不锈钢钻孔为什么出现加工硬化

1. 为什么不锈钢锻件要加工硬化

我是永鑫生锻造厂的师傅，我认为
1、加工硬化有利于不锈钢锻件塑性变形加工的变形均匀性。因为不锈钢锻件先变形部分得到强化时，继续的变形将主要在末变形部分中发展，从而使不锈钢材料能够均匀变形，如筒形锻件的拉深等；
2、它可保证金属零件和构件的工作安全性。例如，零件在工作中一旦出现超载等原因，零件某部位所受应力大于其屈服点产生少量塑性变形，则因加工硬化使该部位屈服点提高，就有可能制止该处进一步变形和断裂。

2. 不锈钢锻件进行加工硬化有哪些缺点

奥氏体不锈钢切削时的带状切屑连绵不断，断屑困难，极易产生加工硬化，硬化层给下一次切削带来很大难度，使刀具急剧磨损，刀具耐用度大幅度下降。

3. 产生加工硬化的主要原因是

产生原因是，金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力等。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。

加工硬化也是GB 150.4中要求进行恢复性能热处理的情形之一。对于金属再结晶温度以上进行的加工，即热加工，因塑性变形引起的硬化过程和回复结晶引起的软化过程几乎同时存在，所以热加工不存在加工硬化现象，但热加工是有可能会改变材料供货（热处理）状态的。

但对于加工温度介于冷成形、热成形之间的温成形，是可能存在加工硬化，也可能会改变材料的供货状态。

(3)不锈钢钻孔为什么出现加工硬化扩展阅读

对于用热处理方法不能强化的材料来说，可以用加工硬化方法来提高期强度，如塑性很好而强度较低的奥氏体不锈钢（所以GB 24511有Rp0.2、Rp1.0）、铝、铜等。（因为材料的塑性好，不担心加工硬化引起的塑性降低。）

但对于一些金属来说，金属经加工硬化后，金属的塑性大为降低、并引起残余应力等，继续变形就会导致开裂，为了消除这种硬化现象、消除残余应力，保证材料的韧性、构件形状的稳定性，中间需要进行再结晶退火。

4. 不锈钢钻孔为什么要用酱油冷却钻头

不锈钢钻孔可以用酱油或者醋冷却钻头。

不锈钢,属于难加工材料专.其切削性能属很差.表现在:

1. 韧性大，容易粘刀，对钻头的磨擦大,是刀具易磨损.产生的热多,使刀具温度升高。

2. 容易加工硬化，导热能力差，热膨胀系数大,加工中易变形.

3. 钻孔是半封闭加工,工况更差。
   

   加酱油或醋除了有普通冷却液的冷却作用外，其中的有机物容易碳化，部分形成石墨结构，润滑作用较好，不易形成积屑瘤。
   

5. 不锈钢材料钻孔钻不动是什么原因

钻不锈钢孔记住两个要点：1.加力，尤其是用手电钻时；2.钻头的材质很重要，由于国内不锈钢材质不很统一，元素多样，所以要用合金钻头。不锈钢很容易粘刀，钻时注意加油，醋之类的。

6. 如何消除不锈钢的加工硬化

加工硬化的消除一般有以下几种方法：
1..再结晶退火：把冷变形的金属加热到再结晶温度以上，保温一定时间后冷却，使其发生再结晶的热处理工艺。在生产中采用再结晶退火来消除加工产品的加工硬化，提高塑性，残余应力也可以完全消除。在冷变形加工过程中间有时也进行再结晶退火，这是为了恢复塑性以便于继续加工。
2.固溶退火(铬镍不锈钢常用的方法)： 亦即碳化物固溶退火, 一种将成品件加热至摄氏1010度以上而脱除碳化物沉淀(即从不锈钢固体溶液中逃逸的碳)的工艺, 此后将其迅速降温,通常是用水淬火, 所含碳化物返回不锈钢固体溶液中.固溶退火处理可应用于一系列的合金钢与不锈钢成分中. 对于300系列不锈钢铸件的固溶处理能产生一种没有碳化物杂质的均一的显微结构. 对于沉淀硬化合金铸件及锻件的固溶退火能产生较软的显微结构．

