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不锈钢加工技术探讨
笔者:湘冶701 文章来源: http://yuchu01.com 数: 创新时间:2019-9-17 21:57:29

基本知识。

1、不锈钢即含镍量>8%或者含铬量>12%的不锈钢。不锈钢(Stainless Steel)是不锈耐酸钢的简称,耐空气、蒸汽、江等弱腐蚀介质或具有不锈性的剧种称为不锈钢;而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学腐蚀)腐蚀的剧种称为耐酸钢

2、不锈钢按组织状态分为:马氏体钢铁素身钢奥氏体钢、奥氏体-铁素身(双相)不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。按成分分为:水晶不锈钢、水晶镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。还有用于压力容器用之专用不锈钢《GB24511_2009_承压设备用不锈钢钢板及钢带》。按成分可分为Cr系(400铺天盖地)、CrNi系(300铺天盖地)、CrMnNi200铺天盖地)、耐热铬合金钢(500铺天盖地)及析出硬化系(600铺天盖地)。

200铺天盖地:水晶-浓缩铀-

201202:以锰代镍,耐腐蚀性比较差,境内大规模用作300铺天盖地的降价替代品。

201化学成分C≤0.15Si≤1Mn5.57.5Cr1618N≤0.25P≤0.06S≤0.03Ni3.5-5.5201的国家标准牌号是:旧牌号1Cr17Mn6Ni5N,新牌号: 12Cr17Mn6Ni5N

300铺天盖地:水晶-镍 奥氏体不锈钢

301:服务性好,用于成型产品。也可通过机械加工使他快速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢

302:耐腐蚀性同304,出于含碳相对要高因而强度更好。

303:穿过添加少量之硫、浓缩铀使他较304更易切削加工。

304:适用型号;即18/8不锈钢。产品如:耐蚀容器、餐具、家俱、栏杆、治疗器械。专业成分是铬18 %加镍8 %。为经常化磁性、无法借由热处理方法来改变其金相组织结构的不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9市场上广泛标示有06Cr19Ni10SUS304,其中06Cr19Ni10通常表示国标标准生产,304通常表示ASTM专业生产,SUS 304表示日标标准生产。

GB/T20878-2007 C≤0.08Si≤1Mn≤2Cr18-20 P≤0.045S≤0.03Ni8-11

304 L:与 304 相同特性,但低碳故更耐蚀、易热处理,但机械性较差适用焊接及不易热处理之产品。

304 N:与 304 相同特性,是一种含氮的不锈钢,加氮是为了加强钢的纯度。

309:比起304有更好的耐温性,耐温高达980

309 S:具多量铬、镍,故耐热、抗氧化性佳,产品如:热交换器、锅炉零组件、喷射引擎。

310:气温耐氧化性能优秀,高高的使用温度1200

316:继304此后,老二个得到最常见采用的剧种,关键用于食品工业、钟表饰品、制药行业和外科手术器材,补钼元素使他获得一种抗腐蚀的突出结构。出于较之304伊具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作船用钢来行使。SS316则通常用于核燃料回收装置。18/10除不锈钢通常也符合这个应用级别。

316 L:低碳故更耐蚀、易热处理,产品如:化学加工设备、核能发电机、冷冻剂储糟。

321:除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外,其它性能类似304

347:补安定化元素铌,适当焊接 飞行器具零件及化学设备。

400铺天盖地:铁素身和马氏体不锈钢,电气化铅,稳定水平上可替代304不锈钢

408:耐热性好,弱抗腐蚀性,11%Cr8%Ni

409:最廉价的生肖印(英美),普通用作面包车排气管,属铁素身不锈钢(铬钢)。

410:马氏体(高强度铬钢),耐磨性好,抗腐蚀性较差。

416:补了硫改善了材料的加工性能。

420刃具级马氏体钢,类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。也用于外科手术刀具,可以做的异常光亮。

