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不銹鋼加工工藝

2011年12月22日 23:26點(diǎn)擊：24968來源：寧波恒大機(jī)械有限公司>>進(jìn)入該公司展臺

在采取鉆、鉸、鏜工藝加工一些奧氏體組織及馬氏體組織不銹鋼材料如1Cr18Ni9Ti、2Cr13孔時，加工過程中會出現(xiàn)刀具磨損加快、加工表面完好性差、切屑排除困難等共性問題，嚴(yán)重影響了此類材料零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)周期及加工成本。按照金屬工藝學(xué)、金屬切削原理等理論對上述材質(zhì)加工難點(diǎn)進(jìn)行分析，摸索出一套行之有效的不銹鋼材料鉆、鉸、鏜加工工藝。/ ?" _; t7 K- h3 h
. M7 y* s2 f: b. C, p- S7 R y9 b7 ]
不銹鋼材料加工難點(diǎn)分析
不銹鋼材料加工難點(diǎn)主要有以下幾個方面：
切削力大，切削溫度高: o- R- e9 Q& A; ]7 D9 E
該類型材料強(qiáng)度大，切削時切向應(yīng)力大、塑性變形大，因而切削力大。此外材料導(dǎo)熱性極差，造成切削溫度升高，且高溫往往集中在刀具刃口附近的狹長區(qū)域內(nèi)，從而加快了刀具的磨損。+ \8 Y9 C O/ ^8 f t
加工硬化嚴(yán)重3 u, t2 s& b（ B. Q! O& F& `
奧氏體不銹鋼以及一些高溫合金不銹鋼均為奧氏體組織，切削時加工硬化傾向大，通常是普通碳素鋼的數(shù)倍，刀具在加工硬化區(qū)域內(nèi)切削，使刀具壽命縮短。（ ^4 X/ Z& G8 x+ J9 `9 v

   3. 容易粘刀. B. i* ?1 ~! h+ C/ R5 @& H, A8 k） {（ C
無論是奧氏體不銹鋼還是馬氏體不銹鋼均存在加工時切屑強(qiáng)韌、切削溫度很高的特點(diǎn)。當(dāng)強(qiáng)韌的切屑流經(jīng)前刀面時，將產(chǎn)生粘結(jié)、熔焊等粘刀現(xiàn)象，影響加工零件表面粗糙度。
刀具磨損加快
上述材料一般含高熔點(diǎn)元素、塑性大，切削溫度高，使刀具磨損加快，磨刀、換刀頻繁，從而影響了生產(chǎn)效率，提高了刀具使用成本。6 U' b8 e2 v% S0 H5 |, ]7 {, b

不銹鋼零件加工工藝） ]0X. y$ f3 U1 e! [2 N（ F- P' \; i
通過上述加工難點(diǎn)分析，不銹鋼的加工工藝及相關(guān)刀具參數(shù)設(shè)計與普通結(jié)構(gòu)鋼材料應(yīng)具有較大的不同，其具體加工工藝如下：  ]$ C- L! F: x
+ D  {: z3 z8 Y. t% u; {' b
1.鉆孔加工% ~# |） H2 i） \# r: |8 k
- Y（ N! D" y+ q（ E6 T# y0 e# X8 Z
在鉆孔加工時，由于不銹鋼材料導(dǎo)熱性能差，彈性模量小，孔加工起來也比較困難。解決此類材料的孔加工難題，主要是選用合適的刀具材料，確定合理的刀具的幾何參數(shù)以及刀具的切削用量。鉆削上述材料時，鉆頭一般應(yīng)選用W6Mo5Cr4V2Al、W2Mo9Cr4Co8等材質(zhì)的鉆頭，這些材質(zhì)鉆頭缺點(diǎn)是價格比較昂貴，而且難以采購。而采用常用的W18Cr4V普通標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉆頭鉆孔時，由于存在頂角較小、切屑太寬而不能及時排出孔外、切削液不能及時冷卻鉆頭等缺點(diǎn)，再加上不銹鋼材料導(dǎo)熱性差，造成集中在刀刃上的切削溫度升高，容易導(dǎo)致兩個后刀面和主刃燒傷及崩刃，使鉆頭的使用壽命降低。4 Z# p" o. S1 ^% S, o* P  ]

（1）刀具幾何參數(shù)設(shè)計    在采用W18Cr4V普通高速鋼鉆頭鉆孔時，切削力及切削溫度均集中在鉆尖上，為提高鉆頭切削部位的耐用度，可以適當(dāng)增大頂角角度，頂角一般選135°～140°，頂角增大也將使外緣前角減小，鉆屑變窄，以利于排屑。但是加大頂角后，鉆頭的橫刃變寬，造成切削阻力增大，因而必須對鉆頭橫刃進(jìn)行修磨，修磨后橫刃的斜角為47°～55°，橫刃前角為3°～5°，修磨橫刃時，應(yīng)將切削刃與圓柱面轉(zhuǎn)角處修磨成圓角，以增加橫刃強(qiáng)度。由于不銹鋼材料彈性模量較小，切屑層下的金屬彈性恢復(fù)大，加之加工過程中加工硬化嚴(yán)重，后角太小會加快鉆頭后刀面的磨損，而且增加了切削溫度，降低鉆頭的壽命。因此須適當(dāng)加大后角，但后角太大，將使鉆頭的主刃變得單薄，減小了主刃的剛性，所以后角應(yīng)以12°～15°為宜。為使鉆屑變窄，利于排屑，還需要在鉆頭兩個后刀面上開交錯分布的分屑槽。9 l2 }+ B5 P6 r/ G9 W: X8 m
（2）切削用量選擇    鉆削時，切削用量的選擇應(yīng)從降低切削溫度的基本點(diǎn)出發(fā)，因?yàn)楦咚偾邢鲗骨邢鳒囟壬撸叩那邢鳒囟葘⒓觿〉毒吣p，因而切削用量中zui重要的是選擇切削速度。一般情況下，切削速度以12～15m/min較為合適。進(jìn)給量對刀具壽命影響較小，但進(jìn)給量選擇太小將會使刀具在硬化層內(nèi)切削，加劇磨損；而進(jìn)給量如果太大，又會使表面粗糙度變差。綜合上述兩個因素，進(jìn)給量選擇為0.32～0.50mm/r為宜。

（3）切削液選擇鉆削時，為降低切削溫度，可采用乳化液作為冷卻介質(zhì)。
鉸孔加工0 L

（1）刀具幾何參數(shù)設(shè)計不銹鋼材料的鉸削加工大部分使用硬質(zhì)合金鉸刀。鉸刀的結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)與普通鉸刀有所不同。為增強(qiáng)刀齒強(qiáng)度并防止鉸削時產(chǎn)生切屑堵塞現(xiàn)象，鉸刀齒數(shù)一般比較少。鉸刀前角一般為8°～12°，但在某些特定情況，為了實(shí)現(xiàn)高速鉸削，也可采用0°～5°前角；后角一般為8°～12°；主偏角的選擇視孔的不同而異，一般情況下通孔為15°～30°，不通孔為45°；鉸孔時為了使切屑向前排出，也可適當(dāng)增加刃傾角角度，刃傾角角度一般為10°～20°；刃帶寬度為0.1～0.15mm；鉸刀上倒錐應(yīng)較普通鉸刀大，硬質(zhì)合金鉸刀一般為0.25～0.5mm/100mm，高速鋼鉸刀為0.1～0.25mm/100mm；鉸刀校正部分長度一般為普通鉸刀的65%～80%，其中圓柱部分長度為普通鉸刀的40%～50%。
（2）切削用量選擇鉸孔時進(jìn)給量為0.08～0.4mm/r，切削速度為10～20m/min，粗鉸余量一般為0.2～0.3mm，精鉸余量為0.1～0.2mm。粗鉸時應(yīng)采用硬質(zhì)合金刀具，精鉸時可采用高速鋼刀具。7

