切削加工性能是指金屬材料承受切削加工的難易程度。當(dāng)可以正常切削后,依據(jù)工件表面的粗糙度、切削速度和刀具磨損程度,來(lái)評(píng)價(jià)金屬切削加工性能。


1. 切削性


  切削性又叫可切削性(machinability).切削是一種復(fù)雜的表面層現(xiàn)象,牽涉摩擦及高速的彈性及塑性變形。因此,切削的難易及質(zhì)量的好壞與許多因素有關(guān):

 

 ①. 工具的材料及形狀(工具用鋼及工具的設(shè)計(jì));


 ②. 工件材料的切削性能;


 ③. 切削加工時(shí)有無(wú)切削液及其特性;


 ④. 切削類(lèi)型及條件。


  在其他條件恒定的情況下,最易切削的金屬應(yīng)該是允許使用最大的切削速度、刀具磨損最小、能量消耗最低的,并能獲得最滿意的表面粗糙度。在大多數(shù)情況下,切削加工主要的要求是高速的切削和工具的壽命長(zhǎng);而有些情況卻對(duì)表面光滑度的要求較為嚴(yán)格。


2. 測(cè)定和比較金屬切削性能的方法


 ①. 用給定的切削速度,測(cè)定相同刀具切削不同金屬的壽命來(lái)進(jìn)行比較;


 ②. 用相同的壓力、轉(zhuǎn)速和時(shí)間,測(cè)定所鉆入不同金屬的深度來(lái)進(jìn)行比較;


 ③. 用切削不同的一定金屬量所消耗等能量或散發(fā)的熱量來(lái)比較切削性能。


 這些方法都沒(méi)有考慮加工件的表面粗糙度,只用切削的難易程度來(lái)相對(duì)比較金屬的切削性能。


金屬的切削性能是一種很復(fù)雜的工藝性能,它與金屬的其他性能有關(guān)。首先,我們應(yīng)知道金屬難以切削的原因:


 ①. 硬度太高或強(qiáng)度太大時(shí),切削所消耗的能量就大;當(dāng)速度提高時(shí),產(chǎn)生的熱量會(huì)使刀口易于軟化,這些都會(huì)使切削變得非常困難。


 ②. 軟而塑性很高的金屬,在切削時(shí)易于產(chǎn)生積屑瘤及與刀刃粘接,使切削變得非常困難,并且使切削表面粗糙度增高。


 ③. 易于加工硬化的金屬,不易切削,例如高碳、高錳、耐磨鋼及奧氏體不銹鋼等。金屬中含有堅(jiān)硬的第二相,不易切削,例如碳化物、氧化物等,易于磨損刀刃。


 其次,我們還應(yīng)知道什么樣的組織可以使金屬易于切削,不溶于基體的第二相,如具備潤(rùn)滑性或增加材料的脆性,都可以改善金屬的切削性。例如,石墨、鉛、鉍等可以增加金屬切削時(shí)的潤(rùn)滑作用;脆性硫化物及磷化物(鋼中的MnS及Fe3P)等,可以使切屑易于斷裂。


3. 提高金屬切削性能的途徑


 ①. 使硬的金屬變軟(回火或退火);


 ②. 使太軟的金屬變硬(冷加工、細(xì)化晶粒、正火);


 ③. 減少堅(jiān)硬的第二相(提高冶煉質(zhì)量,減少夾雜);


 ④. 改善堅(jiān)硬第二相的分布(退火或正火);


 ⑤. 加入改善切削性能的第二相元素(Pb、Bi、石墨、MnS、Fe3P等)。


 最后的方法⑤可以獲得切削性極佳的合金,適用于自動(dòng)機(jī)床,因此叫做易切削鋼及易切削合金。


有些影響金屬切削性能的物理及力學(xué)性質(zhì),具有組織不敏感性,因而很難用改善組織的方法來(lái)改變。這些性質(zhì)包括熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率、基體金屬的彈性模量等。