430:铁素身不锈钢,装点用,例如用于汽车饰品。优质的成型性,但耐温性和抗腐蚀性要差。

440:高强度刃具钢,含碳稍高,历经适当的冷处理后方可获得较高屈服强度,强度可以达到58HRC,属于最硬的不锈钢之行。最广泛的利用例子就是宝刀片。适用型号有 三种:440A440B440C,此外还有440F(易加工型)。

500铺天盖地:耐热铬合金钢。

600铺天盖地:马氏体沉淀硬化不锈钢。

3、表明:

明天角γ。,东道主切削刃前刀面与基面之间的平角;

之后角α。,东道主后刀面与切削平面之间的夹角;

楔角βs,明天刀面与东道国后刀面之间的夹角;

其次前角γ。',其次切削刃的明天刀面与基面之间的平角;

其次后角α。',其次后刀面与切削平面之间的夹角;

楔角βs,明天刀面与东道国后刀面之间的夹角;

东道主偏角Kr:排给方向与东道国切削刃在基面上的影子之间的夹角;

其次偏角Kr':排给方向与副切削刃在基面上的影子之间的夹角;

刃尖角εr: 东道主切削刃与副切削刃在基面上的影子之间的夹角;

刃倾角λs:东道主切削刃与基面之间的夹角。

 

白菜网送彩金在不锈钢加工过程中积累了大量之实行经验,构成各家的长,在此作一个系统交流:

 

一、加工难点。

1、气温强度高,加工易硬化。不锈钢的纯度、强度并不高,但含大量CrNiMn等因素,结构性与韧性好,气温强度高,加工硬化(常高于原硬度2倍左右,外部硬度HV可达400-570kg/mm2,加工硬化层深度常为100μm-200μm马氏体钢例外),切削负荷重。另外,奥氏体不锈钢在切削过程中,其间还会析出碳化物,强化对刀具的伤亡。

2、切削负荷大。切削过程中主体性变形大,奥氏体不锈钢伸长率超过451.5倍以上,增大切削负荷。

3、切屑与刀具粘结现象严重。不锈钢的高韧性和对任何金属材料具有较强的潜力,增长高温,切削过程中粘接、熔焊易生成积屑瘤(刀瘤),既影响加工表面粗糙度,又易造成刀具表面剥落。

4、切屑不易卷曲与折断。对封闭及半封闭容屑的刀具,切屑易堵塞,使加工表面粗糙及崩刃。切屑易划伤已加工表面。在数控机床上切削时,断屑与排屑是首要问题。含碳量较低的虎氐体不锈钢此特点更加显著。
    5、点膨胀系数大。约为碳素钢线膨胀系数的1.5倍,因切削温度高,工件容易产生热变形而影响精度。

6、导热系数小。通常约为碳素钢导热系数的1/41/3,切削温度高,并且热量集中在切削刀刃上。相同条件下切削温度比45钢高200度左右。

 

二、刀杆摘取。

刀杆必须有足够的纯度和弹性,以免发生颤振和变相。故刀杆截面积要大,零度较高。刀具伸出部分应尽可能短。

 

三、刀片选择。

1YG类硬质合金的韧劲和导热性较好,正确与切屑粘结,所以适用于不锈钢粗车加工,如YG6YG8YG6X。也有材料介绍YG 813(最方便加工316LYG 767YG 798YS2T等粗加工304《不锈钢加工技术》引进813

2YW类硬质合金的灵敏度、耐磨性、耐热性和抗氧化性能以及韧性都较好,适合于不锈钢精车加工,如YW1YW2

3、含Ti不锈钢加工不宜选用YT类硬质合金,出于不锈钢中的TiYT类硬质合金中的Ti产生亲合作用,切屑容易把合金中的Ti携带,促使刀具磨损加剧。

4、霎时钢只能在600°C以下保持其切削性能,所以谨慎使用。《不锈钢加工技术》介绍:(1)用95W18Cr4VW18Cr4V切削14Cr17Ni2的寿命高46倍,因为碳含量提高红硬性提高。(2)用W12Cr4V5 Mo铣削14Cr17Ni2刀具较耐用,因她红硬性较好,含V量增后形成硬度很高的VC,且可掣肘晶粒长大。但他强度及冲击韧性不如W18Cr4V