（3）切削液選擇不銹鋼材料鉸孔時，可采用全損耗系統(tǒng)用油或二硫化鉬作為冷卻介質(zhì)。' r# ~: q. _& s

3.鏜孔加工& H+ y8 |; [5 k* ]
（1）刀具材料選擇因加工不銹鋼零件時切削力大、切削溫度高，刀具材料應(yīng)盡量選擇強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好的YW或YG類硬質(zhì)合金。精加工時也可使用YT14及YT15硬質(zhì)合金刀片。批量加工上述材料零件時，可采用陶瓷材料刀具，由于此類材料的特點(diǎn)主要是韌性大，加工硬化嚴(yán)重，切削這些材料的切屑以單元切屑形式產(chǎn)生，將使刀具產(chǎn)生振動，容易造成刀刃產(chǎn)生微崩現(xiàn)象，因此選擇陶瓷刀具切削此類材料零件時首先應(yīng)考慮的是微觀韌性。目前Sialon是一種比較好的選擇，特別是α/βSialon材料，因其優(yōu)異的抗高溫變形的性能以及擴(kuò)散磨損的性能而引人注目，并成功應(yīng)用于切削鎳基合金，其壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過Al2O3基陶瓷。此外，SiC晶須加強(qiáng)陶瓷也是切削不銹鋼或鎳基合金的一種很有效的刀具材料。, t; n+ a& o（ |1 H! Z
對于此類材料淬火零件的加工，可以采用CBN（立方氮化硼）刀片，CBN硬度僅次于金剛石，硬度可達(dá)7000～8000HV，因此耐磨性很高，與金剛石相比，CBN突出優(yōu)點(diǎn)是耐熱性比金剛石高得多，可達(dá)1200℃，可承受很高的切削溫度。此外其化學(xué)惰性很大，與鐵族金屬在1200～1300℃時也不起化學(xué)作用，因此非常適合加工不銹鋼材料。其刀具壽命是硬質(zhì)合金或陶瓷刀具的幾十倍。5 w9 q% z% y1 U3 s9 e4 j, q
（2）刀具幾何參數(shù)設(shè)計刀具幾何參數(shù)對其切削性能起重要的作用，為使切削輕快、順利，硬質(zhì)合金刀具宜采用較大的前角，以提高刀具壽命。一般粗加工時，前角取10°～20°，半精加工時取15°～20°；精加工時取20°～30°。主偏角的選擇依據(jù)是，當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性良好時，可取30°～45°；如工藝系統(tǒng)剛性差時，則取60～75°，當(dāng)工件長度與直徑之比超過10倍時，可取90°。0 Z6 q, d5 t$ s
用陶瓷刀具鏜削不銹鋼材料時，絕大多數(shù)情況下，陶瓷刀具均采用負(fù)前角進(jìn)行切削。前角大小一般選應(yīng)－5°～－12°。這樣有利于加強(qiáng)刀刃，充分發(fā)揮陶瓷刀具抗壓強(qiáng)度較高的*性。后角大小直接影響刀具磨損，對刀刃強(qiáng)度也有影響，一般選用5°～12°。主偏角的改變會影響徑向切削分力與軸向切削分力的變化以及切削寬度和切削厚度的大小。因?yàn)楣に囅到y(tǒng)的振動對陶瓷刀具極為不利，所以主偏角的選擇要有利于減少這種振動，一般選取30°～75°。選用CBN作為刀具材料時，刀具幾何參數(shù)為前角0°～10°，后角12°～20°，主偏角45°～90°。

（3）前刀面刃磨時粗糙度值要小為避免出現(xiàn)切屑粘刀現(xiàn)象，刀具的前、后刀面應(yīng)仔細(xì)刃磨以保證具有較小的粗糙度值，從而減少切屑流出阻力，避免切屑粘刀。4 Y! F8 i: z: L7 ?; X: n （4）刀具刃口應(yīng)保持鋒利刀具刃口應(yīng)保持鋒利，以減少加工硬化，進(jìn)給量和背吃刀量不宜過小，以防止刀具在硬化層中切削，影響刀具使用壽命。） S, z; y/ O4

（5）注意斷屑槽的磨削由于不銹鋼切屑具有強(qiáng)韌的特點(diǎn)，刀具前刀面上斷屑槽修磨應(yīng)合適，從而使切削過程中斷屑、容屑、排屑方便。 ^7 P4 v* E%

（6）切削用量的選擇根據(jù)不銹鋼材料特點(diǎn)，加工時宜選用低速和較大進(jìn)給量進(jìn)行切削。） r# \0 x1 H1 y） h
采用陶瓷刀具進(jìn)行鏜削時，切削用量的合理選擇是充分發(fā)揮陶瓷刀具性能的關(guān)鍵之一。陶瓷刀具連續(xù)切削時可以按照磨損耐用度與切削用量之間的關(guān)系選擇切削用量；斷續(xù)切削則應(yīng)按照刀具破損規(guī)律確定合理切削用量。由于陶瓷刀具有*的耐熱性和耐磨性，切削用量對刀具磨損壽命的影響比硬質(zhì)合金刀具要小。一般情況下，用陶瓷刀具加工時，進(jìn)給量對刀具的破損影響zui為敏感。因而，根據(jù)工件材料的性質(zhì)，在機(jī)床功率、工藝系統(tǒng)剛度和刀片強(qiáng)度許可的前提下，在鏜削不銹鋼零件時，盡可能選擇高的切削速度、較大的背吃刀量和比較小的進(jìn)給量。, D+ T7 ]4 S! \; p） ~. t9 e（ @（ S
（7）切削液選擇要合適由于不銹鋼具有極易產(chǎn)生粘結(jié)和散熱性差的特點(diǎn)，因此在鏜削中選用抗粘結(jié)和散熱性好的切削液相當(dāng)重要，如選用含氯較高的切削液，以及具有良好冷卻、清洗、防銹和潤滑作用的不含礦物油、不含亞酸鹽的水溶液，如H1L－2合成切削液。2 O8 d* 采用上述工藝方法，可以克服不銹鋼的加工難點(diǎn)，使不銹鋼在進(jìn)行鉆、鉸、鏜孔時刀具壽命得到極大的提高，減少操作中磨刀、換刀次數(shù)，在提高生產(chǎn)效率和孔加工質(zhì)量、降低工人勞動強(qiáng)度和生產(chǎn)成本方面，能取得令人滿意的效果。

●切削條件的計算

1轉(zhuǎn)速

Ｎ＝（Ｖ x 1000）／π * De

De=2 *√（Ap * （D - Ap））（mm）

2 進(jìn)給速度

F = N * fR （mm/min）

FR=hmax * （（D）/（√Ap * （D -Ap）））（mm/rev）　

N=轉(zhuǎn)速（rev/min）

V= 實(shí)際切削速度（m/min）, 見表一

De= 有效刀具直徑（mm）, 見表二

Ap=軸向切削深度

Ae=切削寬度（mm）

F=進(jìn)給（mm/min）

f_R=每刃進(jìn)給（mm），見表一表四

h max.= zui大切屑厚度,見表三

[表一]一般實(shí)際切削速度和進(jìn)給速度

	硬度	刀片材料	實(shí)際切削速度（M/min）	進(jìn)給（mm/rev）刀具直徑								zui大切削深度（mm）	zui大切削寬度（mm）
				8	10	12	16	20	25	30	32
灰鑄鐵（FC250,FC300）	HB160-260	JC5010 JC5015	200-400	0.3	0.4	0.5	0.6	0.6	0.7	0.7	0.7	D10	D/10
球墨鑄鐵（FCD600,FCD700）	HB170-300	JC5010 JC5015	150-350	0.3	0.4	0.5	0.6	0.6	0.7	0.7	0.7	D/15	D/15
碳鋼（S50C,S55C）	HB180-280	JC5010 JC5015	180-230	0.3	0.4	0.4	0.5	0.5	0.6	0.6	0.6	D/15	D15
低合金鋼（SCM440）	HB180-280	JC5010 JC5015	150-200	0.3	0.4	0.4	0.5	0.5	0.6	0.6	0.6	D/15	D15
模具鋼（SKD11,SKD61）	HB180-255	JC5010 JC5015	130-18	0.25	0.3	0.4	0.5	0.5	0.6	0.6	0.6	D/20	D/20
淬火鋼（SKD11,SKD61）	HRC40-55	JC5010 JC5015	70-90	0.25	0.3	0.4	0.5	0.5	0.6	0.6	0.6	D/30	D/30
不銹鋼（SUS304,SUS316）	HB150-250	JC5010 JC5015	90-130	0.25	0.3	0.4	0.4	0.4	0.5	0.5	0.5	D/20	D/20
銅合金	HB80-150	JC5010 KT9	150-200	0.4	0.5	0.6	0.7	0.7	0.8	0.8	0.8	D/10	D/10
鋁合金	HB30-100	JC5010 KT9	200-300	0.4	0.5	0.6	0.7	0.7	0.8	0.8	0.8	D/6	D/6
石磨		JC5010 KT9	200-400	0.5	0.6	0.7	0.8	0.8	0.9	0.9	0.9	D/5	D/5

