不銹鋼是一種具有優異耐久性和再循環性的材料,在很多行業獲得了廣泛的應用。但是由于其韌性強、塑性大、膨脹系數高,所以加工難度較大,對加工工藝提出了更高的要求,本文通過分析不銹鋼管材料的分類及特點,提出了改善不銹鋼管切削加工的途徑。

國內很多公司現生產各種清掃機械,洗掃車、灑水車、吸塵車等,產品零件多為不銹鋼管件,不銹鋼管具有多種其它金屬沒有的優異性能,具有美觀的表面和較強的耐腐蝕性,不必經過鍍色等表面處理,具有良好清潔度,在很寬的溫度范圍內有很好的強韌性,是一種具有優異耐久性和再循環性的材料,在重工業、輕工業、建筑裝飾和生活用品等行業獲得了廣泛的應用。但在實際生產中,不銹鋼管的加工比較困難,切削時易產生硬化層,切屑容易粘刀,刀具磨損嚴重,效率低,工件表面質量差。下面我們逐一分析,找到提高不銹鋼管加工質量的方法。

1、不銹鋼管材料的分類及特點

1.1不銹鋼管的分類:含鉻量為12%以上的鐵基合金稱為不銹鋼管,不銹鋼管不銹鋼管和耐酸剛的簡稱,耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕性介質的鋼稱為不銹鋼管;耐酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。不銹鋼管有多種分類方法,在生產中通常按不銹鋼管熱處理后的顯微組織狀態分為5大類:鐵素體不銹鋼管(用400系列的數字標示)、奧氏體不銹鋼管(用200300系列的數字標示)、馬氏體不銹鋼管(用400系列的數字標示)、奧氏體--鐵素體雙相不銹鋼管、沉淀硬化不銹鋼管。其中奧氏體不銹鋼管在機械加工零件中比較常用。

1.2不銹鋼管的加工特點:不銹鋼管材料以鐵為基體,卻擁有比鋼鐵更優質的性能,但是由于其韌性強、塑性大、膨脹系數高,使其在加工上有很大難度,易產生粘附現象形成積屑瘤、鱗刺,從而導致零件表面較為粗糙。另一方面因為材料散熱差,對刀具的耐切削高溫要求高,刀具磨損較快。其中鐵素體不銹鋼管:含鉻量為25%-30%時,切屑容易擦傷或粘結在切削刃上,使切削力和切削溫度升高,工件表面會產生撕裂現象,影響表面質量,機械性能和工藝性能較差;奧氏體不銹鋼管材料的不穩定性及線膨脹系數較大,加工時易受切削溫度的影響產生變形,難以控制尺寸精度:加工硬化現象很突出,可達基本硬度的1.42.2倍,斷屑困難,刀具易磨損;奧氏體--鐵素體雙相不銹鋼管:加工硬化現象嚴重,斷屑困難,刀具易磨損、切削加工較奧氏體不銹鋼管困難;馬氏體不銹鋼管:材料硬度高,難切削;沉淀硬化不銹鋼管:比切削加工其他不銹鋼管困難。

改善不銹鋼管切削加工的途徑:

2.1合理選擇刀具材料:選擇具有較高硬度、強度和韌性,又具有良好的耐磨性、抗氧化性及抗粘結性刀具材料。高速鋼應選用W6Mo5Cr4V2、W6Mo5Cr4V2AL、W12Cr4V4Mo、W10Mo4Cr4V3AL等高性能高速鋼;硬質合金應選用TaNb)的鎢鈷類合金(其導熱系數比高速鋼高兩倍),如813、798(自貢硬質合金廠產品)、YA6、YH11(株洲硬質合金廠產品)等,這種刀片的硬度、強度、耐磨性、耐熱性都有所增強,切削不銹鋼管材料效果更好。

2.2合理選擇刀具幾何參數:采用較大的前角,減少切削力,降低被切削金屬的塑性變形,減少熱量的產生,降低切削溫度,減小加工的硬化層深度,實現相關的圖紙要求,按刀具類型和切削條件不同,前角在12°~30°范圍內選??;負倒棱不宜過寬;為了減小摩擦和加工硬化,后角>(8°~10°),加工材料的厚度大后角就小,厚度小后角就大;為了加強刀頭強度,使加工過程更加順暢,刃傾角=-2°~-6°,斷續切削時刃傾角=-5°~-15°;刀具磨鈍標準VB為一般刀具的1/2;封閉式容屑類刀具,應適當加大容屑空間;刀具前后刀面的表面粗糙度要小,利于排屑,減少粘刀問題的發生,刀刃部分要時刻保持鋒利,有效減少較硬材料的吃刀量,保證產品加工過程的順暢。

2.3選取合適的切削用量:切削速度不宜過高,以減小切削溫度;進給量不宜過大,以免切削負荷太重;但也不宜過小,以免切削刃在上次進給所形成的冷硬層內工作;背吃刀量不宜過小,以避免在加工硬化層或毛坯外皮內切削。

2.4合理選擇切削液和冷卻方式:要求切削液具有良好的冷卻、潤滑和滲透作用。應選用含S、CL等極壓添加劑的乳化液、硫化油和四氯化碳、煤油和油酸混合液等作切削液;應用噴嘴對準切削區,或最好采用高壓冷卻、噴霧冷卻等冷卻方法。

2.5對工件進行適當的熱處理:對于馬氏體不銹鋼管,可采用調質處理,硬度控制在28-35HRC之間,使之具有良好的切削加工性;對于奧氏體不銹鋼管,可先在高溫下退火,使切屑變脆,改善其切削加工性。

3、不銹鋼管鉆削、鉸削時應注意的問題:

3.1提高鉆頭的設計質量和制造質量。鉆頭必須刃磨正確,切削刃要對稱,盡量縮短鉆頭長度,后角不宜過大,修磨橫刃以減小軸向力,硬質合金鉆頭必須開分屑槽,鉆頭刃部修磨成雙頂角,以改善散熱。

3.2正確安裝鉆頭、鉸刀、工件,刀具必須裝正,刀具的軸線和工件加工孔的軸線必須保持一致,保持鉆頭鋒利,使用高速鋼刀具時,切削速度不宜過高,進給量不宜過大。

3.3鉆削時要充分冷卻潤滑,切削液一般用硫化油,中途不可停止冷卻,鉸孔時宜采用硫化油和煤油的混合液,鉆、鉸孔的直徑較大時,可采用內冷卻,使排屑順利,從而降低孔的表面粗糙度,提高刀具壽命。

3.4加工過程中,應密切注意切屑的形狀和排出情況,以防切屑堵塞,避免孔徑超差。

4、結語

總之,由于不銹鋼管的切削力大,加工硬化嚴重,斷屑、排屑困難,易產生積屑瘤,影響加工表面質量等特點,給切削加工帶來困難,所以在切削加工時應綜合考慮刀具的材料、切削用量、冷卻潤滑等方面,合理選擇刀具的幾何參數,掌握不銹鋼管切削加工的技巧,才能保證不銹鋼管加工的質量。