什么是不銹鋼？

通常，人們把含鉻量大于12%或含鎳量大于8%的合金鋼叫不銹鋼。含鉻量達(dá)16%～18%的鋼也稱為耐酸鋼或耐酸不銹鋼，習(xí)慣上通稱為不銹鋼。

為了提高鋼的耐蝕能力，通常增大鉻的比例或添加可以促進(jìn)鈍化的合金元素，加Ni、Mo、Mn、Cu、Nb、Ti、W、Co等，這些元素不僅提高了鋼的抗腐蝕能力，同時(shí)改變了鋼的內(nèi)部組織以及物理力學(xué)性能。這些合金元素在鋼中的含量不同，對不銹鋼的性能產(chǎn)生不同的影響，有的有磁性，有的無磁性，有的能夠進(jìn)行熱處理，有的則不能熱處理。

由于不銹鋼所具有的上述特性，越來越廣泛地應(yīng)用于航空、航天、化工、石油、建筑和食品等工業(yè)部門及日常生活中。所含的合金元素對切削加工性影響很大，有的甚至很難切削。

不銹鋼從金相組織上來分可分為哪幾類？

不銹鋼按其成分，可分為以鉻為主的鉻不銹鋼和以鉻、鎳為主的鉻鎳不銹鋼兩大類。工業(yè)上常用的不銹鋼一般按金相組織分類，可分為以下五大類：

1)馬氏體不銹鋼

2)鐵素體不銹鋼

3)奧氏體不銹鋼

4)雙相不銹鋼

5)沉淀硬化不銹鋼

前兩類為鉻不銹鋼，后三類為鉻鎳不銹鋼。

各系不銹鋼的組織情況：

200系不銹鋼：鎳鉻錳系不銹鋼，奧氏體不銹鋼（如201），

300系不銹鋼：鎳鉻系不銹鋼，奧氏體不銹鋼（如304）和雙相不銹鋼（如329）

400系不銹鋼：為鐵素體不銹鋼（430）和馬氏體不銹鋼（440）

500系不銹鋼：鐵素體不銹鋼

600系不銹鋼：沉淀硬化不銹鋼（630，631）

物理、力學(xué)性能：

1）馬氏體不銹鋼：能進(jìn)行淬火，淬火后具有較高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性及良好的抗氧化性，有的有磁性，但內(nèi)應(yīng)力大且脆。經(jīng)低溫回火后可消除其應(yīng)力，提高塑性，切削加工較困難，有切屑擦傷或粘結(jié)的明顯趨向，刀具易磨損。

當(dāng)鋼中含碳量低于0.3%時(shí)，組織不均勻，粘附性強(qiáng)，切削時(shí)容易產(chǎn)生積屑瘤，且斷屑困難，工件已加工表面質(zhì)量低。含碳量達(dá)0.4%～0.5%時(shí)，切削加工性較好。

馬氏體不銹鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，可獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，其切削加工性比退火狀態(tài)有很大改善。

2)鐵素體不銹鋼：加熱冷卻時(shí)組織穩(wěn)定，不發(fā)生相變，故熱處理不能使其強(qiáng)化，只能靠變形強(qiáng)化，性能較脆，切削加工性一般較好。切屑呈帶狀，切屑容易擦傷或粘結(jié)于切削刃上，從而增大切削力，切削溫度升高，同時(shí)可能使工件表面產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象。

3)奧氏體不銹鋼：由于含有較多的鎳(或錳)，加熱時(shí)組織不變，故淬火不能使其強(qiáng)化，可略改善其加工性。通過冷加工硬化可大幅度提高強(qiáng)度，如果再經(jīng)時(shí)效處理，抗拉強(qiáng)度可達(dá)2550～2740 MPa。奧氏體不銹鋼切削時(shí)的帶狀切屑連綿不斷，斷屑困難，極易產(chǎn)生加工硬化，硬化層給下一次切削帶來很大難度，使刀具急劇磨損，刀具耐用度大幅度下降。

奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的力學(xué)性能，良好的耐蝕能力，較突出的是冷變形能力，無磁性。

4)奧氏體+鐵素體不銹鋼：有硬度極高的金屬間化合物析出，強(qiáng)度比奧氏體不銹鋼高，其切削加工性更差。

5)沉淀硬化不銹鋼：含有能起沉淀硬化的鉈、鋁、鉬、鈦等合金元素，它們在回火時(shí)時(shí)效析出，產(chǎn)生沉淀硬化，使鋼具有很高的強(qiáng)度和硬度。由于含碳量低保證了足夠的含鉻量，因此具有良好的耐腐蝕性能。

不銹鋼有哪些切削特點(diǎn)

不銹鋼的切削加工性比中碳鋼差得多。以普通45號鋼的切削加工性作為100%，奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti的相對切削加工性為40%；鐵素體不銹鋼1Cr28為48%；馬氏體不銹鋼2Cr13為55%。其中，以奧氏體和奧氏體+鐵素體不銹鋼的切削加工性最差。不銹鋼在切削過程中有如下幾方面特點(diǎn)：