注意1.本表為中、短系列及直徑超過Ø12mm刀具有效；

2 對于加長系列及直徑在Ø12mm以下的系列刀具的修正系數(shù)請參見表四

[表二]有效刀具直徑一覽表 De（mm）

刀具直徑（mm）	軸向切削深度:Ap（mm）
刀具直徑（mm）	0.2	0.3	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0	4.5	5.0	5.5	6.0
8	2.5	3.0	3.9	5.3	6.2
10	2.8	3.4	4.4	6.0	7.1	8.0
12	3.1	3.7	4.8	6.6	7.9	8.9	9.7
16	3.6	4.3	5.6	7.7	9.3	10.6	11.6	12.5
20	4.0	4.9	6.2	8.7	10.5	12	13.2	14.3	15.2	16.0
25	4.5	5.4	7.0	9.8	11.9	13.6	15.0	16.2	17.3	18.3	19.2	20.0
30	4.9	6.0	7.7	10.8	13.1	15.0	16.6	18.0	19.3	20.4	21.4	22.4	23.2	24.0
32	5	6.2	7.9	11.1	13.5	15.5	17.2	18.7	20.0	21.2	22.2	23.2	24.1	25.0

表三 zui大切屑厚度

	硬度	zui大切屑厚度:h max（mm）刀具直徑<mm）
	硬度	8	10	12	16	20	25	30	32
灰鑄鐵（FC250,FC300）	HB160-260	0.3	0.4	0.5	0.6	0.6	0.7	0.7	0.7
球墨鑄鐵（FCD600,FCD700）	HB170-300	0.3	0.4	0.5	0.6	0.6	0.7	0.7	0.7
碳鋼（S50C,S55C）	HB180-280	0.3	0.4	0.4	0.5	0.5	0.6	0.6	0.6
低合金鋼（SCM440）	HB180-280	0.3	0.4	0.4	0.5	0.5	0.6	0.6	0.6
模具鋼（SKD11,SKD61）	HB180-255	0.25	0.3	0.4	0.5	0.5	0.6	0.6	0.6
淬火鋼（SKD11,SKD61）	HRC40-55	0.25	0.3	0.4	0.5	0.5	0.6	0.6	0.6
不銹鋼（SUS304,SUS316）	HB150-250	0.25	0.3	0.4	0.4	0.4	0.5	0.5	0.5
銅合金	HB80-150	0.4	0.5	0.6	0.7	0.7	0.8	0.8	0.8
鋁合金	HB30-100	0.4	0.5	0.6	0.7	0.7	0.8	0.8	0.8
石磨		0.5	0.6	0.7	0.8	0.8	0.9	0.9	0.9

表四以刀具頸部長度為基準(zhǔn)的切削參數(shù)修正系數(shù)

	標(biāo)準(zhǔn)系列				中長系列				加長系列
直徑（mm）	l_l	l_l/D	轉(zhuǎn)速%	進(jìn)給%	l_l	l_l/D	轉(zhuǎn)速%	進(jìn)給%	l_l	l_l/D	轉(zhuǎn)速%	進(jìn)給%
8	35	4.4	100	100	53	6.6	60	65	75	9.4	50	50
10	35	3.5	100	100	53	5.3	70	80	75	7.5	60	65
12	26	2.2	100	100	53	4.4	90	90	85	7.1	65	65
16	32	2.0	100	100	63	3.9	100	100	100	6.3	70	70
20	38	1.9	100	100	75	3.8	100	100	115	5.8	75	75
25	45	1.8	100	100	90	3.6	100	100	135	5.4	80	80
30	53	1.8	100	100	106	3.5	100	100	160	5.3	80	90
32	53	1.7	100	100	106	3.3	100	100	160	5.0	80	90

注意：使用加長系列刀具時，必須按本表所示百分比降低切削參數(shù)。（硬質(zhì)合金刀體除外）　

★刀片安裝注意事項(xiàng)

　1.保持刀座的清潔干凈。

　2.保持刀片（特別是孔和基準(zhǔn)面）的清潔干凈。

　3.當(dāng)螺釘磨損較快時，應(yīng)及早更換。

1 什么不銹鋼？通常，人們把含鉻量大于12%或含鎳量大于8%合金鋼叫不銹鋼。這種鋼大氣或腐蝕性介質(zhì)具有一定耐蝕能力，并較高溫度（>450℃）下具有較高強(qiáng)度。含鉻量達(dá)16%～18%鋼稱為耐酸鋼或耐酸不銹鋼，習(xí)慣上通稱為不銹鋼。鋼含鉻量達(dá)12%以上時，與氧化性介質(zhì)接觸，由于電化學(xué)作用，表面很快形成一層富鉻鈍化膜，保護(hù)金屬內(nèi)部不受腐蝕；但非氧化性腐蝕介質(zhì)，仍不易形成堅(jiān)固鈍化膜。為了提高鋼耐蝕能力，通常增大鉻比例或添加可以促進(jìn)鈍化合金元素，加Ni、Mo、Mn、Cu、Nb、Ti、W、Co等，這些元素不僅提高了鋼抗腐蝕能力，同時改變了鋼內(nèi)部組織以及物理力學(xué)性能。這些合金元素鋼含量不同，對不銹鋼性能產(chǎn)生不同影響，有有磁性，有無磁性，有能夠進(jìn)行熱處理，有則不能熱處理。由于不銹鋼所具有上述特性，越來越廣泛地應(yīng)用于航空、航天、化工、石油、建筑食品等工業(yè)部門及日常生活。所含合金元素對切削加工性影響很大，有甚至很難切削。

2 不銹鋼可分為哪幾類？不銹鋼按其成分，可分為以鉻為主鉻不銹鋼以鉻、鎳為主鉻鎳不銹鋼兩大類。工業(yè)上常用不銹鋼一般按金相組織分類，可分為以下五大類：

馬氏體不銹鋼：含鉻量12%～18%，含碳量0.1%～0.5%（有時達(dá)1%），常見有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、1Cr17Ni2、9Cr18、9Cr18MoV、30Cr13Mo等。

鐵素體不銹鋼：含鉻量12%～30%，常見有0Cr13、0Cr17Ti、0Cr13Si4NbRE、1Cr17、1Cr17Ti、1Cr17M02Ti、1Cr25Ti、1Cr28等。

奧氏體不銹鋼：含絡(luò)量12%～25%，含鎳量7%～20%（或20%以上），zui典型代表1Cr18Ni9Ti，常見還有00Cr18Ni10、00Cr18Ni14Mo2Cu2、0Cr18Ni12Mo2Ti、0Cr18Ni18Mo2Cu2Ti、0Cr23Ni28M03Cu3Ti、1Cr14Mn14Ni、2Cr13Mn9Ni4、1Cr18Mn8Ni5N等。

奧氏體+鐵素體不銹鋼：與奧氏體不銹鋼相似，僅組織含有一定量鐵素體，常見有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、1Cr18Mn10Ni5M03N、0Cr17Mn13Mo2N、1Cr17Mn9Ni3M03Cu2N、Cr2bNi17M03CuSiN、1Cr18Ni11Si4AlTi等。

