Аустенитная нержавеющая сталь AISI 304 (т.е. нержавеющая сталь 0Cr18Ni9) обладает хорошей коррозионной стойкостью, термостойкостью, прочностью при низких температурах и всесторонними механическими свойствами. Он широко используется в пищевом оборудовании, химическом оборудовании и промышленном оборудовании для атомной энергетики. Этот вид аустенитной нержавеющей стали обладает хорошей межкристаллитной коррозионной стойкостью, превосходной коррозионной стойкостью во многих окисляющих кислотах (таких как HNO3), высокой коррозионной стойкостью в растворах щелочей, большинстве органических и неорганических кислот, а также в атмосфере, воде и паре. Аустенитная нержавеющая сталь AISI 304 имеет относительную обрабатываемость Kr около 0,4, что является типичным материалом, который трудно поддается резке.
Характеристики токарной обработки нержавеющей стали AISI 304
Аустенитная нержавеющая сталь AISI 304 обладает плохой обрабатываемостью, что в основном проявляется в большом усилии резания, серьезном упрочнении при обработке, высокой локальной температуре в зоне резания и легком прилипании и износе инструментов.
(1) Большое усилие резания
Аустенитная нержавеющая сталь AISI 304 обладает низкой твердостью (твердость ≤ 187hbs) и хорошей пластичностью (относительное удлинение после разрушения) благодаря большому содержанию Cr, Ni, Mn и других элементов (δ5 ≥ 40%, уменьшение площади ψ ≥60％). 。 Пластическая деформация во время резки велика, и прочность все еще может поддерживаться при высокой температуре (прочность обычной стали значительно снижается при повышении температуры резки), что приводит к большому усилию резания аустенитной нержавеющей стали AISI304. При обычных условиях резания удельное усилие резания нержавеющей стали AISI 304 составляет 2450 МПа, что более чем на 25% выше, чем у стали 45.
(2) Суровая рабочая закалка
Нержавеющая сталь AISI 304 сопровождается очевидной пластической деформацией во время механической обработки, и решетка материала будет вызывать серьезные искажения; В то же время, из-за дефектов стабильности структуры аустенита, небольшая часть аустенита становится мартенситом в этом процессе; Кроме того, примесные соединения в аустените будут разлагаться из-за нагрева в процессе резки, и дисперсные примеси будут образовывать упрочненный слой на поверхности, что делает явление упрочнения заготовки очень очевидным, а прочность после упрочнения Σb достигает 1500 МПа, а глубина упрочненного слоя составляет 0,1-0,3мм.
(3) Локальная Температура В Зоне Резания Высокая
Поскольку нержавеющая сталь AISI304 требует большого усилия резания, а стружку нелегко срезать, трудозатраты на отделение стружки также велики. Производительность резки нержавеющей стали AISI 304 в обычных условиях примерно на 50% выше, чем у низкоуглеродистой стали, что приводит к большему тепловыделению при резке. Аустенитная нержавеющая сталь обладает плохой теплопроводностью. Теплопроводность нержавеющей стали AISI 304 составляет 16,3-21,5 Вт/м·К, что составляет лишь треть от теплопроводности стали марки 45. Следовательно, температура в зоне резания высокая (как правило, тепло, отводимое стружкой во время резания, должно составлять более 70% от теплоты резания). Большое количество тепла при резании концентрируется в зоне резания и на контактной поверхности «стружки инструмента», а теплоотдача, передаваемая инструменту, составляет до 20% (при резке обычной углеродистой стали это значение составляет всего 9%), при тех же условиях резания температура резания нержавеющей стали AISI304 примерно на 200-300 ℃ выше, чем у стали марки 45.
(4) Инструмент Подвержен Прилипанию И Износу
Из-за высокой термостойкости и высокой склонности аустенитной нержавеющей стали к упрочнению при обработке нагрузка на резание большая, и сродство между аустенитной нержавеющей сталью и инструментами и стружкой будет значительно повышено из-за сродства между аустенитной нержавеющей сталью и инструментами в процессе резки, что неизбежно приведет к склеиванию, диффузии и удалению стружки. другие явления, приводящие к прилипанию инструмента и износу. В частности, твердые включения, образованные небольшой частью карбидов, ускоряют износ инструментов и даже вызывают разрушение кромок, что значительно сокращает срок службы инструментов и влияет на качество поверхности обрабатываемых деталей.