1）加工硬化嚴(yán)重：在不銹鋼中，以奧氏體和奧氏體+鐵素體不銹鋼的加工硬化現(xiàn)象最為突出。如奧氏體不銹鋼硬化后的抗拉強(qiáng)度達(dá)1470～1960MPa，而且隨抗拉強(qiáng)度的提高，屈服強(qiáng)度也升高；退火狀態(tài)的奧氏體不銹鋼屈服強(qiáng)度不超過的抗拉強(qiáng)度30%～45%，而加工硬化后達(dá)85%～95%。加工硬化層的深度可達(dá)切削深度的1/3或更大；硬化層的硬度比原來的提高1.4～2.2倍。因?yàn)椴讳P鋼的塑性大，塑性變形時(shí)品格歪扭，強(qiáng)化系數(shù)很大；且奧氏體不夠穩(wěn)定，在切削應(yīng)力的作用下，部分奧氏體會轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體；再加上化合物雜質(zhì)在切削熱的作用下，易于分解呈彌散分布，使切削加工時(shí)產(chǎn)生硬化層。前一次進(jìn)給或前一道工序所產(chǎn)生的加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重影響后續(xù)工序的順利進(jìn)行。

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號鋼的1.5倍以上)，使切削力增加。同時(shí)，不銹鋼的加工硬化嚴(yán)重，熱強(qiáng)度高，進(jìn)一步增大了切削抗力，切屑的卷曲折斷也比較困難。因此加工不銹鋼的切削力大，如車削1Cr18Ni9Ti的單位切削力為2450MPa，比45號鋼高25%。

3）切削溫度高：切削時(shí)塑性變形及與刀具間的摩擦都很大，產(chǎn)生的切削熱多；加上不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)約為45號鋼的50%左右，大量切削熱都集中在切削區(qū)和刀—屑接觸的界面上，散熱條件差。在相同的條件下，1Cr18Ni9Ti的切削溫度比45號鋼高200℃左右。

4）切屑不易折斷、易粘結(jié)：不銹鋼的塑性、韌性都很大，車加工時(shí)切屑連綿不斷，不僅影響操作的順利進(jìn)行，切屑還會擠傷已加工表面。在高溫、高壓下，不銹鋼與其他金屬的親和性強(qiáng)，易產(chǎn)生粘附現(xiàn)象，并形成積屑瘤，既加劇刀具磨損，又會出現(xiàn)撕扯現(xiàn)象而使已加工表面惡化。含碳量較低的馬氏體不銹鋼的這一特點(diǎn)更為明顯。

5）刀具易磨損：切削不銹鋼過程中的親和作用，使刀—屑間產(chǎn)生粘結(jié)、擴(kuò)散，從而使刀具產(chǎn)生粘結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損，致使刀具前刀面產(chǎn)生月牙洼，切削刃還會形成微小的剝落和缺口；加上不銹鋼中的碳化物(如TiC)微粒硬度很高，切削時(shí)直接與刀具接觸、摩擦，擦傷刀具，還有加工硬化現(xiàn)象，均會使刀具磨損加劇。

6）線膨脹系數(shù)大：不銹鋼的線膨脹系數(shù)約為碳素鋼的1.5倍，在切削溫度作用下，工件容易產(chǎn)生熱變形，尺寸精度較難控制。

下表為各種不銹鋼相對于45號鋼的切削加工系數(shù)表：

切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇鋸條？

目前常用的鋸切不銹鋼的帶鋸條有雙金屬帶鋸條和硬質(zhì)合金帶鋸條。其中高速鋼帶鋸條中高低齒的帶鋸條和磨齒型雙金屬帶鋸條比較合適。而對于普通的鋸床而言，如果鋸切難切的不銹鋼，多采用分齒型的硬質(zhì)合金帶鋸條，這種鋸條排屑性能要比不分齒型的硬質(zhì)合金帶鋸條更為優(yōu)越。

1)雙金屬帶鋸條的選擇：市面上的雙金屬帶鋸條很多，粉末高速鋼為齒尖的比普通M42為齒尖材料的更為耐磨。高低齒帶鋸條又比常規(guī)尖齒切削力更小。由于不銹鋼切屑不容易斷開，要適當(dāng)選擇前角比較大的鋸條。此外還有帶鋸條本身的加工質(zhì)量穩(wěn)定性，因?yàn)閹т彈l不同于其他刀具，其背部的熱處理狀況和齒尖背材的機(jī)加工狀況會對切削性能有很大的影響。

2)硬質(zhì)合金帶鋸條的選擇：硬質(zhì)合金帶鋸條的齒尖經(jīng)過精密磨削，其排屑性能要比雙金屬帶鋸條要好很多，不容易粘齒。但磨齒質(zhì)量比較低劣的硬質(zhì)合金帶鋸條刃口表面粗糙度不好，會在切削時(shí)粘齒，從而導(dǎo)致切削面粗糙和刀具耐磨性不好等問題。判斷磨齒質(zhì)量的簡易方法是買一個(gè)60倍的驗(yàn)鈔便攜式顯微鏡，觀察對比不同鋸條的齒尖磨削質(zhì)量，選擇刃口表面質(zhì)量更光滑，齒尖不出現(xiàn)崩齒的即可。

切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇鋸切參數(shù)？

切削液一般采取10%的濃度的乳化液。

鋸切速度推薦如下表：

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