沉淀硬化不銹鋼：含有較高鉻、鎳很低碳，常見有0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7M02Al等。

前兩類為鉻不銹鋼，后三類為鉻鎳不銹鋼。

3 不銹鋼有哪些物理、力學(xué)性能？馬氏體不銹鋼：能進(jìn)行淬火，淬火后具有較高硬度、強(qiáng)度耐磨性及良好抗氧化性，有有磁性，但內(nèi)應(yīng)力大且脆。經(jīng)低溫回火后可消除其應(yīng)力，提高塑性，切削加工較困難，有切屑擦傷或粘結(jié)明顯趨向，刀具易磨損。

當(dāng)鋼含碳量低于0.3%時，組織不均勻，粘附性強(qiáng)，切削時容易產(chǎn)生積屑瘤，且斷屑困難，工件已加工表面質(zhì)量低。含碳量達(dá)0.4%～0.5%時，切削加工性較好。馬氏體不銹鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，可獲得優(yōu)良綜合力學(xué)性能，其切削加工性比退火狀態(tài)有很大改善。鐵素體不銹鋼：加熱冷卻時組織穩(wěn)定，不發(fā)生相變，故熱處理不能使其強(qiáng)化，只能靠變形強(qiáng)化，性能較脆，切削加工性一般較好。切屑呈帶狀，切屑容易擦傷或粘結(jié)于切削刃上，從而增大切削力，切削溫度升高，同時可能使工件表面產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象。

奧氏體不銹鋼：由于含有較多鎳（或錳），加熱時組織不變，故淬火不能使其強(qiáng)化，可略改善其加工性。通過冷加工硬化可大幅度提高強(qiáng)度，如果再經(jīng)時效處理，抗拉強(qiáng)度可達(dá)2550～2740 MPa。

奧氏體不銹鋼切削時帶狀切屑連綿不斷，斷屑困難，極易產(chǎn)生加工硬化，硬化層給下一次切削帶來很大難度，使刀具急劇磨損，刀具耐用度大幅度下降。奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良力學(xué)性能，良好耐蝕能力，較突出冷變形能力，無磁性。奧氏體+鐵素體不銹鋼：有硬度*金屬間化合物析出，強(qiáng)度比奧氏體不銹鋼高，其切削加工性更差。

沉淀硬化不銹鋼：含有能起沉淀硬化鉈、鋁、鉬、鈦等合金元素，它們回火時時效析出，產(chǎn)生沉淀硬化，使鋼具有很高強(qiáng)度硬度。由于含碳量低保證了足夠含鉻量，因此具有良好耐腐蝕性能。

4 不銹鋼有哪些切削特點(diǎn)?不銹鋼切削加工性比碳鋼差得多。以普通45號鋼切削加工性作為100%，奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti相對切削加工性為40%；鐵素體不銹鋼1Cr28為48%；馬氏體不銹鋼2Cr13為55%。其，以奧氏體奧氏體+鐵素體不銹鋼切削加工性zui差。不銹鋼切削過程有如下幾方面特點(diǎn)：

加工硬化嚴(yán)重：不銹鋼，以奧氏體奧氏體+鐵素體不銹鋼加工硬化現(xiàn)象zui為突出。如奧氏體不銹鋼硬化后強(qiáng)度sb達(dá)1470～1960MPa，而且隨sb提高，屈服極限ss升高；退火狀態(tài)奧氏體不銹鋼ss不超過σb30%～45%，而加工硬化后達(dá)85%～95%。加工硬化層深度可達(dá)切削深度1/3或更大；硬化層硬度比原來提高1.4～2.2倍。因?yàn)椴讳P鋼塑性大，塑性變形時品格歪扭，強(qiáng)化系數(shù)很大；且奧氏體不夠穩(wěn)定，切削應(yīng)力作用下，部分奧氏體會轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體；再加上化合物雜質(zhì)切削熱作用下，易于分解呈彌散分布，使切削加工時產(chǎn)生硬化層。前一次進(jìn)給或前一道工序所產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重影響后續(xù)工序順利進(jìn)行。

切削力大：不銹鋼切削過程塑性變形大，尤其奧氏體不銹鋼（其伸長率超過45號鋼1.5倍以上），使切削力增加。同時，不銹鋼加工硬化嚴(yán)重，熱強(qiáng)度高，進(jìn)一步增大了切削抗力，切屑卷曲折斷也比較困難。因此加工不銹鋼切削力大，如車削1Cr18Ni9Ti單位切削力為2450MPa，比45號鋼高25%。

切削溫度高：切削時塑性變形及與刀具間摩擦都很大，產(chǎn)生切削熱多；加上不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)約為45號鋼½～¼，大量切削熱都集切削區(qū)刀—屑接觸界面上，散熱條件差。相同條件下，1Cr18Ni9Ti切削溫度比45號鋼高200℃左右。

切屑不易折斷、易粘結(jié)：不銹鋼塑性、韌性都很大，車加工時切屑連綿不斷，不僅影響操作順利進(jìn)行，切屑還會擠傷已加工表面。高溫、高壓下，不銹鋼與其他金屬親性強(qiáng)，易產(chǎn)生粘附現(xiàn)象，并形成積屑瘤，既加劇刀具磨損，又會出現(xiàn)撕扯現(xiàn)象而使已加工表面惡化。含碳量較低馬氏體不銹鋼這一特點(diǎn)更為明顯。

刀具易磨損：切削不銹鋼過程親作用，使刀—屑間產(chǎn)生粘結(jié)、擴(kuò)散，從而使刀具產(chǎn)生粘結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損，致使刀具前刀面產(chǎn)生月牙洼，切削刃還會形成微小剝落缺口；加上不銹鋼碳化物（如TiC）微粒硬度很高，切削時直接與刀具接觸、摩擦，擦傷刀具，還有加工硬化現(xiàn)象，均會使刀具磨損加劇。

線膨脹系數(shù)大：不銹鋼線膨脹系數(shù)約為碳素鋼1.5倍，切削溫度作用下，工件容易產(chǎn)生熱變形，尺寸精度較難控制。

5 切削不銹鋼時怎樣選擇刀具材料？合理選擇刀具材料保證率切削加工不銹鋼重要條件。根據(jù)不銹鋼切削特點(diǎn)，要求刀具材料應(yīng)具有耐熱性好、耐磨性高、與不銹鋼親作用小等特點(diǎn)。目前常用刀具材料有高速鋼硬質(zhì)合金。

高速鋼選擇：高速鋼主要用來制造銑刀、鉆頭、絲錐、拉刀等復(fù)雜多刃刀具。普通高速鋼W18Cr4V使用時刀具耐用度很低已不符合需要，采用新型高速鋼刀具切削不銹鋼可獲得較好效果。

相同車削條件下，用W18Cr4V95w18Cr4V兩種材料刀具加工1Cr17Ni2工件，刀具刃磨一次加工件數(shù)分別為2～3件12件，用95w18Cr4V刀具耐用度提高了幾倍。這由于提高了鋼含碳量，從而增加了鋼碳化物含量，常溫硬度提高2HRC紅硬性更好，600℃時由W18Cr4VHRC48.5上升到HRC51～52，耐磨性比W18Cr4V提高2～3倍。應(yīng)用高釩高速鋼W12Cr4V4Mo制作型面銑刀加工1Cr17Ni2可以獲得較高刀具耐用度。因?yàn)楹C量增加，可鋼形成硬度很高VC，細(xì)小VC存于晶介，可以阻止晶粒長大，提高鋼耐磨性；W12Cr4V4Mo紅硬性很好，600℃時硬度可達(dá)HRC51.7，因此適合于制作切削不銹鋼各種復(fù)雜刀具。但其強(qiáng)度（sb=3140 MPa）及沖擊韌性（ak=2.5 J/cm3）略低于W18Cr4V，使用時要稍加注意。隨著刀具制作技術(shù)不斷發(fā)展，對于批量大工件，采用硬質(zhì)合金多刃、復(fù)雜刀具進(jìn)行切削加工效果會更好。硬質(zhì)合金選擇：YG類硬質(zhì)合金韌性較好，可采用較大前角，刀刃也可以磨得鋒利些，使切削輕快，且切屑與刀具不易產(chǎn)生粘結(jié)，較適于加工不銹鋼。特別振動粗車斷續(xù)切削時，YG類合金這一優(yōu)點(diǎn)更為重要。另外，YG類合金導(dǎo)熱性較好，其導(dǎo)熱系數(shù)比高速鋼高將近兩倍，比YT類合金高一倍。因此YG類合金不銹鋼切削應(yīng)用較多，特別粗車刀、切斷刀、擴(kuò)孔鉆及鉸刀等制造應(yīng)用更為廣泛。