5、使用TIAICRN(水晶氮化铝钛)涂层比不采取涂层,加工精度提高0.51除,切削速度增长25%70%,运用寿命延长35倍。

6、有选Z140YG6X刨刀。

7、钻头一般应选用W12Cr4V5Co5W6Mo5Cr4V2AlW2Mo9Cr4Co8钻头。

8批量镗孔(加工)可采取陶瓷材料刀具。有材料推荐Sialon资料,特别是α/βSialon资料,抗高温变形和扩散磨损的特性优异,寿命远超Al2O3基陶瓷。另外,SiC晶须加强陶瓷也是焊接不锈钢或镍基合金的一种很得力的刀具材料。

9、淬火零件可采CBN(市里氮化硼)刀片。 CBN强度仅次于金刚石,耐热性可达1200℃,与铁族金属在12001300℃时也不帮化学作用,异常方便加工不锈钢材料。伊刀具寿命是重金属或陶瓷刀具的几十倍。

10、刀具一定要狠狠,最好定期磨。尽量避免加工中途停顿。

 

四、切削。

1、刀具几何参数。1)明天角较大。在不下降刀具强度的大前提之下,相当提高前角。刀具前角适当提高会降低刀具的主题性变形能力,调减铁屑切离和剥离阻力,切削热以及切削力,减轻加工硬化,应当地,刀具耐用度明显增强。普通情况下刀具前角保持在12°20°为最佳,现实角度据实调整。可在刀具前刃磨出卷屑槽,减轻刀刃磨损。2)之后角稍大。应大于车削普通碳钢时的透明度。过大会导致刀刃强度地急剧下跌,降低刀具耐用度;过小则会增加车刀后角与切断表面接触面积,摩擦高温区集中于后角部位,加紧刀具磨损,降低工件表面光洁度,且引起加工硬化趋势。故而,刀具后角保持在10°之间为最佳。之后角的成立值取决于切削厚度,厚度少时,优点20度。(3)刀尖角。优点较大 ,以增进车刀的坚实,改进散热条件。(4)刃倾角。通常选负,以增进刀尖强度。通常选-,断续切削时一般取-15°

2、切削速度取普通碳钢的40%60%。《车工手册》介绍:粗车前偏角15°30°,之后偏角,东道主偏角75°90°,其次偏角10°,刃倾角-,刀尖圆弧半径0.31 mm;精车前偏角20°30°,之后偏角12°,东道主偏角75°90°,其次偏角10°,刃倾角,刀尖圆弧半径0.31 mm。用量比车削一般钢类的小些,速度不宜过高,否则粘刀,排给量可取大些。明天刀面中心精磨,粗糙度应达Ra0.160.32um,刀刃要狠狠,决不能有锯齿。以1Cr19Ni9Ti粗车为例,采YG6XYG8刀片,ap=6mm,f=0.30.6mm/r,v=5070m/min。精车采YG6XYA6刀片,ap=0.50.8mm,f=0.10.15mm/r,v=100150m/min。精车采YW1YA6刀片,ap=0.51mm,f=0.150.3mm/r,v=6080m/min

 

五、铣削。

1、铣削时为方便散热和排悄,对窄加工件,刀盘盘径应取加工件宽度之1.5倍。刀盘扮演夹角度一般用45°,少量偏置。用不对称顺铣而不得用反铣。

2刀具几何参数。切削刃既要狠狠又要能负担冲击,形容屑槽要大。合同大螺旋角铣刀,螺旋角β其次20°追加到45°gn=5°),干活前角γ0e11°追加到27°上述,铣削轻快。但β不宜再大,立铣刀以β35°为宜,以免削弱刀齿。用波形刃立铣刀加工不锈钢管材或薄壁件,切削轻快,振动小,切屑易碎,工件不变价。有材料介绍,为保证切削强度,取2mm宽大的平面倒角,

