不銹鋼材料加工難？看刀具專家們?nèi)绾谓鉀Q

buduybuduy 2015-12-23

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　　目前不銹鋼被廣泛應(yīng)用于航空航天、發(fā)電設(shè)備制造、建筑和食品等工業(yè)部門及日常生活中。而不銹鋼材料在加工過程中易出現(xiàn)刀具磨損加快、加工表面完好性差、切屑排除困難等共性問題，嚴(yán)重影響了此類材料零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)周期及加工成本。金屬加工微信針對不銹鋼材料加工難點進行分析總結(jié)，并為金粉們提供了不銹鋼切削的具體措施及典型產(chǎn)品作參考。

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不銹鋼材料難加工的原因

　　1、高溫強度高，加工硬化傾向大

　　與一般鋼相比，不銹鋼的強度、硬度并不高，但由于含大量的Cr、Ni、Mn等元素，塑性與韌性好，高溫強度高，加工硬化傾向大，因此，切削負(fù)荷重。此外，奧氏體不銹鋼在切削過程中，內(nèi)部還會析出一些碳化物，加重了對刀具的擦傷作用

　　2、切削力大

　　不銹鋼在切削過程中塑性變形大，尤其是奧氏體不銹鋼（其伸長率超過45鋼的1.5倍以上），使得切削力增加

　　3、切屑與刀具粘結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重

　　切削過程中容易生成積屑瘤，既影響加工表面粗糙度，又容易造成刀具表面剝落

　　4、切屑不易卷曲與折斷

　　對封閉及半封閉容屑的刀具，易產(chǎn)生切屑堵塞現(xiàn)象，使加工表面粗糙度增大及刀具崩刃

　　5、線膨脹系數(shù)大

　　約為碳素鋼線膨脹系數(shù)的一倍半，在切削溫度的作用下，工件容易產(chǎn)生熱變形而影響尺寸精度

　　6、導(dǎo)熱系數(shù)小

　　一般約為中碳鋼導(dǎo)熱系數(shù)的1/4~1/2，切削溫度高，刀具磨損快

刀具材料的選擇

　　1.應(yīng)選用硬度高、韌性及耐熱性好，且與不銹鋼化學(xué)親合性小的刀具材料

　　2.采用高速鋼時，宜選用W2Mo9Cr4VCo8，W6Mo5Cr4V2Al, W10Mo4Cr4V3Al等高性能的高速鋼

　　3.采用硬質(zhì)合金時，不宜采用YT類合金，最好采用含Ta(Nb)的YW或YG鎢鈷類（ISO的M、K類）合金。如YS2、YG3X、YG8W、YG6A、YG6X、YG643、YG813、YW3Y、YG8N等

　　4.涂層硬質(zhì)合金可采用CA15、CA25、YBM151、YBM251、YBM351、YBG202、YBG252、YBG302、CN251、YB425、ZC05、ZC07、ZM10等

　　5.金屬陶瓷可采用YNG151；涂層金屬陶瓷可采用YNG151C

典型案例介紹

OSG

OSG不銹鋼&鈦合金專用鉆頭WDO-SUS

加工視頻：

　　WDO-SUS 不銹鋼&鈦合金專用鉆頭

　　由于不銹鋼和鈦合金不易生銹，不易損壞，外觀漂亮等特點，使其廣泛的運用在現(xiàn)代工業(yè)用品中。雖然對于普通的不銹鋼和鈦合金的加工已經(jīng)十分困難的，但隨著不銹鋼的發(fā)展，對于析出硬化性不銹鋼的加工變得更加困難，因此會出現(xiàn)許多例如：鉆頭不夠鋒利而引起的加工硬化、切屑易卷曲纏繞、切削溫度增高而引起的工具壽命縮短、溶著等問題。因此如何才能高效率、高精度地加工不銹鋼和鈦合金材料，一直是困擾著研發(fā)設(shè)計人員的一大心病。

　　現(xiàn)如今在OSG研發(fā)人員的不懈努力下，不銹鋼&鈦合金專用鉆頭WDO-SUS誕生。作為一款重現(xiàn)鋒利性的鉆頭，WDO-SUS對不銹鋼和鈦合金加工以及加工時常見的問題，都能夠做到真正的迎刃而解！

　　WDO-SUS的優(yōu)點：

　?、黉h利性的切削刃，能抑制加工硬化，從而提高刀具壽命

　?、诓捎媚腿苤c附著力度優(yōu)良的WXL涂層，能防止刀具磨損

　?、坌滦偷牟坌驮O(shè)計，可將切屑細小分段

　?、苄滦蛢?nèi)冷油孔“MEGA COOLER”?，在增大冷卻油劑的噴出量的同時，提高排屑性

　?、萏厥獾臋M刃設(shè)計，減少摩擦面積和摩擦熱量

　　應(yīng)用案例：WDO-SUS-5D

工具尺寸	φ10
加工材料	SUS304
切削速度	80m/min
進給量	0.18mm/rev
孔深	25mm（通孔）
切削油劑	水溶性切削油劑（內(nèi)部給油，1.5MPa）

