬度大约保持在30HRC以下的3Cr13Mo材质工件具有加工性较好的特点，可以达到较好的表面质量。

三、对刀具材料的选择

刀具材料的切削性能与刀具的耐用度和生产率有着密切的关系，刀具材料的工艺性对刀具本身的制造与刃磨质量产生了很大的影响。当有刀具切削某些材料时，对其进行选取原则主要是从它的耐磨性进行考虑的，当产生了较高的温度时，还要使它的切削性能得到保障。我们常用的材料包括：高速钢与硬质合金。因为高速钢一般在在600℃以下才能实现它的切削性能，当不锈钢切削会产生较高的温度，这种温度一般会大于60090，当硬质合金的高速钢具的耐热性与耐磨性太大时，所以选择硬质合金材料制作刀具更具有合理性，它适用于不锈钢的切削加工。

四、对不锈钢材料的车削现状改善的措施

要使不锈钢龙头生产现状得以改变，首先要对不锈钢的加工产能进行提高，结合我厂多年不锈钢龙头产业的的生产经验，提出了以下措施。

1．提高不锈钢的精密铸造水平

各种类型的不锈钢都可以用于铸件的生产，比较普通的工艺是对砂型进行铸造，对壳型的铸造能使不锈钢铸件产生较高的精度，并且可以产生比较光滑的表面，为理想的工艺是对离心熔模的铸造。

这种工艺的流程一般是：模具的制作一射蜡．蜡件的组合-沾浆工作一淋沙工作-脱蜡工作一预热工作一浇铸工作一除壳工作一切断I作- 磨浇口一热处理等工作。

2．改善不锈钢的车削加工工艺措施

(1)刀片材料的选择

我们可以选择813、YH1等不同牌号的硬质合金，这样会取得较好的效果。比如：运用813对1 Cr18Ni9Ti进行切削时，它的加工效率与刀具寿命与硬质合金相比，它提高了2-3倍。而精车一次走刀的机动时间却又比较长，可以选择抗磨损、抗热粘附能力较强的复合立方氮化硼车刀。通过YG8对其进行加工，积累不锈钢的成功经验。而YG8具有较好的导热性能，它具有较强的适应能力，但是前后角不能太大。

(2)刀具的切削角度

在试验与现场生产的实践中，在车削不锈钢时，对车刀的后角可以选用50-80，对于易切削不锈钢可选择较大的值。

在对lCr18Ni9Ti不锈钢进行车削时，它的主偏角由750降到300，车刀用时也从15min上升到了35min，对不锈钢进行车削时，因为有较大的韧性、较高的热强度、对其进行加工硬化表现出了较强的趋势，在车削过程中产生了较大的径向分力，会有振动发生，而振动又使加工硬化趋势不断增加，切削条件不断被恶化，所以，我们不能选择较小的主偏角。尤其是对细长的轴工件进行车削时，不能选择比较小的主偏角。在现场的生产中，用750和600来对不锈钢外圆进行车削，而易切不锈钢的选择可以应用900主偏角刀具。

为了使刀尖的强度得到增强，主要使刃倾角在-80-一30上下：使刀尖强度有所增加，刀尖要成为全角。它的卷屑槽主要使用全弧形槽。为了使切削流动方向得到控制，卷屑槽的斜角要达到150度上下，使槽达到前宽后窄，这种切屑卷曲在遇到待加工表面时容易发生断裂，所以要进行精加工，使刀具的卷屑槽加深，而粗加工会出现相反的情况。

(3)切削用量

为提高生产效率，还要使刀具的使用寿命延长，对切削用量有所规定后，一定要使用佳组合，对切削用量进行。在进行生产时，对切削用量进行选择的主要方法是：首先对尽可能大的背吃刀量进行选择，然后根据机床的动力、刚度、刀具强度及加工表面的粗糙度加以约束，对较大的进给量进行选择，对合适的切削速度进行确定。在对不锈钢进行加工时，切削速度不要太高，一般选择35-60m/min为好。为降低磨损，不宜选用过小的进给量，主要应用0.2-0.75mm/r为主。在精加工时，背吃刀量低于0.5mm时；粗加工要在4-6mm之间。主要选择中速大切深做粗加工与半精加工。

五、冷却润滑液的作用

在对不锈钢材料进行车削时，会有很大的热薰产生，这将使刀具受热磨损，当工件的尺寸发生了变化，表面质量下降，生产率受到限制。为了降低热量，可以选择特殊的液体进行加注，即加注冷却润滑液。

1．降低温度。

由于冷却润滑液能够吸收较大的热量，由此对工件的温度变化而产生的误差起到降低作用。

2．表面质量提高，刀具磨损降低。

如果冷却润滑液的分子在遇到金属时，将会附于其表面，表而则形成一层很薄的膜，刀具与切屑和工件间的摩擦也会随之降低。另外，冷却润滑液有时还将切屑冲走，在切屑时使工件表面受损。

3．切削更省力。

由于冷却润滑液可能会钻到金属缝里，在进行切削时，刀具对金属进行切削时，将有较大的裂缝产生，这种切屑使本体脱离。

综上所述，要对刀具做出合理的选择，掌握好切削用量，选择合适的切削液，这样可以解决奥氏体不锈钢切削加工性能较差的现象，在对零件进行加式时，可以符合一定的要求，并产生比较满意的结果。

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