改善技能書材料可切削的途徑:
1.調整化學成分
碳素鋼的強度、硬度隨著含碳量的增加而提高,而塑性、韌性則降低。低碳鋼塑性和韌性較高,高碳鋼的強度和硬度較高,都給切削加工帶來一定困難。中碳鋼的強度、硬度、塑性和韌性都居于高碳鋼與低碳鋼之間,故可切削性較好。
鋼中加入硫、鉛等元素對改善可切削性是有利的。這類元素會產生一種有潤滑作用的金屬夾雜物(如硫化錳),從而減輕鋼對刀具的摩檫能力,改善可切削性。一般易切鋼常含有這類元素,但會造成鋼的強度降低。
鋼中加入鉻、鎳、鎢、鉬、釩等合金元素時,強度和硬度都提高,會使切削力增大,切削熱增多;其中鎳、鎢、鉬的加入會使導熱性下降,切削更加困難。很多合金鋼,特別是耐熱鋼、不銹鋼等價格困難的主要原因就是加入了這些元素。
鑄鐵的可切削性取決于游離鈦石墨的多少。當碳的質量分數為一定時,游離態石墨多,則滲碳體就少。滲碳體很硬,會加速刀具的機械磨損;而石墨很軟,且有潤滑作用。所以鑄鐵的化學元素中,能促進石墨化的元素越多,如硅、鋁等,鑄鐵的可切削性越好,反之,阻礙石墨化的元素越多,如錳銦、硫、磷等,則鑄鐵的可切削性越差。
2.進行熱處理
同樣成分的材料,當其顯微組織不同時,它們的機械性能就不一樣,因而可切削性就有差別。
對于非合金鋼和合金鋼,退火和正火處理后的顯微組織是鐵素體和珠光體;調質處理后的顯微組織是鐵素體和料狀的滲碳體所組成的回火索氏體;淬火及低溫回火后的顯微組織是回火馬氏體。他們的硬度依次遞增,可切削性依次下降。
顯微組織對可切削性影響的另一方面是它的形狀和大型。如珠光體有片狀、球狀和針狀等形態。其中針狀的硬度越高,對刀具磨損最大;球狀的硬度最低,對刀具磨損最小。所以對過共析鋼進行球化退火,可以改善其可切削性。
低碳鋼可通過正火提高硬度、降低塑性,從而提高允許的切削速度、減少出現積屑瘤的可能性,因此可減小已加工表面的粗糙度值,改善低碳鋼的可切削性。加工2Cr13不銹鋼時,可通過調質處理提高其硬度至28HRC,降低塑性和減小已jag表面的粗糙度值。白口鑄鐵可通過在950-1000℃下長期退火而變成可鍛鑄鐵,從而是切削加工較易進行。
由此可知,通過熱處理改變材料的顯微組織和機械性能,是改善材料可切削性的主要方法。
總之,在具體加工時,一方面要根據工件要求,合理選擇道具、切削用量和切削液;另一方面也應從工件材料著手,在工藝允許的范圍內選擇合適的熱處理工藝,改善材料的可切削性,以提高工件的加工質量和刀具的使用壽命。