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时间:2020-03-20
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1、高技能人才培训难切削材料的加工一、难切削材料的概述1、什么叫难切削材料2、影响材料切削加工性的因素3、难切削材料的加工特点4、改善难切削材料加工性的途径1、什么是难切削材料?就是切削加工性差的材料。一般材料的性能大于或小于此指标中(HB>250、σb>1000MPa,δ>30%,αk>100MPa,K<41.8W/m?k)的一项以上,都属于难切削材料。也可以用切削过程中的现象(切削力、切削热、刀具磨损与刀具耐用度、已加工表面质量和切屑控制等)来衡量。返回2、影响材料切削加工性的因素①物理性能:1)导热系数K:导热系数高阳材料允许的Vc就高。如用硬质合金刀具切
2、削以下材料的Vc:碳钢K=48.2~50.2W/m?kVc=100~150m/min高温合金K=8.4~16.7W/m?kVc=7~60m/min钛合金K=6.3~9.6W/m?kVc=15~50m/min2)线膨胀系数α:影响材料的热胀冷缩程度而影响加工精度。②化学成分:材料的化学成分和配比是影响材料的力学性能、物理性能、热处理性能、金相组织和材料的切削加工性的根本因素。如:C:材料含碳量的增加,其硬度和强度增加。Ni:Ni能提高材料的耐热性,但使材料的导热系数明显下降;当Ni>8%时,形成奥氏体钢,使加工硬化严重。V:随着它的含量的增加,材料的磨削性能变
3、差。Mo:能提高材料的强度和韧性,但材料的导热系数下降。W:能提高材料的热强性和高温强度及常温硬度与强度。但使材料的导热系数明显下降。Mn:能提高材料的硬度和强度,使材料的韧性下降。当Mn>1.5%时,材料的切削加工性变差。③材料的力学性能:1)硬度和强度:材料的硬度和强度适中,其切削加工性比较好,硬度和强度越高,切削加工性就越差。如正火45钢:HB200,σb640MPa;淬火45钢:HRC45,σb2100~2600MPa。影响材料切削加工性的还有金属材料组织中的细微杂物,如A1203、Si02、Ti02等,它们的显微硬度高,对刀具产生机械磨损;其切削加
4、工性也变差。2)韧性αk和塑性δ:韧性和塑性大的材料,在切削加工时的阻力、变形和产生的热量就大,其切削加工性也差。3)弹性模量E:它是表示材料刚度的指标,弹性模量大,表示材料在外力的作用下不易产生弹性变形。但弹性模量小的材料在切削过程中,弹性恢复大,且刀具摩擦大,切削也困难。如软橡胶E==2~4MP;45钢E=200000MPa:Mo材E=500000MPa。④金相组织:1)铁素体:它的硬度和强度很低(HB50~90,σb=190~250MPa)、塑性和韧性高(δ=40~50%),切削时易产生积屑瘤.切削加工性差。2)珠光体:球形珠光体切削加工性好。(如45
5、钢)3)渗碳体:硬度高(HRC66-70),但很脆(αk=30-35MPa),由于Fc增大易崩边,使切削困难。4)奥氏体:它的硬度不高(HB200左右),但塑性和韧性很高,加工表面硬化和切屑与刀具冷焊严重,切削加工性差。如1Cr18Ni9Ti、高温合金等。5)马氏体:淬火钢属于这类金相组织。它硬度高、脆性大,其相对切削加工性为45钢的1/3~1/10。返回3、难切削材料的切削特点:①切削力大:为切45钢的1.5~2.5倍②切削温度高:当Vc=75m/min时,切削以下材料比切削45钢的切削温度高:TC-4435℃GH132320℃GH36270℃1Cr18N
6、i9Ti195℃③加工硬化倾向大:由于部分难切削材料的韧性、塑性高,强化系数大;加之在切削热的作用下吸收周围介质中的H、O、N等的原子,使切削表面和已加工表面形成硬脆层,其硬化程度比基体高50~200%.深度大于0.1mm,是切45钢的好几倍。返回4、改善难切削材料加工性的途径①选用优良的刀具材料。②选用合理的刀具几何参数。③选用合理的切削用量。④选用性能好的切削液。⑤改善工夹具结构。⑥对被加工材料进行适当热处理。⑦采用其他工艺二、难切削材料的车削1、淬火钢的车削2、软橡胶的切削3、不锈钢的车削4、高温合金的切削加工5、钛合金的切削加工1、淬火钢的车削①淬火
7、钢的切削特点:1)硬度高:HRC45-70。2)脆性大。3)强度高:σb=2100~2600MPa,是45钢的4倍左右。4)切削力大:单位切削力Kc为4500MPa,是切45钢的2.5倍。5)切削温度高:其导热系数为45钢的1/7。②刀具与切削用量:公道选择刀具材料,是切削加工淬火钢的重要条件。根据淬火钢的切削特点,刀具材料不仅要有高的硬度、耐磨性、耐热性,而且要有一定的强度和导热性。(1)硬质合金:为了改善硬质合金的性能,在选择硬质合金时,应优先选择加进适量TaC或NbC的超细微粒的硬质合金。由于在WC-Co类硬质合金中,加进TaC以后,可将其原来的800
8、℃高温强度进步150~300MPa,常温硬度进步HV
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