不銹鋼材料加工難？ | 加工技巧是關(guān)鍵！

cpu001 2021-03-18

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不銹鋼的耐腐蝕特性使其廣泛應(yīng)用在航空航天、工程、消費、石油和天然氣、醫(yī)藥和海洋產(chǎn)業(yè)，有超過 150 個不同的材質(zhì)，常見的包括鐵素體、馬氏體、奧氏體和雙相不銹鋼。今天小編就和鋼友們聊一聊常見不銹鋼的材質(zhì)特性與加工難點。

由于不銹鋼加工的難度大，因此投入了大量的時間和資源以尋找新的方法來應(yīng)對加工挑戰(zhàn)，如鉆頭的薄刃帶，減少與孔表面的接觸和刃帶與孔壁之間的摩擦，進而減少加工硬化和切削溫度；正前角槽形保證優(yōu)異的排屑，專門設(shè)計的排屑槽可實現(xiàn)刀具剛性與有效鐵屑空間的結(jié)合，減少機器停機時間。

不銹鋼主要合金元素為鉻，一般情況下，不銹鋼耐腐蝕性和耐氧化性取決于鉻的含量，而其它合金元素如鎳和鉬，可以改變合金結(jié)構(gòu)，增加耐腐蝕性和提高強度。

奧氏體和超奧氏體

奧氏體不銹鋼通常被用作 ISO M 材料，耐腐蝕性能好，70% 的不銹鋼屬于這種材料，最常見的成分是 18% 的鉻和 8% 的鎳。具有更強的抗腐蝕性，并含有 2%-3% 的鉬，通常稱為「耐酸鋼」或 316 型號。超奧氏體不銹鋼包含鎳成分超過 20%。

奧氏體和超奧氏體不銹鋼產(chǎn)生的韌性、長、持續(xù)的鐵屑，并難以斷屑。加工時刃口容易發(fā)生加工表面硬化、導致凹槽磨損，產(chǎn)生積屑瘤并使表面光潔度變差，減少刀具壽命。

為了最大限度避免該問題，需定期檢查磨損狀態(tài)并更換刀具或刀片。此外，盡量避免在切削過程中的任何停留或停頓，因為這會導致熱積聚而增加加工硬化。大前角在銑削加工中可減少熱量堆積，進而減少工件硬化。

奧氏體和超奧氏體不銹鋼都用在抗腐蝕較強的地方，典型的工業(yè)應(yīng)用包括化學、紙漿和食品加工行業(yè)，也被用于飛機的排氣支管。

鐵素體和馬氏體

從可加工性來看，鐵素體和馬氏體不銹鋼屬于 ISO P 鋼，正常的鉻含量為 12%-18%，只添加少量其它合金元素。

鐵素體和馬氏體不銹鋼的切削加工性很好，與低合金鋼非常相似。鐵素體不銹鋼主要用于泵、蒸汽和水輪機、螺母、螺栓、熱水器、紙漿和食品加工行業(yè)；馬氏體不銹鋼可以硬化，并大量用于餐具、刀具和手術(shù)器械制造中。

雙相不銹鋼

在鐵素體鋼中加入鎳形成含有鐵素體和奧氏體的混合結(jié)構(gòu)，稱為雙相不銹鋼。復合材料具有較高的抗拉強度和耐腐蝕性。超級雙相和超高雙相不銹鋼中合金元素含量較高，耐腐蝕性更高。

雙相不銹鋼的鉻含量為 18%-24%，而鎳含量在 4%-7% 的情況最常見，鐵素體含量占 25%-80%。雙相不銹鋼經(jīng)常被用在化學、食品、建筑、醫(yī)療、纖維、造紙工業(yè)以及與設(shè)備制造相關(guān)的近海石油和天然氣行業(yè)。

涂層與冷卻液

在加工不銹鋼過程中產(chǎn)生的大量熱會導致塑性變形和嚴重的月牙洼磨損，切削液的流動可從切削刃中帶走熱量，有助于斷屑和提高組件的尺寸穩(wěn)定性。

當使用大量冷卻劑時，必須保證充足的供應(yīng)。因冷卻劑導致的溫度波動會產(chǎn)生熱裂紋，降低刀具壽命。帶冷卻液的切削刀具還具有不斷降低溫度并支持鐵屑排除的優(yōu)點。同時，由于氧化鋁層在較高溫度下可保持硬度，幫助從切削刀具上傳遞熱量，所以氮鋁鈦 (TiAlN) 涂層適合加工不銹鋼。

不銹鋼的高強度和高延展性使排屑更加困難并有增加振動的風險，這可能會影響精加工表面質(zhì)量，減少刀具和刀片的壽命。為了解決這個問題，確保工具和工件穩(wěn)定和固定，始終保持最小的刀具懸伸，特別是當鉆頭或內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時更是如此。為了減少振動，可使用鋒利的帶小過渡圓角或角度半徑工具或刀片。