較長時期以來，一般都采用YG6、YG8、YG8N、YW1、YW2等普通牌號硬質(zhì)合金作為切削不銹鋼刀具材料，但均不能獲得較理想效果；采用新牌號硬質(zhì)合金如813、758、767、640、712、798、YM051、YM052、YM10、YS2T、YD15等，切削不銹鋼可獲得較好效果。而用813牌號硬質(zhì)合金刀具切削奧氏體不銹鋼效果很好，因?yàn)?13合金既具有較高硬度（≥HRA91）、強(qiáng)度（sb=1570MPa），又具有良好高溫韌性、抗氧化性、抗粘結(jié)性，其組織致密耐磨性好。

6 切削不銹鋼時怎樣選擇刀具幾何參數(shù)？前角g0：不銹鋼硬度、強(qiáng)度并不高，但其塑性、韌性都較好，熱強(qiáng)性高，切削時切屑不易被切離。保證刀具有足夠強(qiáng)度前提下，應(yīng)選用較大前角，這樣不僅能夠減小被切削金屬塑性變形，而且可以降低切削力切削溫度，同時使硬化層深度減小。

車削各種不銹鋼前角大致為12°～30°。對馬氏體不銹鋼（如2Cr13），前角可取較大值；對奧氏體奧氏體+鐵素體不銹鋼，前角應(yīng)取較小值；對未經(jīng)調(diào)質(zhì)處理或調(diào)質(zhì)后硬度較低不銹鋼，可取較大前角；直徑較小或薄壁工件，宜采用較大前角。高速鋼銑刀取gn=10°～20°，硬質(zhì)合金銑刀取gn=5°～10°；鉸刀一般取g0=8°～12°；絲錐一般取g0=15°～20°（機(jī)用）或g0=20°（手用）。后角a0：加大后角能減小后刀面與加工表面摩擦，但會使切削刃強(qiáng)度散熱能力降低。后角合理值取決于切削厚度，切削厚度小時，宜選較大后角。

不銹鋼車刀或鏜刀通常取a0=10°～20°（精加工）或a0=6°～10°（粗加工）；高速鋼端銑刀取a0=10°～20°，立銑刀取a0=15°～20°；硬度合金端銑刀取a0=5°～10°，立銑刀取a0=12°～16°；鉸刀絲錐取a0=8°～12°。

圖1 雙刃傾角斷屑車刀

主偏角kr、副偏角k′r，re：減小主偏角可增加刀刃工作長度，有利于散熱，但切削過程使徑向力加大，容易產(chǎn)生振動，常取kr=45°～75°，若機(jī)床剛性不足，可適當(dāng)加大。副偏角常取k′r=8°～15°。為了加強(qiáng)刀尖，一般應(yīng)磨出e=0.5～1.0 mm刀尖圓弧。

刃傾角ls：為了增加刀尖強(qiáng)度，刃傾角一般取ls=-8°～-3°，斷續(xù)切削時取較大值ls=-15°～-5°。

生產(chǎn)實(shí)踐，為了加大切屑變形，提高刀尖強(qiáng)度與散熱能力，采用雙刃傾角車刀，取得了良好斷屑效果，也加寬了斷屑范圍，如圖1所示。*刃傾角ls1≥0°，第二刃傾角接近刀尖部位，ls2≈-20°，第二刃傾角刀刃長度lls2。≈ap/3。當(dāng)雙刃傾角車刀g0=20°、a0=6°～8°、kr=90°或75°、倒棱前角g01=-10°、re=0.15～0.2 mm時，Vc=80～100 m/min、f=0.2～0.3 mm/r、ap=4～15 mm條件下切削，斷屑效果良好，刀具耐用度高。要求刀具前后刀面表面粗糙度值小，刀具磨鈍標(biāo)錐VB為加工一般材料1/2。

圖2 切削不銹鋼斷（卷）屑槽

7 切削不銹鋼時怎樣選擇刀具斷（卷）屑槽刃口形式？切削不銹鋼時還應(yīng)選擇合適刀具斷（卷）屑槽，以便控制連綿不斷切屑，通常采用全圓弧形或直線圓弧形斷（卷）屑槽。斷（卷）屑槽寬度Bn=3～5 mm，槽深h=0.5～1.3 mm，Rn=2～8 mm。一般情況下，粗車時ap、f大，斷（卷）屑槽宜寬而淺；精車時ap、f小，應(yīng)窄而深些。斷（卷）屑槽形式見圖2。切削加工過程，如果發(fā)生切屑纏繞工件或刀具上現(xiàn)象，表示斷（卷）屑槽過寬過淺，可加大進(jìn)給量，使切屑折斷；如果切屑擠軋槽內(nèi)，發(fā)出吱吱叫聲，或切屑飛濺傷人，表示斷（卷）屑槽太窄太深，這時可減小進(jìn)給量。同時還要注意控制斷（卷）屑槽位置。斷（卷）屑槽尺寸見表1、表2表3。

8 切削不銹鋼時怎樣選擇切削用量？切削用量對加工不銹鋼時加工硬化、切削力、切削熱等有很大影響，特別對刀具耐用度影響較大。選擇切削用量合理與否，將直接影響切削效果。

表4

切削速度Vc：加工不銹鋼時切削速度稍微提高一點(diǎn)，切削溫度就會高出許多，刀具磨損加劇，耐用度則大幅度下降。

為了保證合理刀具耐用度，就要降低切削速度，一般按車削普通碳鋼40%～60%選取。鏜孔切斷時，由于刀具剛性、散熱條件、冷卻潤滑效果及排屑情況都比車外圓差，切削速度還要適當(dāng)降低。不同種類不銹鋼切削加工性各不相同，切削速度也需相應(yīng)調(diào)整。一般1Cr18Ni9Ti等奧氏體不銹鋼切削速度校正系數(shù)Kv為1.0，硬度HRC28以下2cr13等馬氏體不銹鋼Kv為1.3～1.5，硬度為HRC28～352Cr13等馬氏體不銹鋼Kv為0.9～1.1，硬度HRC35以上2Cr13等馬氏體不銹鋼Kv為0.7～0.8，耐濃硝酸不銹鋼Kv為0.6～0.7。切削深度ap：粗加工時余量較大，應(yīng)選用較大切深，可減少走刀次數(shù)，同時可避免刀尖與毛坯表皮接觸，減輕刀具磨損。但加大切深應(yīng)注意不要因切削力過大而引起振動，可選ap=2～5 mm。精加工時可選較小切削深度，還要避開硬化層，一般采用ap=0.2～0.5 mm。

進(jìn)給量f：進(jìn)給量增大不僅受到機(jī)床動力限制，而且切削殘留高度積屑瘤高度都隨進(jìn)給量增加而加大，因此進(jìn)給量不能過大。為提高加工表面質(zhì)量，精加工時應(yīng)采用較小進(jìn)給量。同時，應(yīng)注意f不得小于0.1 mm/r，避免微量進(jìn)給，以免加工硬化區(qū)進(jìn)行切削，并且應(yīng)注意切削刃不要切削表面停留。

加工不銹鋼切削用量見表4表5。

表5

由于不銹鋼切削加工性較差，對切削液冷卻、潤滑、滲透及清洗性能有更高要求，常用切削液有以下幾類：

硫化油：以硫?yàn)闃O壓添加劑切削油。切削過程能金屬表面形成高熔點(diǎn)硫化物，而且高溫下不易破壞，具有良好潤滑作用，并有一定冷卻效果，適用于一般車削、鉆孔、鉸孔及攻絲。硫化豆油適用于鉆、擴(kuò)、鉸孔等工序。

