不銹鋼加工性能是用于不銹鋼加工工藝過程中通過切削工具加工材料的術(shù)語。由于不銹鋼與碳鋼相比具有不同的性能,因此在加工不銹鋼時需要略有不同的技術(shù)。與碳鋼(100)相比,不銹鋼在退火狀態(tài)下的相對可加工性為:鐵素體等級-70和奧氏體等級-50。這種差異是由于不銹鋼堅韌而不是硬而具有卡住和磨損的傾向。
根據(jù)對最常見的奧氏體不銹鋼類型的經(jīng)驗,不銹鋼通常被認(rèn)為是“難加工”并歸類為一組鋼。然而,不同類型的不銹鋼的可加工性都不同,即奧氏體,鐵素體,雙相,馬氏體和沉淀硬化是不同的。在選擇加工參數(shù)和條件時,重要的是要考慮這些屬性差異。
奧氏體不銹鋼的加工性能
包括304,304L,304H,305,316 / 316L,316TI,317L,321 / 321H,309S,310S,347 / 347H等級。奧氏體不銹鋼牌號通常也在退火狀態(tài)下供應(yīng),并且比其在碳鋼上增加的硬度更重要,是防爆和抗拉強(qiáng)度之間的巨大差異。這種增加的延展性往往會在加工過程中產(chǎn)生粘性芯片,并且由于快速加工硬化會導(dǎo)致問題。
雖然在退火狀態(tài)下具有相對柔軟且具有非常好的延展性,但這些等級 在冷加工期間經(jīng)歷大量的加工硬化,其包括所有形式的加工。為此加工這些鋼使用進(jìn)給,速度和切割深度參數(shù)更常規(guī)的鋼可能導(dǎo)致過度的工具磨損或破損。這些鋼在冷加工條件下特別難以加工。雖然冷拉棒比“黑色”棒具有更好的表面光潔度和公差精度,但完全退火的“黑色”棒的相對容易加工可能使其成為機(jī)械師或工程師更好的整體選擇。
這些鋼的高延展性在加工中也不利于它們。可能容易發(fā)生切屑不良和切削面金屬堆積。與其他鋼種相比,奧氏體不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)較低,因此在切削工具面上很容易產(chǎn)生熱量。加工過程中的變形或差的公差控制會受到這些鋼的高熱膨脹率的影響。
在退火狀態(tài)下,這些鋼不是鐵磁性的,即它們不會被吸引到磁鐵上。這意味著在加工這些鋼時不能使用磁性夾緊裝置。通常這些效果的組合使得這些鋼看起來難以加工。
鐵素體不銹鋼的加工性能
包括430(1.4016)和1.4003等級。這些等級的結(jié)構(gòu)類似于低合金鐵素體或低碳馬氏體鋼。鐵素體不銹鋼牌號通常在退火狀態(tài)下供應(yīng),由于它們的韌性,它們的加工特性更類似于低合金碳鋼而不是低碳鋼。由于導(dǎo)電性的差異,必須注意確保從工件和工具中充分移除熱量。過熱會導(dǎo)致工具變鈍并使工件表面局部燃燒。
與奧氏體不銹鋼牌號一樣,它們相對較軟,但具有低得多的加工硬化特性。與奧氏體鋼相比,這些鋼具有較低的延展性,較高的導(dǎo)熱性和較低的熱膨脹系數(shù),對機(jī)器的問題較少。由于它們具有較高的合金含量并因此具有較高的拉伸強(qiáng)度,因此這些鋼比低碳鋼更難加工。與奧氏體鋼不同,它們是鐵磁性的,因此可以考慮使用合適的(強(qiáng))磁性夾緊裝置進(jìn)行加工。
雙相不銹鋼的加工性能
包括 S32101,S32205 / S31803,S32304,S32750,S32760等級
這些鋼的結(jié)構(gòu)是鐵素體和奧氏體的混合物。它們具有比鐵素體或奧氏體鋼更高的拉伸強(qiáng)度,但是對于加工重要的其他性能是這些成分“相”的近似平均值。雖然加工硬化不像奧氏體不銹鋼那樣重要,但強(qiáng)度越高意味著需要更高的加工力(功率)和更低的速度。與奧氏體不銹鋼一樣,在加工過程中需要良好的冷卻,但是變形不應(yīng)該是熱膨脹系數(shù)更像鐵素體鋼的問題。
切屑形成和斷裂類似于鐵素體鋼,因此不會產(chǎn)生與工具尖端的奧氏體不銹鋼相關(guān)的特定問題。由于尚不清楚的原因,精益雙相鋼1.4162具有比其更高硬度所預(yù)期的更好的機(jī)械加工性。
馬氏體不銹鋼的加工性能
包括17 / 4PH(1.4542),520B(1.4594),17 / 7PH(1.4568)和A286(1.4980)等級。
這些鋼可通過熱處理硬化(可強(qiáng)化),并且在結(jié)構(gòu)上可以是馬氏體,奧氏體或“半奧氏體”。通常,熱處理的硬度不如馬氏體不銹鋼系列高,但它們具有更高的拉伸強(qiáng)度和更好的沖擊韌性。最常見的17/4 PH馬氏體類型可以在溶液處理(退火)(條件A)或沉淀熱處理條件下加工,但是較高的雙時效溫度處理,即H1150-M,可以提供最高的切削速率。在條件A中,馬氏體17 / 4PH的加工響應(yīng)類似于304型奧氏體。半奧氏體17 / 7PH型不易加工。
用于強(qiáng)化這些鋼的適度時效處理溫度使得在退火狀態(tài)下的加工之后能夠進(jìn)行單一處理,從而最小化結(jié)垢和變形。在需要更接近加工公差的情況下,應(yīng)考慮在最終熱處理條件下的加工。
加工不銹鋼時,必須注意以下事項:
1.不銹鋼加工的設(shè)備必須堅固耐用,功率比低碳鋼設(shè)備高50%。
2.機(jī)床和不銹鋼工件必須牢固固定,以防止振動和顫動。
3.切削不銹鋼的刀具,無論是高速鋼還是硬質(zhì)合金,必須始終保持鋒利,每隔一段時間進(jìn)行銳化,最好在鈍化時進(jìn)行銳化。
4.應(yīng)使用良好的潤滑劑,特別是對于速度相對較慢的重切削。建議使用石蠟稀釋以實現(xiàn)更高速的精加工切削,以使工件和刀具盡可能保持冷卻。
5.切割深度必須能防止工具卡在工件上。對于奧氏體不銹鋼而言,這一點尤其重要,可避免加工硬化和拋光。
6.必須使用最大可能的工具以散熱。
7.必要時應(yīng)盡可能避免中斷切削,因為當(dāng)?shù)毒哌M(jìn)入工件時會發(fā)生較大程度的加工硬化。