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不銹鋼表面加工對刀具的要求
時間:2018-11-29
不銹鋼表面鏡面拋光是不銹鋼表面處理的一種類型,是通過去除表面粗糙度和氧化皮而體現出金屬本色(類似于鏡面反射的效果),一般其表面粗糙度值Ra ≤ 0.05 μm,表面光潔度大于10,才能稱之為“鏡面”。

恰逢今日有金粉詢問關于不銹鋼加工選用刀具的問題,小編特準備了一些在加工不銹鋼時對刀具的要求。

不銹鋼鏡面拋光根據拋光方式,常見有機械拋光,化學拋光和電化學拋光三種形式;

目前比較常用的鏡面拋光設備主要是以將不銹鋼板或其他類型的金屬板通過可調壓力的磨盤逆時針轉動,修正輪帶動工件自轉,重力加壓的方式對工件施壓,加上相匹配的研磨乳化液(主要有金屬氧化物,無機強酸,有機潤滑劑和弱堿性清洗劑相融合),工件與研磨盤作相對運轉磨擦,來達到研磨拋光目的。鏡面拋光機可分為磨削,磨光和修磨三個步驟;其所匹配的磨料,研磨工料和研磨液也根據其不同的工段而有所不同。


各種材質和厚度的不銹鋼板材都可加工成為不同程度的鏡面效果;由于母材存在宏觀不平度(其表面粗糙程度Ra值一般都da,要先通過磨削的方式先將其表面粗糙度研磨至一定的數值(Ra ≤ 0.8μm),然后通過磨光和修磨的方式進行研磨直至“鏡面”。

不銹鋼的表面狀態有很多種,一般作為鏡面研磨母料的表面主要有2B,2BB,2D,BA,No.1等,其適合鏡面研磨的材質主要有SUS304,304J1, 316L,201,202,430,441等奧氏體,鐵素體不銹鋼,其最終鏡面的效果也因其母材所用材質和表面所決定;一般來說300系列的不銹鋼的研磨效果略好于其他系列材質,BA表面研磨效果最好,2B次之,No.1最差。

此外,拋光乳化液,拋光機與拋光乳化液循環系統接觸,再加上有各類酸性和堿性物質的腐蝕,要求拋光乳化液和拋光機都要有很好的抗腐蝕能力。此外,由于拋光機高速旋轉和金屬板材摩擦造成大量的熱量(尤其是奧氏體不銹鋼的導熱性能很差);由于研磨做功會在同一片區域產生大量熱量,會造成金屬表面應力的改變,從而影響金屬物理狀態的微變,最終導致金屬的平整度,所以要求拋光設備和拋光環境都要有良好的散熱條件。

不銹鋼表面加工等級、特征及用途

原面:NO.1

熱軋后施以熱處理及酸洗處理的表面。一般用于冷軋材料,工業用槽罐、化學工業裝置等,厚度較厚由2.0MM-8.0MM。

鈍面:NO.2D

冷軋后經熱處理、酸洗者,其材質柔軟,表面呈銀白色光澤,用於深沖壓加工,如汽車構件、水管等。

霧面:NO.2B

冷軋后經熱處理、酸洗,再以精軋加工使表面為適度之光亮者。由於表面光滑,易於再研磨,使表面更加光亮,用途廣泛,如餐具、建材等。采用改善機械性能的表面處理后,幾乎滿足所有用途。

粗砂:NO.3

用100-120號研磨帶研磨出來的產品。具有較佳的光澤度,具有不連續的粗紋。用于建筑內外裝飾材料、電器產品及廚房設備等。

細砂:NO.4

用粒度150-180號研磨帶研磨出來的產品。具有較佳的光澤度,具有不連續的粗紋,條紋比NO.3細。用于浴池、建筑內外裝飾材料、電器產品、廚房設備及食品設備等。

#320 用320號研磨帶研磨出來的產品。具有較佳的光澤度,具有不連續的粗紋,條紋比NO.4細。用于浴池、建筑內外裝飾材料、電器產品、廚房設備及食品設備等。

毛絲面HAIRLINE:HL NO.4經適當粒度拋光砂帶的連續研磨生成研磨花紋的產品(細分150-320號)。主要用于建筑裝飾,電梯,建筑物的門、面板等。

亮面:BA

經冷軋后施以光亮退火,并經過平整得到的產品。表面光澤度極好,有很高的反射率。如同鏡面的表面。用于家電產品、鏡子、廚房設備、裝飾材料等。

加工不銹鋼對刀具的要求

1.選擇刀具的幾何參數

加工不銹鋼時,刀具切削部分的幾何形狀,一般應從前角、后角方面的選擇來考慮。在選擇前角時,要考慮卷屑槽型、有無倒棱和刃傾角的正負角度大小等因素。不論何種刀具,加工不銹鋼時都必須采用較大的前角。增大刀具的前角可減小切屑切離和清出過程中所遇到的阻力。對后角選擇要求不十分嚴格,但不宜過小,后角過小容易和工件表面產生嚴重摩擦,使加工表面粗糙度惡化,加速刀具磨損。并且由于強烈摩擦,增強了不銹鋼表面加工硬化的效應;刀具后角也不宜過大,后角過大,使刀具的楔角減小,降低了切削刃的強度,加速了刀具的磨損。通常,后角應比加工普通碳鋼時適當大些。