直接硫化油配方：礦物油98%，硫2%。間接硫化油配方：礦物油78%～80%，植物油或豬油18%～20%，硫1.7%。機(jī)油、錠子油等礦物油：其潤滑性能較好，但冷卻滲透性較差，適用于外圓精車。

植物油：如菜油、豆油等，其潤滑性能較好，適用于車螺紋及鉸孔、攻絲等工序。

乳化液：具有較好冷卻清洗性能。也有一定潤滑作用，可用于不銹鋼粗車。

切削加工過程應(yīng)使切削液噴嘴對準(zhǔn)切削區(qū)，或采用高壓冷卻、噴霧冷卻等冷卻方式。

表6 高速鋼銑刀加工不銹鋼銑削用量

10 怎樣對不銹鋼進(jìn)行銑削加工？銑削不銹鋼特點(diǎn)：不銹鋼粘附性及熔著性強(qiáng)，切屑容易粘附銑刀刀齒上，使切削條件惡化；逆銑時，刀齒先已經(jīng)硬化表面上滑行，增加了加工硬化趨勢；銑削時沖擊、振動較大，使銑刀刀齒易崩刃磨損。銑削不銹鋼除端銑刀部分立銑刀可用硬質(zhì)合金作銑刀刀齒材料外，其余各類銑刀均采用高速鋼，特別鎢—鉬系高釩高速鋼具有良好效果，其刀具耐用度可比W18Cr4V提高1～2倍。適宜制作不銹鋼銑刀硬質(zhì)合號有YG8、YW2、813、798、YS2T、YS30、YS25等。銑削不銹鋼時，切削刃既要鋒利又要能承受沖擊，容屑槽要大。可采用大螺旋角銑刀（圓柱銑刀、立銑刀），螺旋角b從20°增加到45°（gn=5°），刀具耐用度可提高2倍以上，因?yàn)榇藭r銑刀工作前角g0e由11°增加到27°以上，銑削輕快。但b值不宜再大，特別立銑刀以b≤35°為宜，以免削弱刀齒。采用波形刃立銑刀加工不銹鋼管材或薄壁件，切削輕快，振動小，切屑易碎，工件不變形。用硬質(zhì)合金立銑刀高速銑削、可轉(zhuǎn)位端銑刀銑削不銹鋼都能取得良好效果。用銀白屑（SWC）端銑刀銑削1Cr18Ni9Ti，其幾何參數(shù)為gf=5°、gp=15°、af=15°、ap=5°、kr=55°、k′r=35°、g01=-30°、bg=0.4mm、re=6mm，當(dāng)Vc=50～90 m/min、Vf=630～750mm/min、a′p=2～6mm并且每齒進(jìn)給量達(dá)0.4～0.8mm時，銑削力減小10%～15%，銑削功率下降44%，效率也大大提高。其原理主切削刃上磨出負(fù)倒棱，銑削時人為地產(chǎn)生積屑瘤，使其代替切削刃進(jìn)行切削，積屑瘤前角gb可達(dá)20~～302，由于主偏角作用，積屑瘤受到一個前刀面上產(chǎn)生平行于切削刃推力作用而成為副屑流出，從而帶走了切削熱，降低了切削溫度。銑削不銹鋼時，應(yīng)盡可能采用順銑法加工。不對稱順銑法能保證切削刃平穩(wěn)地從金屬切離，切屑粘結(jié)接觸面積較小，高速離心力作用下易被甩掉，以免刀齒重新切入工件時，切屑沖擊前刀面產(chǎn)生剝落崩刃現(xiàn)象，提高刀具耐用度。采用噴霧冷卻法效果zui為顯著，可提高銑刀耐用度一倍以上；如用一般10%乳化液冷卻，應(yīng)保證切削液流量達(dá)到充分冷卻。硬質(zhì)合金銑刀銑削不銹鋼時，取Vc=70～150 m/min，Vf=37.5～150 mm/min，同時應(yīng)根據(jù)合號及工件材料不同作適當(dāng)調(diào)整。高速鋼銑刀切削用量見表6。

11 怎樣對不銹鋼進(jìn)行鉆孔？鉆孔時應(yīng)注意哪些問題？不銹鋼工件上鉆孔常采用麻花鉆，對淬硬不銹鋼，可用硬質(zhì)合金鉆頭，有條件時可用超硬高速鋼或超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金鉆頭。鉆孔時扭矩軸向力大，切屑易粘結(jié)、不易折斷且排屑困難，加工硬化加劇，鉆頭轉(zhuǎn)角處易磨損，鉆頭剛性差易產(chǎn)生振動。因此要求鉆頭磨出分屑槽，修磨橫刃以減小軸向力，修磨成雙頂角以改善散熱條件。鉆削不銹鋼典型鉆頭（即不銹鋼群鉆）如圖3所示。

圖3L≈0.32d0，L/2>L1>L/3，R≈0.2d0，h=0.04d0，b≈0.04d0。使用這種鉆頭鉆削1Cr18Ni9Ti時，對Ø20 mm、Ø25 mm、呾 mm三種直徑鉆頭，采用n=105 r/min，f=0.32 mm/r、0.4 mm/r、0.56 mm/r、0.67 mm/r四種不同進(jìn)給量，均可順利地斷屑排屑。還可采用不銹鋼斷屑鉆頭（圖4）、S形硬質(zhì)合金鉆頭（圖5）、四刃帶鉆頭（圖6）及可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金淺孔鉆。用不銹鋼斷屑鉆頭（圖4）加工馬氏體不銹鋼2Crl3時，只需磨出E-E處斷屑槽；而鉆削加工lCrl8Ni9Ti奧氏體不銹鋼時，還需加開A-A處斷屑槽。不銹鋼斷屑鉆頭具體參數(shù)及適用鉆削用量見表7。 S形硬質(zhì)合金鉆頭特點(diǎn)：無橫刃，可減小軸向力50%；鉆心處前角為正值，刃口鋒利；鉆心厚度增大，提高了鉆頭剛性；有兩個噴切削液孔；圓弧形切削刃及排屑槽分布合理，便于切屑成小塊，以利排出。可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金淺孔鉆特點(diǎn)：鉆頭前端不對稱裝有兩片凸三角形刀片，分屑切除孔不同部分，能自動定心，孔直線性好，并且切入切出長度短；刀片前刀面上帶有多個坑狀斷屑槽，切削性能良好，尤其斷屑可靠，切屑呈一致碎卷屑；內(nèi)冷卻使切削液直接噴向鉆削加工表面，改善冷卻效果，排屑非常通暢；特別可根據(jù)工件材料采用不同牌號硬質(zhì)合金刀片，切削速度達(dá)80～120m/min，鉆削非常輕快。加工奧氏體不銹鋼鉆削用量見表8。

鉆削不銹鋼時，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)鉆頭容易磨損、折斷，孔表面粗糙，有時出現(xiàn)深溝而無法消除；孔徑過大，孔形不圓或向一邊傾斜等現(xiàn)象。操作時應(yīng)注意下列事項(xiàng)：

幾何形狀必須刃磨正確，兩切削刃要保持對稱。鉆頭后角過大，會產(chǎn)生“扎刀”現(xiàn)象，引起顫振，使鉆出孔呈多角形。應(yīng)修磨橫刃，以減小鉆孔軸向力。

鉆頭必須裝正，保持鉆頭鋒利，用鈍后應(yīng)及時修磨。

合理選擇鉆頭幾何參數(shù)鉆削用量，按鉆孔深度要求，應(yīng)盡量縮短鉆頭長度、加大鉆心厚度以增加剛性。使用高速鋼鉆頭時，切削速度不可過高，以防燒壞刀刃。進(jìn)給量不宜過大，以防鉆頭磨損加劇或使孔鉆偏，切入切出時進(jìn)給量應(yīng)適當(dāng)調(diào)小。