 3通常推荐切削速度Vc=5070m/min,切削深度为ap=47mm,排给量f=0.30.6mm/r为宜。一说取Vc=70150m/minVf=37.5150 mm/min,同时应根据合金牌号及工件材料的不同作适当调剂。

 

六、刨削。

相当提高前角,调减后角。确保刨刀回程时不遇到工件。

 

七、钻孔。

W18Cr4V一般标准高速钢钻头,因顶角较小、切屑太宽而未能及时排出孔外、切削液不能及时冷却钻头等缺点,再增长不锈钢材料导热性差,造成集中在刀刃上的切削温度上升,轻而易举导致两个后刀面和东道主刃烧伤及崩刃,使钻头的利用寿命降低。

1、刀具几何参数。用W18Cr4V钻孔时,切削力及切削温度均集中在钻尖上,为增强钻头切削部位的牢固度,可适当增大顶角角度,通常选135°~140°,顶角增大也将使外缘前角减小,夹屑变窄,以利排屑。但加大顶角后,钻头横刃变宽,切削阻力增大,所以必须对钻头横刃展开修磨,修磨后横刃斜角为47°~55°,横刃明天角为3°~5°,修磨横刃时,应将切削刃与圆柱面转角处修磨成圆角,以增加横刃强度。 因不锈钢弹性模量较小,切屑层下的金属毒性恢复大,加之加工硬化,之后角太小会加快钻头后刀面的破坏,而且增加了切削温度,降低钻头的寿命。所以须适当加大后角,但此后角太大则主刃的主题性不足,故后角以12°~15°为宜。为使钻屑变窄,利于排屑,还要求在钻头两个后刀面上开交错分布的成份屑槽。

2、切削用量。夹削时,切削用量的挑选应从降低切削温度的重要出发,因为高速切削将会使切削温度上升,而高的切削温度将加剧刀具磨损,所以切削用量中最重要的是选择切削速度。通常情况下,切削速度以1215m/min较为合适。排给量对刀具寿命影响较小,但进给量选择太小将会使刀具在多极化层内切削,强化磨损;而行给量如果太大,又会使表面粗糙度变差。综上所述上述两个因素,排给量选择为0.320.50mm/r为宜。

 

八、 铰孔。

1、刀具几何参数。为增长刀齿强度并防止铰削时产生切屑堵塞现象,铰刀齿数一般比较少。铰刀前角一般为8°~12°,霎时铰削时也适用0°~5°明天角;之后角一般为8°~  12°;东道主偏角的挑选视孔之不同而异,通常情况下通孔为15°~30°,不通孔为45°;铰孔时为了使切屑向前排出,也可适当增加刃倾角角度,刃倾角角度一般为10°~20°;刃带宽度为0.10.15mm  ;铰刀上倒锥应较常见铰刀大,铝合金铰刀一般为0.25    0.5mm/100mm,霎时钢铰刀为0.10.25mm/100mm;铰刀校正部分长一般为一般铰刀的65% 80%,其中圆柱部分长为一般铰刀的40%50%

2、切削用量。铰孔时进送量为0.080.4mm/r,切削速度为1020m/min,粗铰余量一般为0.20.3mm,精铰余量为0.10.2mm。粗铰时采用硬质合金刀具,精铰时选用高速钢刀具。

 

九、镗孔。

1、刀具几何参数。通常粗加工时,明天角取10°~  20°,半精加工时取15°~20°;精加工时取20°~30°。东道主偏角的挑选依据是,顶工艺系统刚性良好时,优点30°~45°;如工艺系统刚性差时,则取6075°,顶工件长度与直径之比超过10倍时,优点  90°。用陶瓷刀具镗削不锈钢材料时,陶瓷刀具一般采用负前角进行切削。明天角大小一般选应-5°~-12°。这样有利于提高刀刃,丰盛发表陶瓷刀具抗压强度较高的方向性。之后角大小直接影响刀具磨损,对刀刃强度也有影响,通常选用5°~12°。东道主偏角的转移会影响径向切削分力与轴向切削分力的变迁以及切削宽度和切削厚度的大小。  因为工艺系统之颠簸对陶瓷刀