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不锈钢为什么磨不快

发布时间:2023-07-24 03:34:08

A. 为什么304不锈钢不耐磨

304不锈钢的韧性好,但是由于其硬度低,所以耐磨性能就比硬度高的材料耐磨性能差。

B. 怎么样提高不锈钢的耐磨性

改善不锈钢耐磨性的表面处理技术及其研究现状, 分析了这些表面处理技术的优势和局限性,
指出综合应用涂镀技术和新兴的表面改性技术将成为提高不锈钢耐磨性的发展方向。

1、引言

不锈钢阀门网。不锈钢由于具有良好的耐蚀性能,
在石油、化工、宇航、医药、造纸、原子能、海洋工程和装饰工程领域得到了广泛的应用。但是通常不锈钢的硬度较低(通常情况下为200~250Hv), 耐磨性较差,
表面易出现发花现象, 这不仅会影响装饰性产品的美观, 而且表面出现微划痕时会形成腐蚀微电池, 从而降低产品的耐腐蚀性能,
导致产品过早报废。以不锈钢为基体的传动轴、啮合件或动配合件经常会因为不锈钢质软不耐磨、表面强度低、摩擦系数大等因素发生咬合或粘滞现象。为了提高不锈钢的耐磨性,
许多学者在不锈钢表面进行了各种处理和强化研究, 如利用化学镀在不锈钢表面沉积耐磨镀层,
能提高产品表面硬度,并保证产品的耐腐蚀性能。本文就涂镀技术和表面改性处理在提高不锈钢表面耐磨性时的工艺局限性和优势作了简要综述,
并展望了改善不锈钢耐磨性的发展方向。

2、不锈钢表面涂镀技术

2.1、化学镀

化学镀是 1947年由A.Brenner和G.Riddell提出的沉积非粉末状镍的镀膜方法,
该方法是一种沉积金属的、可控制的、无外加电源的氧化还原反应过程。相对于电镀, 化学镀有如下优点:能在形状复杂的零件表面沉积均匀一致的镀层;自润滑性好;
镀层较厚; 空隙少; 设备简单, 操作容易; 镀层具有特殊的机械、物理和化学性能等。其缺点是: 镀液寿命短, 废水多, 镀速慢,成本高。

不锈钢阀门网。化学镀提高不锈钢表面耐磨性的途径主要是镀镍及其合金镀层。镀镍前需要进行特殊的预处理, 以除去不锈钢表面的钝化膜,
提高不锈钢与镀层的结合力。不锈钢化学镀镍包括单层化学镀镍、双层化学镀镍、有氧化皮不锈钢单层化学镀镍等。

高岩等在316L不锈钢基体上获得了结合力良好的化学镀 Ni2PPNi2W2P 合金镀层, 在保证产品原有光泽度的前提下,
镀层硬度较原不锈钢基体有了较大幅度的提高, 从而为不锈钢产品的耐磨抗划伤性能的改善提供了有效的解决途径。Yi2Ying Tsai , Fan2Bean Wu
等采用化学镀的方式也在420不锈钢基体上成功沉积了Ni2PPNi2W2P合金镀层, 并进行了适当的热处理, 发现Ni2W2P 较Ni2P
合金镀层具有更高的显微硬度和化学稳定性; 划痕实验则表明, 合金镀层的抗磨损性能较不锈钢基体均有明显改善。

2.2、物理气相沉积

物理气相沉积技术是利用蒸发或溅射等物理形式把材料从靶源移走,
然后通过真空或半真空空间使这些携带能量的粒子沉积到基片或零件的表面以形成膜层。物理气相沉积有真空蒸镀(VE)、溅射镀膜(SIP)、离子镀
(IP))等。按加热蒸发源分类, 真空蒸镀包括电阻加热蒸镀、电子束加热蒸镀、感应加热蒸镀等;
溅射镀膜包括磁控溅射沉积、离子束溅射镀等。其中真空蒸镀是比较早的镀膜技术, 膜的结合力较低, 目前已不多用。而阴极溅射和离子镀所得膜结合力较高,
应用范围正在扩大。物理气相沉积镀膜的实用领域有: 装饰膜、装饰耐磨膜、耐磨超硬膜、减摩润滑膜等。

