難切削材料

難切削材料

難切削材料是指切削加工性差的材料,一般材料的性能大於或小於此這些參數指標中(硬度HB>250、抗拉強度σb>1000MPa,δ>30%,αk>100MPa,K<41.8W/m?k)的一項及以上,都屬於難切削材料

基本介紹

  • 中文名:難切削材料
  • 屬性:材料種類
  • 釋義:切削加工性差的材料
  • 影響因素:物理性能等
難切削材料就是切削加工性差的材料。一般材料的性能大於或小於此指標中(HB>250、σb>1000MPa,δ>30%,αk>100MPa,K<41.8W/m?k)的一項以上,都屬於難切削材料。也可以用切削過程中的現象(切削力、切削熱、刀具磨損與刀具耐用度、已加工表面質量和切屑控制等)來衡量
2、影響材料切削加工性的因素:
①物理性能:
1)導熱係數K:導熱係數高陽材料允許的Vc就高。如用硬質合金刀具切削以下材料的Vc:
碳鋼K=48.2~50.2W/m?kVc=100~150m/min
高溫合金K=8.4~16.7W/m?kVc=7~60m/min
鈦合金K=6.3~9.6W/m?kVc=15~50m/min
2)線膨脹係數α:影響材料的熱脹冷縮程度而影響加工精度。
②化學成分:材料的化學成分和配比是影響材料的力學性能、物理性能、熱處理性能、金相組織和材料的切削加工性的根本因素。如:
C:材料含碳量的增加,其硬度和強度增加。
Ni:Ni能提高材料的耐熱性,但使材料的導熱係數明顯下降;當Ni>8%時,形成奧氏體鋼,使加工硬化嚴重。
V:隨著它的含量的增加,材料的磨削性能變差。
Mo:能提高材料的強度和韌性,但材料的導熱係數下降。
W:能提高材料的熱強性和高溫強度及常溫硬度與強度。但使材料的導熱係數明顯下降。
Mn:能提高材料的硬度和強度,使材料的韌性下降。當Mn>1.5%時,材料的切削加工性變差。
Si:能使材料的導熱係數下降。
Ti:鈦是易於形成碳化物的元素,其加工性也差。
還有Cr、O、S、P、N、Pb、Cu、Al等元素都對材料的切削加工性有影響。
③難切削材料的力學性能:1)硬度和強度:材料的硬度和強度適中,其切削加工性比較好,硬度和強度越高,切削加工性就越差。如正火45鋼:HB200,σb640MPa;淬火45鋼:HRC45,σb2100~2600MPa。影響材料切削加工性的還有金屬材料組織中的細微雜物,如A1203、Si02、Ti02等,它們的顯微硬度高,對刀具產生機械磨損;其切削加工性也變差。2)韌性αk和塑性δ:韌性和塑性大的材料,在切削加工時的阻力、變形和產生的熱量就大,其切削加工性也差。3)彈性模量E:它是表示材料剛度的指標,彈性模量大,表示材料在外力的作用下不易產生彈性變形。但彈性模量小的材料在切削過程中,彈性恢復大,且刀具摩擦大,切削也困難。如軟橡膠E==2~4MP;45鋼E=200000MPa:Mo材E=500000MPa。
④金相組織:1)鐵素體:它的硬度和強度很低(HB50~90,σb=190~250MPa)、塑性和韌性高(δ=40~50%),切削時易產生積屑瘤.切削加工性差。2)珠光體:球形珠光體切削加工性好。(如45鋼)3)滲碳體:硬度高(HRC66-70),但很脆(αk=30-35MPa),由於Fc增大易崩邊,使切削困難。4)奧氏體:它的硬度不高(HB200左右),但塑性和韌性很高,加工表面硬化和切屑與刀具冷焊嚴重,切削加工性差。如1Cr18Ni9Ti、高溫合金等。5)馬氏體:淬火鋼屬於這類金相組織。它硬度高、脆性大,其相對切削加工性為45鋼的1/3~1/10。
3、難切削材料的切削特點:
①切削力大:為切45鋼的1.5~2.5倍
②切削溫度高:當Vc=75m/min時,切削以下材料比切削45鋼的切削溫度高:
TC-4435℃GH132320℃GH36270℃1Cr18Ni9Ti195℃
③加工硬化傾向大:由於部分難切削材料的韌性、塑性高,強化係數大;加之在切削熱的作用下吸收周圍介質中的H、O、N等的原子,使切削表面和已加工表面形成硬脆層,其硬化程度比基體高50~200%.深度大於0.1mm,是切45鋼的好幾倍。
4、改善難切削材料加工性的途徑:
①選用優良的刀具材料。②選用合理的刀具幾何參數。③選用合理的切削用量。④選用性能好的切削液。⑤改善工夾具結構。⑥對被加工材料進行適當熱處理。⑦採用其他工藝
二、難切削材料的車削:
1、淬火鋼的車削:
①淬火鋼的切削特點:1)硬度高:HRC45-70。2)脆性大。3)強度高:σb=2100~2600MPa,是45鋼的4倍左右。4)切削力大:單位切削力Kc為4500MPa,是切45鋼的2.5倍。5)切削溫度高:其導熱係數為45鋼的1/7。
②刀具與切削用量:1)刀具材料

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