前角的選擇從切削熱的產生和散熱方面說,增大前角可減小切削熱的產生,切削溫度不致于太高,但前角過大則因刀頭散熱體積減小,切削溫度反而升高。減小前角可改善刀頭散熱條件,切削溫度有可能降低,但前角過小,則切削變形嚴重,切削產生的熱量不易散掉。實踐表明,取前角go=15°~20°最為合適。

后角的選擇粗加工時,對強力切削的刀具則要求切削刃口強度高,則應取較小的后角;精加工時,其刀具磨損主要發生在切削刃區和后刀面上,對于不銹鋼這種易出現加工硬化的材料,其后刀面摩擦對加工表面質量及刀具磨損影響較大,合理的后角應為:加工奧氏體不銹鋼(185HB以下),其后角可取6°~8°;加工馬氏體不銹鋼(250HB以上),其后角取6°~8°;加工馬氏體不銹鋼(250HB以下),其后角為6°~10°為宜。

刃傾角的選擇刃傾角的大小和方向,確定了流屑的方向,合理選擇刃傾角ls,通常取-10°~20°為宜。在微量精車外圓、精車孔、精刨平面時,應采用大刃傾角刀具:應取ls45°~75°。

2.刀具材料的選擇

對刀桿材料的要求加工不銹鋼時,由于切削力較大,故刀桿必須具備足夠的強度和剛性,以免在切削過程中發生顫振和變形。這就要求選用適當大的刀桿截面積,同時還應采用強度較高的材料來制造刀桿,如采用調質處理的45號鋼或50號鋼。

對刀具切削部分材料的要求加工不銹鋼時,要求刀具切削部分的材料具有較高的耐磨性,并能在較高的溫度下保持其切削性能。目前常用的材料有:高速鋼和硬質合金。由于高速鋼只能在600°C以下保持其切削性能,因此不宜用于高速切削,而只適用于在低速情況下加工不銹鋼。由于硬質合金比高速鋼具有更好的耐熱性和耐磨性,因此用硬質合金材料制成的刀具更適合不銹鋼的切削加工。

硬質合金分鎢鈷合金(YG)和鎢鈷鈦合金(YT)兩大類。鎢鈷類合金具有良好的韌性,制成的刀具可以采用較大的前角與刃磨出較為鋒利的刃口,在切削過程中切屑易變形,切削輕快,切屑不容易粘刀,所以在一般情況下,用鎢鈷合金加工不銹鋼比較合適。特別是在振動較大的粗加工和斷續切削加工情況下更應采用鎢鈷合金刀片,它不象鎢鈷鈦合金那樣硬脆,不易刃磨,易崩刃。鎢鈷鈦合金的紅硬性較好,在高溫條件下比鎢鈷合金耐磨,但它的脆性較大,不耐沖擊、振動,一般作不銹鋼精車用刀具。

刀具材料的切削性能關系著刀具的耐用度和生產率,刀具材料的工藝性影響著刀具本身的制造與刃磨質量。宜選擇硬度高、抗粘結性和韌性好的刀具材料,如YG類硬質合金,最好不要選用YT類硬質合金,尤其是在加工1Gr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼應絕對避免選用YT類硬質合金,因為不銹鋼中的鈦(Ti)和YT類硬質合金中的Ti產生親合作用,切屑容易把合金中的Ti帶走,促使刀具磨損加劇。生產實踐表明,選用YG532、YG813及YW2三種牌號材料加工不銹鋼具有較好的加工效果

3.切削用量的選擇

為了抑制積屑瘤和鱗刺的產生,提高表面質量,用硬質合金刀具進行加工時,切削用量要比車削一般碳鋼類工件稍低些,特別是切削速度不宜過高,一般推薦切削速度Vc=60~80m/min,切削深度為ap=4~7mm,進給量f=0.15~0.6mm/r為宜。

4.對刀具切削部分表面粗糙度的要求

提高刀具切削部分的表面光潔度可減少切屑形成卷曲時的阻力,提高刀具的耐用度。與加工普通碳鋼相比較,加工不銹鋼時應適當降低切削用量以減緩刀具磨損;同時還要選擇適當的冷卻潤滑液,以便降低切削過程中的切削熱和切削力,延長刀具的使用壽命。

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