韩修训等采用磁过滤沉积装置( FCAP) 在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面沉积得到的TiN涂层具有高的硬度和膜基结合力, 在载荷1N 和3N
下都表现出较低的摩擦系数和良好的耐磨性能。

2.3、化学气相沉积

化学气相沉积(CVD) 技术是指在较高温度下, 混合气体与基体的表面相互作用, 使混合气体中的某些成分发生分解,
并在基体上形成一种金属或化合物的固态膜或薄膜镀层。其特点如下:

(1) 镀层致密均匀, 可以较好控制镀层的密度、纯度、结构和晶粒度;

(2) 因沉积温度高,镀层与基体结合强度高;

(3) 可以在大气压或者低于大气压下进行沉积;

(4) 通常沉积层具有柱状晶结构, 不耐弯曲。

谢飞, 何家文等对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢进行离子渗氮-等离子增强化学气相沉积(PECVD) TiN 复合处理,
研究了复合处理层的组织与性能。结果表明: 复合处理层具有优良的膜基结合强度, 较之不锈钢基体, 耐磨性显著提高; N. Yamauchi 等在AISI304
奥氏体不锈钢表面沉积了菱形碳薄膜, 该过程采用了无线电频率(13156 MHz) 等离子增强化学气相沉积工艺,
腐蚀环境下的对比实验表明薄膜样品和基体的摩擦系数分别约为0.1和0.5, 同时前者的磨损体积明显低于后者。

2.4、热喷涂

热喷涂是利用某些热源将涂层材料加热到熔融或半熔融状态, 同时借助于焰流和高速气体将其雾化, 并推动这些雾化后的粒子喷射到基体表面,
沉积成具有某种功能的涂层。热喷涂能为工件表面提供耐磨、耐蚀、耐高温的涂层。涂层材料与基体之间通常存在三种结合方式:
机械结合、物理结合和冶金结合。随着低压等离子喷涂, 高能、高速等离子喷涂, 高速火焰喷涂技术的出现, 涂层的性能得到进一步提高: 孔隙率可以降至0.5%~1%;
涂层与基体的结合强度可以达到70~140MPa。

潘继岗等利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术和等离子喷涂(ASP)技术, 分别在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了铁基非晶合金涂层和铁基非晶纳米晶涂层,
研究了两种涂层在室温下的摩擦磨损特性, 结果表明两种喷涂工艺制备的铁基涂层均具有较高的显微硬度和较小的孔隙率, 组织致密, 呈典型的层状结构,
提高了涂层的耐磨性能。

2.5、电镀

为了弥补不锈钢质软不耐磨、摩擦系数大的弱点, 常用电镀的方法提高不锈钢传动轴等配合件的表面硬度和自润滑性能。不锈钢是一种表面极易钝化的金属,
在电镀前必须除去表面钝化膜, 不锈钢经去油、浸渍、活化、预镀镍和电镀等工序, 可得到铬、锌、铜、锡、贵金属等镀层。

飚等在不锈钢水轮机母材上, 用周期反相电镀稀土铬, 镀层厚度约0.3mm , 镀层由金属基相和稀土盐颗粒第二相组成,
硬度可达到900~1000Hv,镀层的抗磨蚀性为母材的25~28倍,产品工作寿命比原不锈钢件高2~6倍。