　　加工孔數(shù)

　　其他公司切屑

　　WDO-SUS切屑

山特維克可樂滿

2000系列材質(zhì) (GC2015 & GC2025)+T-Max? P輕快切削槽型

　　山特維克可樂滿不銹鋼材質(zhì)GC2025和 GC2015和T-Max? P輕快切削槽型-XF、-XM和-XMR相結(jié)合，在不銹鋼車削工序中能夠?qū)崿F(xiàn)更長的刀具壽命。

　　特點：

　　·更輕快的切削力槽型

　　·斷屑槽在低切削深度 (a_p) 和低進給 (f_n)條件下出色的斷屑能力

　　·與現(xiàn)有槽型-PF、-PM、-MF和-MM相比，極大的擴展了ISO M的應(yīng)用參數(shù)范圍

　　應(yīng)用：

　　精加工 -XF

　　·設(shè)計用于輕快切削動作

　　·精加工時提供最佳斷屑

　　·半精加工中切屑成形穩(wěn)定

　　半精加工 -XM

　　·輕快切削作用和堅固的槽型可確保靈活加工

　　·平衡的切削刃倒圓以及用于半粗加工至精加工的卷屑槽

　　半粗加工 -XMR

　　·增強型切削刃適用于對強度有高要求的工序

　　·刀片的大接觸面可確保安全、穩(wěn)定的加工

　　加工實例

　　-XM vs. -MR 性能PK

XM-GC2025, 6 components

MR-GC2025, 3 components

案例
行業(yè)	通用機械
加工內(nèi)容	外圓車削，輕微斷續(xù)
加工時間	1.05 min/component
零件	Propeller
材料	不銹鋼， 240 HB

切削參數(shù)
v_c m/min (ft/min)	560 (1837)
f_n mm/r (inch/rev)	0.2 (0.008)
a_p mm (inch)	0.15 (0.006)

結(jié)果
刀片 ISO (ANSI)	CNMG120408 (CNMG 432)-XM	CNMG120408 (CNMG 432)-MR
材質(zhì)	GC2025	GC2025
刀具壽命，零件數(shù)	6	3
換刀原因	零件尺寸超差	零件尺寸超差

與競爭對手槽型相比，刀具壽命提升了100%。

肯納金屬

Kennametal-Stellram車削刀具

　　不銹鋼材料因表面加工硬化嚴(yán)重、切削力大、切削溫度高、切屑不易折斷、刀具磨損快、工件線膨脹系數(shù)高等加工特點造成了它的可切削加工性較差，與碳鋼材料相比，其可加工性下降將近50%。針對不銹鋼的這些加工特點，加工不銹鋼的刀具在選擇上不但要考慮刀具材料的韌性，同時還有選擇刀具就有較大的切削前/后角及鋒利的切削刃口，同時切削刀具的涂層材料也主要選取了物理沉積法涂層獲得更光滑的刀具切削表面，以減小切削力。

　　Kennametal-Stellram的車削刀具產(chǎn)品從材料和刀具結(jié)構(gòu)及刀具涂層三個方面入手，針對不銹鋼材料做了專門而深入的特殊設(shè)計，成為不銹鋼材料卓越的領(lǐng)跑者。Kennametal-Stellram車削刀具基體材料中含有非常耐磨的化學(xué)成分，同時根據(jù)加工性質(zhì)配備了不同的斷屑槽結(jié)構(gòu)，無論是粗加工還是精加工，具有高耐磨性、高韌性的刀具都表現(xiàn)出其卓越的加工性能，其產(chǎn)品以高效率和高壽命受到廣大的使用客戶的信賴。

Kennametal-不銹鋼車刀

　　 加工實例

　　零件名稱：閥芯。

　　零件材料：316L不銹鋼。

　　冷卻方式：外部乳化液。

　　加工類型：車削外圓及端面。

　　機床：數(shù)控車床

　　刀桿：MCLNR2525M12。

　　刀片：CNMG120412E-4E。

　　切削參數(shù)：v_c=120m/min，f=0.25mm/r，a_p=2.5mm，l=50×23mm，加工直徑為150mm。加工壽命20件/刃(同行刀片參數(shù)為v_c=120m/min，f=0.15mm/r，a_p=1.5mm的壽命7件/刃)