充分冷卻潤滑，切削液一般以硫化油為宜，流量不得少于5～8 L/min，不可途停止冷卻，直徑較大時，應(yīng)盡可能采用內(nèi)冷卻方式。

認(rèn)真注意鉆削過程，應(yīng)及時觀察切屑排出狀況，若發(fā)現(xiàn)切屑雜亂卷繞立即退刀檢查，以防止切屑堵塞。還應(yīng)注意機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)聲音，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時退刀，不能讓鉆頭鉆削表面上停留，以防鉆削表面硬化加劇。

注：

工件材料：1Cr18Ni9Ti；刀具材料：YG8。

表較小直徑選用較高主軸轉(zhuǎn)速，較大直徑選用較低轉(zhuǎn)速。

當(dāng)工件材料刀具材料不同時，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)具體情況作適當(dāng)校正。

12 怎樣解決耐酸不銹鋼鉆孔時斷屑問題？耐酸不銹鋼塑性韌性都很大，鉆孔時存主要問題不容易斷屑，影響切削液流入，切削區(qū)溫度高，刀具耐用度低，生產(chǎn)率低。鉆孔時，切削負(fù)荷大，形成切屑要消耗很多能量，再加上這類不銹鋼高溫強(qiáng)度硬度高，鉆屑切離時不易折斷；同時冷作硬化現(xiàn)象非常嚴(yán)重，表面硬化程度可達(dá)100%以上，硬化層厚度達(dá)0.1～0.2mm。耐酸不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)小，只有碳鋼1/3～1/4，切削區(qū)溫度很高，與其他金屬親作用強(qiáng)以及材料存硬質(zhì)點(diǎn)，加劇了刀具磨損。為了解決耐酸不銹鋼鉆孔時斷屑問題，研制了新型鉆耐酸不銹鋼斷屑群鉆，用它鉆孔時切屑長100mm左右呈“*”狀從孔排出，斷屑效果十分理想。鉆孔過程要出這種切屑關(guān)鍵：一要使分屑點(diǎn)處于臨界分屑狀態(tài)；二要適當(dāng)磨出鉆尖高（h=0.05D～0.07D）圓弧半徑（R=0.2D）；三L1=1.7～3.3 mm位置應(yīng)選擇恰當(dāng)，并配合適當(dāng)大進(jìn)給量較低切削速度，使切屑斜擰狀態(tài)折斷。使用耐酸不銹鋼斷屑群鉆鉆孔時，應(yīng)選用較低切削速度較大進(jìn)給量，有利于實(shí)現(xiàn)斷屑。

13 怎樣對不銹鋼進(jìn)行鉸孔？對不銹鋼鉸孔時，經(jīng)常遇到問題：孔表面容易劃出溝槽，粗糙度差，孔徑超差，呈喇叭口，鉸刀易磨損等。不同種類不銹鋼切削加工性不同，鉸孔所表現(xiàn)出問題也不一樣，如對1Cr18Ni9Ti等奧氏體不銹鋼耐濃硝酸不銹鋼鉸孔時，主要鉸刀磨損問題；而對2Cr13等馬氏體不銹鋼鉸孔時，主要不容易保證鉸孔粗糙度尺寸精度問題。為了避免這些問題，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

合理選擇鉸刀鉸削用量，保證鉸孔順利進(jìn)行關(guān)鍵。

（2）提高預(yù)加工工序質(zhì)量，防止預(yù)加工孔出現(xiàn)劃溝、橢圓、多邊形、錐度或喇叭口、腰鼓形狀、軸心線彎曲、偏斜等現(xiàn)象。

保持工件材質(zhì)硬度適，尤其對2Cr13馬氏體不銹鋼，調(diào)質(zhì)處理后硬度HRC28以下為宜。

正確安裝鉸刀工件，鉸刀必須裝正，鉸刀軸線應(yīng)工件預(yù)加工孔軸線保持一致，以保證各刀齒均勻切削。

選用合適切削液，可以解決不銹鋼切屑粘附問題，并使之順利排屑，從而降低孔表面粗糙度提高刀具耐用度。一般以使用硫化油為宜，若硫化油添加10%～20%CCl4或豬油添加20%～30%CCl4，對降低表面粗糙度有顯著效果。由于CCl4對人體有害，宜采用硫化油85%～90%煤油10%～15%混合液。鉸刀直徑較大時，可采用內(nèi)冷卻方式。

認(rèn)真注意鉸孔過程，嚴(yán)格檢查刀齒跳動量，獲得均勻鉸削關(guān)鍵。鉸削過程，注意切屑形狀，由于鉸削余量小，切屑呈箔卷狀或呈很短螺卷狀。若切屑大小不一，有呈碎末狀、有呈小塊狀，說明鉸削不均勻。若切屑呈條彈簧狀，說明鉸削余量太大。若切屑呈針狀、碎片狀，說明鉸刀已經(jīng)磨鈍。還要防止切屑堵塞，應(yīng)勤于觀察刀齒有無粘屑，以避免孔徑超差。使用硬質(zhì)合金鉸刀鉸孔時，會出現(xiàn)孔收縮現(xiàn)象，為防止退刀時將孔拉毛，可采取加大主偏角來改善這種情況。

14 怎樣對不銹鋼進(jìn)行攻絲？不銹鋼上攻絲比普遍鋼材上攻絲要困難得多。經(jīng)常出現(xiàn)由于扭矩大，絲錐被“咬死”螺孔，崩齒或折斷，螺紋表面不光，溝紋，尺寸超差，亂扣絲錐磨損嚴(yán)重等現(xiàn)象。因此，攻制不銹鋼螺紋時應(yīng)采取相應(yīng)技術(shù)措施加以解決。

攻制不銹鋼螺紋時，“脹牙”現(xiàn)象比較嚴(yán)重，絲錐容易“咬死”孔，所以螺紋底孔應(yīng)適當(dāng)加大。一般情況下，螺距為1mm以下螺紋底孔直徑等于公稱直徑減去螺距；螺距大于1mm時，螺紋底孔直徑等于公稱直徑減去1.1倍螺距。

選擇合適絲錐合理切削用量，關(guān)系到攻絲質(zhì)量關(guān)鍵。絲錐材料，應(yīng)選含鈷或鋁超硬高速鋼；主偏角螺距、絲錐把數(shù)有關(guān)，頭錐kr=5°～7°，二錐、三錐為kr=10°～20°；校準(zhǔn)部分一般取3～4扣螺紋長度，并有0.05～0.1mm/100 mm倒錐；容屑槽方向一般取b=8°～15°，可以控制切屑流動方向，對于直槽絲錐，可以將絲錐前端改磨成螺旋形；絲錐前角一般為gp=15°～20°，后角為8°～12°。

可采用無槽絲錐對不銹鋼攻絲，見圖7。使用無槽絲錐擠絲前底孔直徑為：

d0=dw-（0.5-0.6）P

式：dw——工件螺紋外徑，mm；

P——螺距。（4）不銹鋼攻絲時，應(yīng)保證有足夠冷卻潤滑液。通常可選用硫化油+15%～20%CCl4；白鉛油+機(jī)油或其他礦物油；煤油稀釋氯化石蠟等。

攻絲過程，萬一絲錐折斷，可將工件放硝酸溶液進(jìn)行腐蝕，可以很快將高速鋼絲錐腐蝕，而不報廢工件。

15 磨削不銹鋼有哪些特點(diǎn)？不銹鋼韌性大，熱強(qiáng)度高，而砂輪磨粒切削刃具有較大負(fù)前角，磨削過程磨屑不容易被切離，切削阻力大，擠壓、摩擦劇烈。單位面積磨削力很大，磨削溫度可達(dá)1000℃～1500℃。同時，高溫高壓作用下，磨屑易粘附砂輪上，填滿磨粒問空隙，使磨粒失去切削作用。不銹鋼類型不同，產(chǎn)生砂輪堵塞情況也不相同，如磨削耐濃硝酸不銹鋼及耐熱不銹鋼，粘附、堵塞現(xiàn)象比1Cr18NiTi嚴(yán)重，而1Cr13、2Cr13等馬氏體不銹鋼就比較輕。