3、不锈钢表面改性处理

3.1、离子注入

离子注入是利用经过加速和分离的高能量离子束作用于材料表面, 使之产生一定厚度的注入层, 从而改变材料的表面特性。具体方法是: 把工件(金属、合金、陶瓷等)
放在离子注入机的真空靶室中, 在几十至几百千伏的电压下,
把所需元素的离子加速、聚焦、注入到工件表面。用离子注入的方法可获得过饱和固溶体、亚稳相、非晶态、和平衡态合金等不同组织的结构, 大大改善工件的使用性能。

其优点是:

(1) 可注入任何元素, 不受固溶度和扩散系数的影响;

(2) 元素注入量可以精确控制, 可实现大面积和局部的表面改性;

(3) 真空下进行, 工件表面不会氧化;

(4) 可得到两层及两层以上性能不同的复合镀层, 对工件尺寸影响小;

(5) 借助磁分析器,可以获得纯的离子束流;

(6) 离子注入的直进性, 横向扩展小, 适合微细加工要求;

(7) 高速离子可通过薄膜注入到金属基体, 在薄膜和基体界面处形成合金层,
增强薄膜与基体的结合力,实现辐射增强合金化与离子束辅助增强粘合。

C. 有的刀为什么怎么磨都不快

材质的问题,现在日常用的刀大多都为不锈钢,而不锈钢分好多种,如316/316L/1Cr13/1Cr13Ni9Ti/等等,日常食业用的对身体无害的还是316L的比较好, 若磨的话最好还是在街上找个专业师傅来磨。他们磨之前都要看你刀的材质,因为他们有“秘诀”(可能材质不同磨的方向不同吧) 还有的特殊材质是终身不能磨的。

