不管是商家還是用戶而言,不銹鋼產(chǎn)品后期加工出現(xiàn)產(chǎn)品缺陷都是不能接受的,不僅會影響正常使用還會造成一定的經(jīng)濟損失,這其中316L不銹鋼管是在后期加工出現(xiàn)缺陷問題的重災區(qū),當316l不銹鋼管在后期加工時,由于翹曲,切割后會發(fā)生變形,導致工件報廢,影響正常使用并帶來經(jīng)濟損失。那么,影響316L不銹鋼水管可切削性的因素有哪些呢?
在實際生產(chǎn)中,由于不銹鋼材質(zhì)本身的特殊性,如果掌握不了316L不銹鋼水管的特性,在切削過程中不僅得不到理想的加工質(zhì)量,而且還會大量損失刀具。
影響316L不銹鋼水管切削性的因素
1、材質(zhì)韌性高
316L不銹鋼水管的單項機械性能雖不高,例如抗拉強度,但其綜合機械性能卻很高,這是影響其可切削性的主要因素之一。在金屬材料的切削過程中,切屑的切除主要經(jīng)過擠壓—塑性變形—斷裂等階段。但是,由于不銹鋼管的延伸率、收縮率和沖擊值都比較高,其切屑的形成過程不易按照上面的階段順序進行。
因此,要實現(xiàn)切屑有效率切除就必須消耗更多的能量,如切除相同體積的奧氏體不銹鋼切屑所消耗的能量要比常規(guī)的低碳鋼高出約60%。管材切削過程中所消耗的能量大部分以熱能的形式消耗,進一步軟化了切屑,表現(xiàn)出高韌性和難斷屑的特點。
2、高溫機械性能強
一般常規(guī)鋼管在切削溫度負荷的作用下,切屑根部的強度和硬度會隨著溫度的升高而有著明顯的下降,切屑容易切除。但是,優(yōu)良的高溫硬度和高溫強度是不銹鋼管的另一個特點。例如,奧氏體不銹鋼的機械性能在800攝氏度下仍不降低,因此切屑不易被刀具切除,容易造成刀具崩刃或磨損。
3、粘性大
由于316L不銹鋼水管的高溫韌性大,又富含Cr、Ni等親鐵元素,對含Co元素的硬質(zhì)合金刀具的親和性強。因此,切削過程中工件—刀具—切屑接觸面存在很高的機械、溫度、速度載荷,在一定熱—力耦合的作用下易產(chǎn)生刀—屑粘結(jié)現(xiàn)象(見圖2)。 4、導熱性差
由于元素種類的特殊性,不銹鋼焊管的導熱能力較差。與45#鋼對比,馬氏體和鐵素體不銹鋼的導熱性僅僅是它的45%左右,奧氏體不銹鋼更是僅為它的28%。所以,切削過程中在刀屑區(qū)域容易造成大量的熱量積累,從而導致刀具材料的軟化而加速其失效。
5、硬質(zhì)點多
奧氏體不銹鋼00Cr20Ni25M經(jīng)過淬火處理后,其結(jié)晶顆粒約為5級(見左圖)。金相組織是奧氏體和鐵素體,并有部分TiC顆粒。馬氏體不銹鋼3Cr13金相組織為珠光體,調(diào)質(zhì)處理后材質(zhì)中的金相為馬氏體與珠光體,并有部分碳化物(見右圖)。碳化物的硬度較高,切削過程中易引起刀具的崩刃。 6、加工硬化
316L不銹鋼水管在切削過程中,切削區(qū)域發(fā)生塑性變形,材質(zhì)中結(jié)晶顆粒發(fā)生滑移,硬度顯著提高,這就是加工硬化現(xiàn)象。所以,在前一道工序產(chǎn)生的加工硬化會增加后續(xù)進一步切削的難度,硬化層的存在更容易引起刀具破損。
綜上所述,就是影響316L不銹鋼水管可切削性的因素了,其包括材質(zhì)韌性高、高溫機械性能強、粘性大、導熱性差、硬質(zhì)點多、加工硬化。想要提高不銹鋼的切削加工性能,必須采取措施解決這些問題,例如:采用適當?shù)臒崽幚矸绞交蚋淖児ぜ馁|(zhì)成分來提高其可切削性能;采用合適的刀具構(gòu)型、刀具材質(zhì)、冷卻液以及機床等使得切削加工容易進行。