⑴ 钨钢反刃铣刀加工304不锈钢,做出来光洁度差是什么原因
可能是在加工的时候转数太低了,这样光洁度就不好,可以提高一下转述事实。
⑵ 为什么数控车不锈钢,刀没有坏,但工件却不光
车削工艺要注意材料的特性。
不锈钢有哪些切削特点?
不锈钢的切削加工性比中碳钢差得多。以普通45号钢的切削加工性作为100%,奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的相对切削加工性为40%;铁素体不锈钢1Cr28为48%;马氏体不锈钢2Cr13为55%。其中,以奥氏体和奥氏体+铁素体不锈钢的切削加工性最差。不锈钢在切削过程中有如下几方面特点:
1. 加工硬化严重:在不锈钢中,以奥氏体和奥氏体+铁素体不锈钢的加工硬化现象最为突出。如奥氏体不锈钢硬化后的强度sb达1470~1960MPa,而且随sb的提高,屈服极限ss升高;退火状态的奥氏体不锈钢ss不超过的σb30%~45%,而加工硬化后达85%~95%。加工硬化层的深度可达切削深度的1/3或更大;硬化层的硬度比原来的提高1.4~2.2倍。因为不锈钢的塑性大,塑性变形时品格歪扭,强化系数很大;且奥氏体不够稳定,在切削应力的作用下,部分奥氏体会转变为马氏体;再加上化合物杂质在切削热的作用下,易于分解呈弥散分布,使切削加工时产生硬化层。前一次进给或前一道工序所产生的加工硬化现象严重影响后续工序的顺利进行。
2. 切削力大:不锈钢在切削过程中塑性变形大,尤其是奥氏体不锈钢(其伸长率超过45号钢的1.5倍以上),使切削力增加。同时,不锈钢的加工硬化严重,热强度高,进一步增大了切削抗力,切屑的卷曲折断也比较困难。因此加工不锈钢的切削力大,如车削1Cr18Ni9Ti的单位切削力为2450MPa,比45号钢高25%。
3. 切削温度高:切削时塑性变形及与刀具间的摩擦都很大,产生的切削热多;加上不锈钢的导热系数约为45号钢的½~¼,大量切削热都集中在切削区和刀—屑接触的界面上,散热条件差。在相同的条件下,1Cr18Ni9Ti的切削温度比45号钢高200℃左右。
4. 切屑不易折断、易粘结:不锈钢的塑性、韧性都很大,车加工时切屑连绵不断,不仅影响操作的顺利进行,切屑还会挤伤已加工表面。在高温、高压下,不锈钢与其他金属的亲和性强,易产生粘附现象,并形成积屑瘤,既加剧刀具磨损,又会出现撕扯现象而使已加工表面恶化。含碳量较低的马氏体不锈钢的这一特点更为明显。
5. 刀具易磨损:切削不锈钢过程中的亲和作用,使刀—屑间产生粘结、扩散,从而使刀具产生粘结磨损、扩散磨损,致使刀具前刀面产生月牙洼,切削刃还会形成微小的剥落和缺口;加上不锈钢中的碳化物(如TiC)微粒硬度很高,切削时直接与刀具接触、摩擦,擦伤刀具,还有加工硬化现象,均会使刀具磨损加剧。
6. 线膨胀系数大:不锈钢的线膨胀系数约为碳素钢的1.5倍,在切削温度作用下,工件容易产生热变形,尺寸精度较难控制。
5切削不锈钢时怎样选择刀具材料?