D. 分析不锈钢为什么切削加工困难

与优质碳素结构钢相比,不锈钢材料加入了Cr、Ni、N、Nb、Mo等合金元素。这些合金元素的增加,不仅提高了钢的耐蚀性,对不锈钢的机械性能也有一定影响。如马氏体不锈钢4Cr13与45号中碳钢相比,具有相同的含碳量,但相对切削加工性只有45钢的58%;奥氏体不锈1Cr18Ni9Ti只有40%,而奥氏体—铁素体双相不锈钢韧性高、切削性更差。
2.不锈钢材料切削难点分析
在实际加工中,切削不锈钢往往伴随着断刀、粘刀现象的发生。由于不锈钢在切削时塑性变形大,产生的切屑不易折断、易粘结,导致在切削过程中加工硬化严重,每一次走刀都对下一次切削产生硬化层,经过层层积累,不锈钢在切削过程中的硬度越来越大,需要的切削力也随之升高。
加工硬化层的产生、切削力的增高必然导致刀具与工件之间的摩擦增大,切削温度也随之升高。并且,不锈钢的导热系数较小,散热条件差,大量切削热集中刀具与工件之间,使已加工表面恶化,严重影响了已加工表面的质量。而且,切削温度的升高会加剧刀具磨损,使刀具前刀面产生月牙洼,切削刃产生缺口,从而影响工件表面质量,降低了工作效率,增加了生产成本。
3.提高不锈钢加工质量的方法
由上可以看出,不锈钢的加工比较困难,切削时易产生硬化层,容易断刀;产生的切屑不易折断,导致粘刀,会加剧刀具的磨损。针对不锈钢这些切削特点,结合生产实际,我们从刀具材料、切削参数及冷却方式三方面入手,找到提高不锈钢加工质量的方法。
3.1 刀具材料的选择
选择合适的刀具是加工出高质量零件的基础。刀具太差,加工不出合格的零件;选择过好的刀具,虽然能满足零件的表面质量要求,但容易造成浪费,提高了生产成本。结合不锈钢切削时散热条件差、产生加工硬化层、易粘刀等特点,选择的刀具材料应满足耐热性好、耐磨性高、与不锈钢亲和作用小的特点。
3.1.1 高速钢
高速钢是加入W、Mo、Cr、V、Go等合金元素的高合金工具钢,具有较好的工艺性能,强度和韧性配合好,抗冲击振动的能力较强。在高速切削产生高热情况下(约500℃)仍能保持高的硬度(HRC仍在60以上),高速钢红硬性好,适合制作铣刀、车刀等铣削刀具,可以满足不锈钢切削时产生的硬化层及散热性差等切削环境。
W18Cr4V是最典型的高速钢刀具,自1906年诞生以来,已经被广泛制作成各种刀具以满足切削加工的需要。但随着各种被加工材料机械性能的不断提高,W18Cr4V刀具已经不能满足难加工材料的加工要求。高性能的钴高速钢应时而生。与普通高速钢相比,钴高速钢具有更好的耐磨性、红硬性和使用的可靠性,适合高切除率加工和断续切削加工,常用牌号如W12Cr4V5Co5。
3.1.2 硬质合金钢
硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物(WC、TiC)微米级粉末为主要成分,以钴或镍、钼为粘结剂,在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。硬质合金具有强度和韧性较好,耐热、耐磨、耐腐蚀、硬度高等一系列优良性能。在500℃的温度下也基本保持不变,在1000℃时仍有很高的硬度,适合不锈钢、耐热钢等难加工材料的切削加工。常见硬质合金主要分为三类:YG类(钨钴类硬质合金)、YT类(钨钛钴类)、YW类(钨钛钽(铌)类),这三种合金的成分不同,用途也有很大差别。其中YG类硬质合金由于具有较好的韧性,导热性也较好,可以选择较大的前角,适合不锈钢的切削。
3.2 切削不锈钢刀具几何参数的选择
1)前角γo:结合不锈钢强度高、韧性好、切削时切屑不易被切离等特点,在保证刀具有足够强度的前提下,应选用较大的前角,这样既可以减小加工对象的塑性变形,也能够降低切削温度和切削力,同时减少硬化层的产生。
2)后角αo:增加后角将减小加工表面与后刀面的摩擦,但切削刃的散热能力和强度也随之降低。后角的大小取决于切削厚度,切削厚度大时,宜选较小后角。
3)主偏角kr、副偏角k′r、:主偏角kr的减小可增加刀刃工作长度,有利于散热,但在切削时会增加径向力,容易产生振动,常取kr值为50°~90°,若机床刚性不足,可适当加大。副偏角常取k′r=9°~15°。
4)刃倾角λs:为了增加刀尖强度,刃倾角一般取λs=7°~—3°。
3.3 切削液和冷去方式的选择
由于不锈钢的切削加工性较差,对切削液的冷却、润滑、渗透及清洗性能有更高的要求,常用的切削液有以下几类:
1)乳化液:比较常见的冷却方式,具有较好的冷却、清洗、润滑性能,常用于不锈钢粗车。
2)硫化油:切削过程中能在金属表面形成高熔点硫化物,而且在高温下不易破坏,具有良好的润滑作用,并有一定的冷却效果,一般用于钻孔、铰孔及攻丝。
3)机油、锭子油等矿物油:其润滑性能较好,但冷却和渗透性较差,适用于外圆精车。
在切削加工过程中应使切削液喷嘴对准切削区,或最好采用高压冷却,喷雾冷却等冷却方式。
4.以把手为例子,分析不锈钢铣削过程中的加工方法
该零件虽然结构简单,但零件材料为1Cr18Ni9Ti,属于奥氏体不锈钢,厚度12,切削量较大,加工硬化严重。若采用逆铣,则刀齿先在已经硬化的表面上滑行,加工硬化会更严重,所以此零件最好采用顺铣加工外形尺寸,以便减小加工硬化以及铣削时带来的冲击、振动,保护铣刀刀齿不易崩刃。不对称顺铣法能保证切削刃平稳地从金属中切离,切屑粘结接触面积小,在高速离心力的作用下易被甩掉,以免刀齿重新切入工件时,切屑冲击前刀面产生剥落和崩刃现象,提高刀具的耐用度,零件外形图见图1。
另外,选用哪种铣刀呢?针对上述不锈钢难加工的特点,我们发现铣削不锈钢的刀具应满足以下这些特点:切削刃要锋利,又要能承受冲击,容屑槽也要大。结合零件外形尺寸以及我所的实际生产,选用大螺旋角铣刀(包括圆柱铣刀、立铣刀)能够满足上述条件,同时若把所选刀具螺旋角从20°增加到40°,刀具耐用度也可提高1.5倍以上。
选择高速钢立铣刀,铣刀直径16,转速300r/min,进给量37.5mm/min铣出六面尺寸。由于不锈钢铣削时产生大量的热量,故应选择合适的冷却方式。理论上采用喷雾冷却法效果最为显著,可提高铣刀耐用度一倍以上,但这种冷却方式不适用于我们的工作场所,故这里采用10%乳化液冷却,并保证切削液流量达到充分冷却。钳工划出外形线,需要铣零件的外形尺寸。分析零件内腔有2—R4内角,需选用直径为8的铣刀。由于铣刀直径较小,转速高,故应选择刀耐热性好、耐磨性高、与不锈钢的亲和作用小的硬质合金钢。因为硬质合金钢具有较高的硬度(70~175HRC),耐850℃~1000℃的高温,具有良好的耐磨性和耐热性以及高硬度,其切削速度也比高速钢刀具提高2到3倍,正适合这里的高速切削。加工过程中应勤于观察,及时清除刀齿周围的粘屑,防止粘刀,避免损伤已加工面。
5.结语
综上所述,虽然不锈钢的切削性差,具有加工硬化严重、切削力大、导热系数低、易粘刀、易磨损刀具等缺点,但只要找到合适的加工方法,采用合适的刀具、切削方式以及切削用量,选择合适的冷却液,在工作中勤于思考,不锈钢等难加工材料也就迎“刃”而解了。