Выберите Разумный Процесс точения
Из-за плохой обрабатываемости аустенитной нержавеющей стали AISI304 необходимо выбрать разумный процесс токарной обработки, включая разумный выбор материалов токарного инструмента, геометрических параметров инструмента, параметров резания и охлаждающей жидкости, чтобы добиться более высокой эффективности производства и качества обработки.
(1) Инструментальный материал
Правильный выбор инструментальных материалов имеет большое значение для обеспечения эффективной обработки аустенитной нержавеющей стали. В соответствии с труднообрабатываемыми характеристиками нержавеющей стали AISI 304 анализ показывает, что выбранные режущие инструменты должны обладать характеристиками высокой прочности и ударной вязкости, в то же время они также должны обладать хорошей износостойкостью и термостойкостью, а также обеспечивать незначительное сродство с нержавеющей сталью. В настоящее время цементированный карбид и быстрорежущая сталь по-прежнему являются наиболее часто используемыми материалами для режущего инструмента.
① Цементированный карбид
Поскольку усилие резания труднообрабатываемых материалов велико, а контакт между стружкой и режущей поверхностью короткий, усилие резания в основном сосредоточено вблизи кромки, которая склонна к разрушению кромки. Таким образом, для механической обработки можно выбрать инструменты из цементированного карбида YG. Цементированный карбид YG обладает хорошей ударной вязкостью, высокой износостойкостью и красной твердостью, а также хорошей теплопроводностью. Он подходит для обработки аустенитной нержавеющей стали. Также можно выбрать инструмент YG8N. Благодаря добавлению Nb производительность резания в 1-2 раза выше, чем у YG8, и эффект хорош, когда он используется при черновой и полуточной обработке.
② Быстрорежущая сталь
Инструменты из быстрорежущей стали позволяют эффективно избежать того явления, что твердые инструменты легко повреждаются из-за размера, формы и структуры токарной заготовки из нержавеющей стали. Традиционные инструменты из быстрорежущей стали (такие как W18Cr4V) больше не могут соответствовать современным требованиям обработки с точки зрения долговечности, но новые инструменты из быстрорежущей стали с превосходными режущими характеристиками, такие как быстрорежущая сталь, содержащая алюминий (например, W6Mo5Cr4V2Al) и азотсодержащая быстрорежущая сталь (например, w12mo3cr4v3n). может быть использован.
(2) Геометрические параметры инструмента
Разумное определение геометрических параметров выбранного инструмента является важным фактором для эффективного повышения долговечности инструмента и эффективности обработки материалов из нержавеющей стали AISI 304. Как правило, инструмент должен иметь большие передние и задние углы и острые режущие кромки.
(3) Параметры резки
Нержавеющая сталь AISI 304 — типичный труднообрабатываемый материал, поэтому параметры резки следует подбирать разумно. Параметры резания оказывают большое влияние на упрочнение заготовки, силу резания, нагрев и эффективность обработки. Скорость резания оказывает наибольшее влияние на температуру резания и долговечность инструмента νс. Вторым параметром является скорость подачи F, а скорость обратной подачи AP оказывает наименьшее влияние.
(4) Смазочно-охлаждающая жидкость
Из-за низкой режущей способности нержавеющей стали AISI 304 выбранная смазочно-охлаждающая жидкость должна обладать лучшими охлаждающими, смазывающими свойствами и проницаемостью (т.е. предотвращать склеивание). Следует по возможности выбирать эмульсии и вулканизированные масла, содержащие присадки для работы при экстремальном давлении, такие как s и Cl.
Следует по возможности выбирать эмульсии и вулканизированные масла, содержащие присадки для работы при экстремальном давлении, такие как s и Cl. Вулканизированное масло обладает определенными охлаждающими и смазывающими свойствами и низкой стоимостью. Его можно использовать для полуфабрикатной или чистовой обработки нержавеющей стали. Если в смазочно-охлаждающую жидкость добавить присадки для работы под экстремальным давлением или маслянистые добавки, ее смазывающие свойства могут быть значительно улучшены. Обычно он используется для чистовой обработки нержавеющей стали. Смазочно-охлаждающая жидкость, изготовленная из смеси четыреххлористого углерода, керосина и олеиновой кислоты, значительно улучшает проницаемость охлаждающей и смазочно-охлаждающей жидкости и особенно подходит для чистовой обработки материалов из аустенитной нержавеющей стали AISI 304. Из-за высокой теплоемкости резки аустенитной нержавеющей стали следует использовать охлаждение распылением, охлаждение под высоким давлением и другие методы, насколько это возможно, для улучшения охлаждающего эффекта.