車削奧氏體不銹鋼的加工要點

趙宏光，趙天洛

（錦州印染廠，遼寧 錦州 121000；沈陽航空職業技術學院，遼寧 沈陽 110034）

1 奧氏體不銹鋼的加工特性

奧氏體不銹鋼的相對可加工性為0.3～0.5，是一種難加工材料，其難加工性主要表現在：

（1）奧氏體不銹鋼在高溫下的強度和硬度都很高，一般鋼材切削時，隨著切削過程的進行，切削溫度的升高使其強度與硬度會明顯降低，切削層可以很容易的形成為切屑，而奧氏體不銹鋼在700℃時其機械性能仍然沒有顯著的降低，并在表面形成加工硬化層，對之后的加工造成很大的困難，所以在切削過程中呈現出切削力大，切削質量不好，刀具易磨損等現象。

（2）奧氏體不銹鋼的綜合性能優良，塑性和韌性高，它的延伸率、斷面收縮率和沖擊值都較高，1Crl8Ni9Ti奧氏體不銹鋼的延伸率是40%，是40#鋼的210%～237%，是45#鋼的250%～280%，是 20Cr、40Cr鋼的 400%～500%，所以切屑不易切離、卷曲和折斷，切屑變形所消耗的功能增多，在刀具前刀面上易形成積屑瘤，由于積屑瘤的大小不固定，形狀不規則，對于加工精度以及表面粗糙度都有很大的影響。

(3)由于奧氏體不銹鋼在切削過程中切屑不易切離和折斷，切屑持續在前刀面上進行摩擦，所以在切削奧氏體不銹鋼的過程中會形成大量的切削熱，這不僅會影響工件的加工質量和機械性能，而且還會降低刀具壽命，而奧氏體不銹鋼的導熱率低(約為普通鋼的1/2～1/3)，散熱差，由切屑帶走的熱量少。大部分的熱量被刀具吸收，致使刀具的溫度升高，硬度降低，降低刀具壽命。

(4)奧氏體不銹鋼中存在較多的碳化鈦（TiC）顆粒，硬度相對于我們選擇的工件硬度高，這種顆粒在奧氏體不銹鋼工件中，會增大對于刀具的沖擊，加劇刀具的磨損。另外，碳化物的熔點低，容易附著在刀面上，為積屑瘤的形成提供了資源，影響表面加工質量。

在經常加工的泵體零件加工工藝中，經常會看到斷續加工的工序，這也對刀具的抗沖擊性能提出了更高的要求，基于以上對于奧氏體不銹鋼，在大量實驗的基礎上去選擇切削用量、刀具參數、切削條件，這些對于奧氏體不銹鋼的加工就顯得極為重要。

2 刀具材料的選擇

按照奧氏體不銹鋼來正確選用刀具材料是保證高效率加工不銹鋼的決定因素。根據不銹鋼綜合性能良好，切削熱不易傳散，刀具磨損大的加工特性，所選擇的刀具材料應具備足夠的強度、韌性、高硬度、紅硬性、高化學穩定性和高耐磨性。常用的刀具材料有硬質合金和高速鋼、陶瓷、超硬材料四大類，形狀復雜的刀具主要采用高速鋼。由于高速鋼切削不銹鋼時的切削速度不能太高，就影響了加工效率。對于結構上較為簡單的車刀，刀具材料應當選用強度高、導熱性好的硬質合金，因其硬度、耐磨性等性能要均優于高速鋼，只有這樣才能從根本上去提高奧氏體不銹鋼的加工效率。

3 刀具角度的選擇

各個刀具角度在機械加工中均起到非常重要的作用，刀具角度的變化，可使加工質量、加工效率得到明顯的提高。由于奧氏體不銹鋼材料具有塑性大，導熱系數小和加工硬化嚴重等特點。刀具幾何角度的選擇，就顯得非常重要。

（1）前角。前角的大小直接影響著切屑與刀具之間的摩擦，也影響著切削熱的大小，當粗車奧氏體不銹鋼工件時，前角可選擇-10°～-20°，精車奧氏體不銹鋼工件時，前角可選擇15°～25°。

（2）后角。后角的大小直接影響著工件過渡表面與刀具后刀面之間的摩擦，由于經常以后刀面的磨損量作為刀具壽命衡量的標準，所以后角應適量減小。但是過大的減小后角，會相對的減小楔角，會影響刀具的強度。所以在試驗中發現，粗加工時，后角可選擇 6°～8°，精加工時可選擇 8°～10°。

（3）刃傾角。刃傾角的大小直接影響著刀尖的強度，一般在加工時選擇-15°～0°。

（4）其他刀具參數。在斷屑槽的選用時，對于不銹鋼這種塑性金屬，經常選用全圓弧形斷屑槽，從而達到更為有效的斷屑卷屑的效果。另外若果條件允許，可以使用可轉位車刀進行加工，可以避免傳統焊接車刀在焊接硬質合金刀片所產生的裂紋，物理性能下降等問題。

4 切削用量的選擇

切削用量中切削速度、進給量、背吃刀量的選擇，同樣會影響到加工質量、工作效率和刀具壽命。所以在切削中選擇合適的切削用量對于奧氏體不銹鋼的加工質量、效率都會有顯著的提高。在金屬切削原理中提到切削用量對于切削效果的影響，最大的是切削速度，之后是進給量，最后是背吃刀量。所以背吃刀量值可以根據機床的剛度去進行選擇。

當使用硬質合金焊接車刀去進行車削，粗車時切削速度可選擇10～13m/min，進給量可選擇0.25～0.36mm/r，背吃刀量可適當選擇5至8mm；精車時切削速度可選擇40～50m/min，進給量可選擇0.12～0.18mm/r，背吃刀量可適當選擇2～4mm；當使用硬質合金可轉位車刀進行車削時，切削用量可選擇與上述切削用量相同的數值，由于可轉為車刀避免了傳統焊接車刀在焊接時物理性能下降的問題，所以刀具角度中的前角可以相應的選擇大些，這樣可以減小摩擦熱和刀具與切屑之間的摩擦，增大刀具壽命。

5 切削液的選擇

在機械加工中經常使用的切削液包括油溶性切削液和水溶性切削液兩種，油溶性切削液在潤滑方面有著較大的優勢，而水溶性切削液在冷卻方面比較突出。相對于奧氏體不銹鋼熱傳導率較低、塑性變形較大、容易出現積屑瘤的加工特性，為了在加工時減小切削熱、切削變形和積屑瘤的形成，所以在切削液的選用上主要目的以潤滑為主要目的，所以選擇油溶性切削液作為首選。

除了上述加工條件的選擇，新型加工方法，包括水刀加工、激光加工同樣適用于奧氏體不銹鋼的加工。另外機床剛度與精度的要求也要相應的提高。總之，根據不同工件選用合理的工藝參數與工藝裝備，對于奧氏體不銹鋼的加工質量和加工效率都會有顯著的提高。