E. 不锈钢刀具不快怎么办

不锈钢刀具即使磨了,也不快。这是它的性质决定的。要快的话,将刀口用其它的钢材,最佳的选择是锋钢,焊在刀口上。再磨,就锋利无比。
正是那句俗话:好钢要用在刀刃上。

F. 为什么不锈钢菜刀没有普通碳钢菜刀(如弹簧钢做的菜刀)好磨

这是一个概念上的误解。

我曾经让街边磨菜刀的师傅磨过我的不锈钢菜刀,和他交流时版他权也是这种说法,我深入地问了一下,所谓“不好磨”并不是太硬磨不动,而是太软了,磨刀时容易“卷刃”,想磨出不“卷刃”比较锋利的刀,相对不太容易,所以说“难磨”。

铁质的菜刀因为刀刃渗过碳,硬度比较大,磨的时候不容易“卷刃”,很容易就摩锋利了,所以说“好磨”。

嗬嗬,要深入群众,这种问题最好和摸菜刀的老师傅聊一下就知道了,在这里提问,不太容易找到答案,哪里见过磨菜刀的上网啊!

G. 不锈钢菜刀怎么磨的快又好用我家的菜刀都是不锈钢的

不锈钢菜刀都有这样的缺点,就是刚刚买回来时很好用,但是时间一长刀口一钝就版很难最磨锋权利了,磨不动的。 除非你有专用工具重新开刃菜刀,或交给专用磨刀的师傅重新帮你开刃后最磨锋利。
菜刀好用还要好磨就不能用不锈钢刀咯,不锈钢刀外观精美好看缺点就是不好磨,因为不锈钢刀在练钢时加入了防锈的化学元素进去,降低了钢材的硬度和韧性所以不锈钢刀很难磨锋利。
要好磨实用的可以选择传统的国藩炮弹钢菜刀这类传统手工锻打的老菜刀,老菜刀一般都是高碳钢原钢锻打出来,硬度高韧性好,经久耐用 易磨,缺点就是粗糙易起锈点。

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