合理选择刀具材料是保证高效率切削加工不锈钢的重要条件。根据不锈钢的切削特点,要求刀具材料应具有耐热性好、耐磨性高、与不锈钢的亲和作用小等特点。目前常用的刀具材料有高速钢和硬质合金。
1.高速钢的选择:高速钢主要用来制造铣刀、钻头、丝锥、拉刀等复杂多刃刀具。普通高速钢W18Cr4V使用时刀具耐用度很低已不符合需要,采用新型高速钢刀具切削不锈钢可获得较好的效果。
在相同的车削条件下,用W18Cr4V和95w18Cr4V两种材料的刀具加工1Cr17Ni2工件,刀具刃磨一次加工的件数分别为2~3件和12件,用95w18Cr4V的刀具耐用度提高了几倍。这是由于提高了钢的含碳量,从而增加了钢中碳化物含量,常温硬度提高2HRC红硬性更好,600℃时由W18Cr4V的HRC48.5上升到HRC51~52,耐磨性比W18Cr4V提高2~3倍。
应用高钒高速钢W12Cr4V4Mo制作型面铣刀加工1Cr17Ni2可以获得较高的刀具耐用度。因为含钒量增加,可在钢中形成硬度很高的VC,细小的VC存在于晶介,可以阻止晶粒长大,提高钢的耐磨性;W12Cr4V4Mo的红硬性很好,600℃时硬度可达HRC51.7,因此适合于制作切削不锈钢的各种复杂刀具。但其强度(sb=3140MPa)及冲击韧性(ak=2.5J/cm3)略低于W18Cr4V,使用时要稍加注意。
随着刀具制作技术的不断发展,对于批量大的工件,采用硬质合金多刃、复杂刀具进行切削加工效果会更好。
2. 硬质合金的选择:YG类硬质合金的韧性较好,可采用较大的前角,刀刃也可以磨得锋利些,使切削轻快,且切屑与刀具不易产生粘结,较适于加工不锈钢。特别是在振动的粗车和断续切削时,YG类合金的这一优点更为重要。另外,YG类合金的导热性较好,其导热系数比高速钢高将近两倍,比YT类合金高一倍。因此YG类合金在不锈钢切削中应用较多,特别是在粗车刀、切断刀、扩孔钻及铰刀等制造中应用更为广泛。
较长时期以来,一般都采用YG6、YG8、YG8N、YW1、YW2等普通牌号的硬质合金作为切削不锈钢的刀具材料,但均不能获得较理想的效果;采用新牌号硬质合金如813、758、767、640、712、798、YM051、YM052、YM10、YS2T、YD15等,切削不锈钢可获得较好的效果。而用813牌号硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢效果很好,因为813合金既具有较高的硬度(≥HRA91)、强度(sb=1570MPa),又具有良好的高温韧性、抗氧化性、抗粘结性,其组织致密耐磨性好。
6切削不锈钢时怎样选择刀具几何参数?
前角g0:不锈钢的硬度、强度并不高,但其塑性、韧性都较好,热强性高,切削时切屑不易被切离。在保证刀具有足够强度的前提下,应选用较大的前角,这样不仅能够减小被切削金属的塑性变形,而且可以降低切削力和切削温度,同时使硬化层深度减小。
车削各种不锈钢的前角大致为12°~30°。对马氏体不锈钢(如2Cr13),前角可取较大值;对奥氏体和奥氏体+铁素体不锈钢,前角应取较小值;对未经调质处理或调质后硬度较低的不锈钢,可取较大前角;直径较小或薄壁工件,宜采用较大的前角。
高速钢铣刀取gn=10°~20°,硬质合金铣刀取gn=5°~10°;铰刀一般取g0=8°~12°;丝锥一般取g0=15°~20°(机用)或g0=20°(手用)。
后角a0:加大后角能减小后刀面与加工表面的摩擦,但会使切削刃的强度和散热能力降低。后角的合理值取决于切削厚度,切削厚度小时,宜选较大后角。
不锈钢车刀或镗刀通常取a0=10°~20°(精加工)或a0=6°~10°(粗加工);高速钢端铣刀取a0=10°~20°,立铣刀取a0=15°~20°;硬度合金端铣刀取a0=5°~10°,立铣刀取a0=12°~16°;铰刀和丝锥取a0=8°~12°。
8 切削不锈钢时怎样选择切削用量?
切削用量对加工不锈钢时的加工硬化、切削力、切削热等有很大影响,特别是对刀具耐用度的影响较大。选择的切削用量合理与否,将直接影响切削效果。
表4 车螺纹和钻、扩、铰孔时的切削用量
工序名称
切削速度Vc
(m/min)
进给量f
(mm/r)
切削深度ap
(mm)
车螺纹
20~50
-
0.1~1
钻孔
12~20
0.1~0.25
≤17.5
扩孔
8~18
0.1~0.4
0.1~1
铰孔
2.5~5
0.1~0.2
0.1~0.2
注:刀具材料为高速钢
1. 切削速度Vc:加工不锈钢时切削速度稍微提高一点,切削温度就会高出许多,刀具磨损加剧,耐用度则大幅度下降。
为了保证合理的刀具耐用度,就要降低切削速度,一般按车削普通碳钢的40%~60%选取。镗孔和切断时,由于刀具刚性、散热条件、冷却润滑效果及排屑情况都比车外圆差,切削速度还要适当降低。
不同种类的不锈钢的切削加工性各不相同,切削速度也需相应调整。一般1Cr18Ni9Ti等奥氏体不锈钢的切削速度校正系数Kv为1.0,硬度在HRC28以下的2cr13等马氏体不锈钢的Kv为1.3~1.5,硬度为HRC28~35的2Cr13等马氏体不锈钢的Kv为0.9~1.1,硬度在HRC35以上的2Cr13等马氏体不锈钢的Kv为0.7~0.8,耐浓硝酸不锈钢的Kv为0.6~0.7。
