難加工金屬材料的切削

【作　者】張幼禎

某些高強度或高硬度金屬材料的切削加工性很差﹐切削時或者刀具壽命縮短﹐或者捲屑﹑斷屑困難﹐或者加工表面質量差﹐或者這幾種現象兼而有之﹐故這類材料稱為難加工金屬材料。

切削加工中常遇到的難加工金屬材料有不鏽鋼﹑鈦合金﹑高溫合金﹑高強度鋼和高錳鋼等。



這類金屬材料難於加工的主要原因是﹕

材料中含有高熔點的合金元素如鐵﹑鈦﹑鉻﹑鈷﹑鎳﹑釩﹑鎢﹑鉬和錳等﹐它們相互結合﹐或與氮﹑硼﹑碳等元素相結合﹐形成高硬度的化合物(顆粒)﹐加劇了刀具的磨損﹔

材料本身的強度(特別是高溫強度)和硬度高﹐韌性大﹐加工時由於表面塑性變形而產生嚴重的加工硬化﹐使切屑強韌﹐因此切削力很大﹐切削溫度高﹔

有些難加工材料(如鈦合金)的化學活性大﹐與刀具材料的化學親和力強﹐使刀具容易產生黏著磨損和擴散磨損(指在切削區的高溫作用下﹐刀具與工件中的元素互相擴散﹐使刀具表層組織變化)﹐而加快刀具磨損。


各種難加工材料具有不同的特點﹐在切削加工時需要採取不同的措施才能有效地改善切削加工性。




常用的基本措施是﹕
提高工藝系統的剛度﹔
加大機床的功率﹔
合理選用刀具材料﹔
合理設計刀具結構和幾何參數﹔
選用適當的切削用量﹔
選用適當的切削液和供液方法﹔
採用振動切削﹑等離子弧加熱切削(見切削加工)等新工藝或電火花加工﹑電解加工等特種加工方法。