不銹鋼材料車削質(zhì)量控制

　　某公司在近期的新產(chǎn)品試制中，一部分工件采用了不銹鋼等難加工材料，如3Cr13、3Cr13Mo、40CrNiMo、9CrMoV等，以往也曾加工過此類材質(zhì)工件，雖然生產(chǎn)效率低，但都是批次少，數(shù)量少，生產(chǎn)周期短。大批量投產(chǎn)后，問題暴露出來，刀具磨損嚴重，磨刀次數(shù)增多，停機時間和機床調(diào)整時間增加，工件表面粗糙度差，切屑不易卷曲和折斷，劃傷工件已加工表面，直接影響工件的質(zhì)量。

　　工件材質(zhì)為3Cr13Mo，工藝要求除Ra0.8µm各外圓留磨外，均由數(shù)控車床加工完成。3Cr13Mo鋼強度、延伸率、斷面收縮率、沖擊性能等指標(biāo)都比40鋼和45鋼高，是一種強度高、塑性好的中碳馬氏體不銹鋼。在工件試生產(chǎn)時，按車削普通碳鋼的工藝方法對3Cr13Mo鋼進行車削試驗，其結(jié)果是切削時加工硬化嚴重，切削抗力大，切削溫度高，且容易粘刀，產(chǎn)生積屑瘤，引起工件尺寸變化并影響工件形位公差和表面粗糙度。

　　針對上述問題，從多個方面采取措施，使工件加工表面達到圖樣要求的尺寸和表面粗糙度，且保證了較高的生產(chǎn)效率。

　　1、熱處理改變材料的硬度

　　馬氏體不銹鋼在熱處理后的不同硬度，對車削加工的影響很大。表1所示是采用YW2材料的車刀，車削熱處理后不同硬度的3Cr13M。材質(zhì)工件的情況。從表1中可以看出，退火狀態(tài)的馬氏體不銹鋼雖然硬度低，但車削性能差，這是因為材料塑性和韌性大，組織不均勻，粘附、熔著性強，切削過程易產(chǎn)生刀瘤，不易獲得較好的表面質(zhì)量。而調(diào)質(zhì)處理后硬度在30HRC以下的3Cr13Mo材質(zhì)工件加工性較好，易達到較好的表面質(zhì)量。而硬度大于30HRC的工件，表面質(zhì)量雖然較好，但刀具易磨損，所以，在機加工前先進行調(diào)質(zhì)處理，硬度達到25-30HRC，然后再進行切削加工。

　　2、刀具材料的選擇

　　刀具材料的切削性能關(guān)系著刀具的耐用度和生產(chǎn)率，刀具材料的工藝性影響著刀具本身的制造與刃磨質(zhì)量。

　　對刀具切削部分材料的選取原則是具有較高的耐磨性，并能在較高的溫度下保持其切削性能。

　　目前常用的材料有:高速鋼和硬質(zhì)合金。由于高速鋼只能在600℃以下保持其切削性能，而不銹鋼切削時產(chǎn)生的高溫往往高于60090，而硬質(zhì)合金比高速鋼具有更好的耐熱性和耐磨性，因此用硬質(zhì)合金材料制成的刀具更適合不銹鋼的切削加工。在切削參數(shù)相同的條件下，對幾種合金材料的刀具進行了車削對比試驗。

　　采用TiC-TiCN-TiN復(fù)合涂層刀片的外圓車刀，耐用度比較高，工件表面質(zhì)量好，生產(chǎn)率高。這是因為這種涂層硬質(zhì)合金材料的刀片，具有更好的強度和韌性，又因其表面具有更高的硬度和耐磨性，更小的摩擦因數(shù)和更高的耐熱性，而成為車削不銹鋼的良好刀具材料。限于不具備這種材料的切斷刀片，通過表2的對比試驗可知，YW2硬質(zhì)合金的切削性能也較好，因此可選用YW2材料的刀片作為切斷刀。