2. 切削深度ap:粗加工时余量较大,应选用较大的切深,可减少走刀次数,同时可避免刀尖与毛坯表皮接触,减轻刀具磨损。但加大切深应注意不要因切削力过大而引起振动,可选ap=2~5 mm。精加工时可选较小的切削深度,还要避开硬化层,一般采用ap=0.2~0.5 mm。
3. 进给量f:进给量的增大不仅受到机床动力的限制,而且切削残留高度和积屑瘤高度都随进给量的增加而加大,因此进给量不能过大。为提高加工表面质量,精加工时应采用较小的进给量。同时,应注意f不得小于0.1 mm/r,避免微量进给,以免在加工硬化区进行切削,并且应注意切削刃不要在切削表面停留。
加工不锈钢的切削用量见表4和表5。
表5 不锈钢的常用切削用量
工件
直径范围
(mm)
车外圆
镗孔
切断
粗加工
精加工
主轴转速n
(m/min)
进给量f
(mm/r)
主轴转速n
(m/min)
进给量f
(mm/r)
主轴转速n
(m/min)
进给量f
(mm/r)
主轴转速n
(m/min)
进给量f
(mm/r)
≤10
1200~955
0.19~0.60
1200~955
0.10~0.20
1200~675
0.07~0.30
1200~955
手动
>10~20
955~765
955~765
955~600
955~765
>20~40
765~480
0.27~0.81
765~480
0.10~0.30
765~480
0.10~0.50
765~600
0.10~0.25
>40~60
480~380
600~380
480~380
610~480
>60~80
380~305
480~305
380~230
180~305
>80~100
305~230
380~230
305~185
380~230
0.08~0.20
>100~150
230~150
305~185
230~150
305~150
>150~200
185~120
230~150
185~120
150以下
注:
工件材料:1Cr18Ni9Ti;刀具材料:YG8。
表中较小的直径选用较高的主轴转速,较大的直径选用较低的转速。
当工件材料和刀具材料不同时,主轴转速应根据具体情况作适当校正。
9 切削不锈钢时怎样选择切削液和冷却方式?
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. 硫化油:是以硫为极压添加剂的切削油。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,适用于一般车削、钻孔、铰孔及攻丝。硫化豆油适用于钻、扩、铰孔等工序。
直接硫化油的配方是:矿物油98%,硫2%。
间接硫化油的配方是:矿物油78%~80%,植物油或猪油18%~20%,硫1.7%。
2. 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。
3. 植物油:如菜油、豆油等,其润滑性能较好,适用于车螺纹及铰孔、攻丝等工序。
4. 乳化液:具有较好的冷却和清洗性能。也有一定的润滑作用,可用于不锈钢粗车。
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。
⑶ 不锈钢光亮退火炉退的不锈钢管不光亮,问题如何解决
不锈钢管退火是否光亮主要有以下一些影响因素:
1、退火温度是否达到规定温度。不锈钢热处理一般是采取固溶热处理,也就是人们平常所谓的“退火”,温度范围为1040~1120℃(日本标准)。你也可以通过退火炉观察孔观察,退火区的不锈钢管应为白炽状态,但没出现软化下垂。
2、退火气氛。一般都是采用纯氢作为退火气氛,气氛纯度最好是99.99%以上,如果气氛中另一部分是惰性气体的话,纯度也可以低一点,但是绝对不能含有过多氧气、水汽。
3、炉体密封性。光亮退火炉应是封闭的,与外界空气隔绝;采用氢气作保护气的,只有一个排气口是通的(用来点燃排出的氢气)。检查的方法可以用肥皂水抹在退火炉各个接头缝隙处,看是否跑气;其中最容易跑气的地方是退火炉进管子的地方和出管子的地方,这个地方的密封圈特别容易磨损,要经常检查经常换。
4、保护气压力。为了防止出现微漏,炉内保护气应保持一定的正压,如果是氢气保护气,一般要求20kBar以上。
5、炉内水汽。一方面检查炉体材料是否干燥,初次装炉,炉体材料必须要烘干;二是进炉的不锈钢管是否残留过多水渍,特别管子上面如果有孔的话,千万别漏水进去了,要不然就把炉子气氛全破坏了。
要注意基本上就是这些,正常的话,开炉后应该退20米左右的不锈钢管就会开始发亮,亮得反光的那种。
请采纳。
⑷ 为什么我们的不锈钢管材抛光出来就是不亮呢
如焊接管材前来的带料有源出现发黑、发蓝严重的话需要增加抛光深度,因焊接前的带料在退火过程中出现了严重的表面氧化,抛光时需将表面氧化层去掉,还原不锈钢的金属光亮。另需注意抛光轮的粗细度,在材料无异常的情况下,使用的抛光轮越细表面颜色就越光亮。
⑸ 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。
⑹ 不锈钢材质的零件在加工中心铣加工,怎样才能太达到更好的表面粗糙度
光洁度最关键的是最后一刀,用新刀,转速不能太快,不然刀片磨损,光洁度不一致。盘专刀转速要在1000内,刀属越大越要慢点。小铣刀转速要在2000内。如果用陶瓷刀,最后一刀铣十丝,铣出来非常亮。刀片也很重要。