不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)小，磨削時高溫不易導(dǎo)出，工件表面易產(chǎn)生燒傷、退火等現(xiàn)象，退火層深度有時可達(dá)0.01～0.02 mm。磨削過程產(chǎn)生嚴(yán)重擠壓變形，導(dǎo)致磨削表面產(chǎn)生加工硬化，特別磨削奧氏體不銹鋼時，由于奧氏體組織不夠穩(wěn)定，磨后易產(chǎn)生馬氏體組織，使表面硬化嚴(yán)重。

不銹鋼線膨脹系數(shù)大，磨削熱作用下易產(chǎn)生變形，其尺寸難以控制。尤其薄壁細(xì)長零件，此現(xiàn)象更為嚴(yán)重。

多數(shù)類型不銹鋼不能被磁化，平面磨削時，只能靠機(jī)械夾固或夾具來夾持工件，利用工件側(cè)面夾緊工件，產(chǎn)生變形造成形狀或尺寸誤差，薄板工件更為突出。同時也會引起磨削過程顫振而出現(xiàn)鱗斑狀波紋。

16 磨削不銹鋼時怎樣選擇砂輪？磨料：白剛玉具有較好切削性能自銳性，適于磨削馬氏體及馬氏體+鐵素體不銹鋼；單晶剛玉磨料適用于磨削奧氏體奧氏體+鐵素體不銹鋼；微晶剛玉磨料由許多微小晶體組成，強(qiáng)度高、韌性自銳性好，其自銳特點(diǎn)沿微晶縫隙碎裂，從而獲得微刃性微刃等高性，可以減少燒傷、拉毛等現(xiàn)象，并可以降低磨削表面粗糙度，適于磨削各種不銹鋼；立方氮化硼磨料硬度很高，熱穩(wěn)定性好，化學(xué)惰性高，1300℃～1500℃不氧化，磨粒刃尖不易變鈍，產(chǎn)生磨削熱也少，適用于磨削各種不銹鋼。為了減少粘附現(xiàn)象，也可采用碳化硅人造金剛石為磨料砂輪。

粒度：磨削不銹鋼時，一般以采用36號、46號、60號等粒度砂輪為宜，其粗磨時，采用36號、46號粒度，精磨用60號粒度。為了同時適用于粗磨精磨，則采用46號或60號粒度。

結(jié)合劑：磨削不銹鋼要求砂輪具有較高強(qiáng)度，以便承受較大沖擊載荷。陶瓷結(jié)合劑耐熱、抗腐蝕，用它制成砂輪能很好地保持切削性能，不怕潮濕，且有多孔性，適合于制作磨削不銹鋼砂輪結(jié)合劑。磨削耐濃硝酸不銹鋼等材料內(nèi)孔時，可采用樹脂結(jié)合劑制造砂輪。

硬度：應(yīng)選用硬度較低砂輪，以提高自銳性。一般選用G～N硬度砂輪，其以K～L使用zui為普遍，使用微晶剛玉作磨料內(nèi)圓磨砂輪，則以J硬度為宜。

組織：為了避免磨削過程砂輪堵塞，砂輪組織應(yīng)選較疏松，一般選用5號～8號較為合適。

17 磨削不銹鋼時怎樣選擇磨削用量？陶瓷結(jié)合劑砂輪速度為30～35 m/s；樹脂結(jié)合劑砂輪速度為35～50 m/s。當(dāng)發(fā)現(xiàn)表面燒傷時，應(yīng)將砂輪速度降至16～20 m/s。工件速度，當(dāng)工件直徑小于50 mm時，n=120～150 r/min；大于50 mm時，n=40～80 r/min。用砂輪外圓進(jìn)行平面精磨時，工作臺運(yùn)動速度一般為15～20 m/min，粗磨時為5～50 m/min。磨削深度橫向進(jìn)給量小時取大值，橫向進(jìn)給量大時取小值。粗磨深度為0.04～0.08 mm，精磨深度為0.01 mm。修整砂輪后應(yīng)減小磨削深度。外圓磨削時縱向進(jìn)給量，粗磨時為（0.2～0.7）B mm/r，精磨時為（0.2～0.3）B mm/r；內(nèi)圓磨削時縱向進(jìn)給量，粗磨時為（0.4～0.7）B mm/r，精磨時為（0.25～0.4）B mm/r；砂輪外圓平面磨橫向進(jìn)給量，粗磨時（0.3～0.7）B mm/dst，精磨時為（0.05～0.1）B mm/dst。

18 磨削不銹鋼時應(yīng)注意什么？應(yīng)及時修整砂輪，粗磨時砂輪要修整粗一些，精磨時砂輪要始終保持鋒利，以免過熱燒傷。修整后砂輪兩側(cè)轉(zhuǎn)角處，不允許有毛刺存。

低表面粗糙度磨削時，粗精磨應(yīng)分別進(jìn)行，精磨余量一般留0.05 mm為宜，工件裝夾誤差大時可留0.1 mm。

磨削過程必須充分冷卻，以帶走大量磨削熱進(jìn)行沖刷，防止砂輪堵塞工件表面燒傷。冷卻液必須清潔，不能混入磨屑或砂粒，以免將工件拉毛。磨削不銹鋼冷卻液，一般選用冷卻性能較好乳化液，或用含有極壓添加劑且表面張力小冷卻液。流量為20～40 L/min，砂輪直徑大時為80 L/min。

不銹鋼磨削余量應(yīng)取小一些，外圓磨削時，直徑上磨削余量為0.15～0.3 mm，精磨余量為0.05 mm。內(nèi)圓磨削余量與外圓磨削基本相同。平面磨削時，對面積小、剛性好零件，單邊留余量為0.15～0.2 mm，剛性差、面積大零件，單邊留磨削余量0.25～0.3 mm。

19 加工不銹鋼實(shí)例有哪些？不銹鋼用途很廣，切削加工實(shí)例也很多，這里僅舉幾個切削加工實(shí)例，以供參考。

車削：工件材料為1Cr18Ni9Ti，工件尺寸為Ø900 mm×720 mm。原用YG8硬質(zhì)合金車刀，刀具幾何參數(shù)g0=15°～18°，a0=6°～8°，kr=75°，ls=-5°～-8°；切削用量為Vc=28 m/min，ap=0.3～0.5 mm，f=0.16mm/r，精車一刀需刃磨28次車刀，且工件表面接刀痕十分明顯。后改用YG8N硬質(zhì)合金車刀，除將切削速度提高到42.4m/min外，其他條件相同，精車一刀外圓，僅需磨刀5次，工件表面粗糙度Ra為3.2μm，接刀痕也不明顯。

車螺紋：工件材料為1Cr18Ni9Ti，螺紋規(guī)格為M20×2.5。原用YG8硬質(zhì)合金，Vc=10 m/min，f=2.5 mm/r，ap=0.3～0.4 mm，刀具刃磨一次加工不了一件。改用813硬質(zhì)合金，Vc=36 m/min條件下，可加工兩件以上，效率刀具耐用度可提高兩倍以上。

銑削：工件材料為Cr17Ni2，銑削平面，切削用量為Vc=90～100 m/min，ap=3～4 mm，af=0.15 mm/z。刀具為可轉(zhuǎn)位端銑刀，刀具材料為YW4，刀具幾何參數(shù)為g0=5°，a0=8°，kr=75°，ls=5°。刀具耐用度為41 min。

鏜孔：工件材料為1Cr18Ni9Ti，刀具材料原用YG6YG10H硬質(zhì)合金，刀具幾何參數(shù)為g0=20°，a0=8°，kr=75°，ls=-3°。切削用量為Vc=20 m/min，ap=3 mm，f=0.32mm/r。相同條件下，YG6刀具耐用度為15 min，且不斷屑而粘刀，YG10H刀具耐用度為60 min，而且切削質(zhì)量良好。

關(guān)鍵詞：不銹鋼材零件加工高速鋼切削液擴(kuò)孔鉆

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