7. 不锈钢钻孔加工常见问题和注意事项有哪些

在钻孔加工时由于不锈钢材料导热性能差、弹性模量小、材质硬度高等因素，造成钻孔加工难度较高，要解决此类材料的钻孔加工难题，需要从多个方面综合进行考量，下面就简单介绍下不锈钢钻孔类加工要注意哪些问题：
（1）刀具材料选择
因加工不锈钢零件时切削力大、切削温度高，通常可以采用CBN（立方氮化硼）刀片，CBN硬度仅次于金刚石，硬度可达7000～8000HV，因此耐磨性很高，与金刚石相比，CBN突出优点是耐热性比金刚石高得多，可达1200℃，可承受很高的切削温度。此外其化学惰性很大，与铁族金属在1200～1300℃时也不起化学作用，因此非常适合加工不锈钢材料。
（2）刀具几何参数
刀具几何参数对其切削性能起重要的作用，为使切削轻快、顺利，硬质合金刀具宜采用较大的前角，以提高刀具寿命。一般粗加工时，前角取10°～20°，半精加工时取15°～20°；精加工时取20°～30°。主偏角的选择依据是，当工艺系统刚性良好时，可取30°～45°；如工艺系统刚性差时，则取60～75°，当工件长度与直径之比超过10倍时，可取90°。
用陶瓷刀具镗削不锈钢材料时，绝大多数情况下，陶瓷刀具均采用负前角进行切削。前角大小一般选应－5°～－12°。这样有利于加强刀刃，充分发挥陶瓷刀具抗压强度较高的优越性。后角大小直接影响刀具磨损，对刀刃强度也有影响，一般选用5°～12°。主偏角的改变会影响径向切削分力与轴向切削分力的变化以及切削宽度和切削厚度的大小。因为工艺系统的振动对陶瓷刀具极为不利，所以主偏角的选择要有利于减少这种振动，一般选取30°～75°。选用CBN作为刀具材料时，刀具几何参数为前角0°～10°，后角12°～20°，主偏角45°～90°。
（3）注意断屑槽的磨削
由于不锈钢切屑具有强韧的特点，刀具前刀面上断屑槽修磨应合适，从而使过程中断屑、容屑、排屑方便。
（4）选用合适的切削油
由于不锈钢具有极易产生粘结和散热性差的特点，因此在镗削中选用抗粘结和散热性好的切削油相当重要，性能良好的切削油不仅可以大幅度的提高效率，而且可以有效的保护刀具，延长设备的使用寿命。

8. 不锈钢 塑性加工中的加工硬化

不锈钢薄板（或其他型材）冷加工以后，微观上滑移面及晶界上将产生大量位错，致使点阵产生畸变。畸变量越大时，位错密度越高，内应力及点阵畸变越严重，使金属变形抗力和强度、硬度等随变形程度而增加，塑性指标伸长率、断面收缩率降低。当加工硬化达一定程度时，如继续形变，便有开裂或脆断的危险，成形后其残余应力极易引起工件自爆破裂。在环境气氛作用下，放置一段时间后，工件会自动产生晶间开裂（通常称为“季裂”）。故不锈钢冲压成形过程中，一般都必须进行工序间的软化退火， 即中间退火，以消除残余应力，降低硬度，恢复材料塑性，以便能进行下一道加工。经加工硬化的奥氏体不锈钢可采用高温和低温退火两种方式来恢复塑性，降低硬化程度，并消除或减少残余应力，为了不使材料产生敏化，退火时应避开500℃~850℃的敏化温度范围。有时还可用固溶处理来代替． []

9. 分析不锈钢为什么切削加工困难

与优质碳素结构钢相比，不锈钢材料加入了Cr、Ni、N、Nb、Mo等合金元素。这些合金元素的增加，不仅提高了钢的耐蚀性，对不锈钢的机械性能也有一定影响。如马氏体不锈钢4Cr13与45号中碳钢相比，具有相同的含碳量，但相对切削加工性只有45钢的58%；奥氏体不锈1Cr18Ni9Ti只有40%，而奥氏体—铁素体双相不锈钢韧性高、切削性更差。
2.不锈钢材料切削难点分析
在实际加工中，切削不锈钢往往伴随着断刀、粘刀现象的发生。由于不锈钢在切削时塑性变形大，产生的切屑不易折断、易粘结，导致在切削过程中加工硬化严重，每一次走刀都对下一次切削产生硬化层，经过层层积累，不锈钢在切削过程中的硬度越来越大，需要的切削力也随之升高。
加工硬化层的产生、切削力的增高必然导致刀具与工件之间的摩擦增大，切削温度也随之升高。并且，不锈钢的导热系数较小，散热条件差，大量切削热集中刀具与工件之间，使已加工表面恶化，严重影响了已加工表面的质量。而且，切削温度的升高会加剧刀具磨损，使刀具前刀面产生月牙洼，切削刃产生缺口，从而影响工件表面质量，降低了工作效率，增加了生产成本。
3.提高不锈钢加工质量的方法
由上可以看出，不锈钢的加工比较困难，切削时易产生硬化层，容易断刀；产生的切屑不易折断，导致粘刀，会加剧刀具的磨损。针对不锈钢这些切削特点，结合生产实际，我们从刀具材料、切削参数及冷却方式三方面入手，找到提高不锈钢加工质量的方法。
3.1 刀具材料的选择
选择合适的刀具是加工出高质量零件的基础。刀具太差，加工不出合格的零件；选择过好的刀具，虽然能满足零件的表面质量要求，但容易造成浪费，提高了生产成本。结合不锈钢切削时散热条件差、产生加工硬化层、易粘刀等特点，选择的刀具材料应满足耐热性好、耐磨性高、与不锈钢亲和作用小的特点。
3.1.1 高速钢
高速钢是加入W、Mo、Cr、V、Go等合金元素的高合金工具钢，具有较好的工艺性能，强度和韧性配合好，抗冲击振动的能力较强。在高速切削产生高热情况下（约500℃）仍能保持高的硬度（HRC仍在60以上），高速钢红硬性好，适合制作铣刀、车刀等铣削刀具，可以满足不锈钢切削时产生的硬化层及散热性差等切削环境。
W18Cr4V是最典型的高速钢刀具，自1906年诞生以来，已经被广泛制作成各种刀具以满足切削加工的需要。但随着各种被加工材料机械性能的不断提高，W18Cr4V刀具已经不能满足难加工材料的加工要求。高性能的钴高速钢应时而生。与普通高速钢相比，钴高速钢具有更好的耐磨性、红硬性和使用的可靠性，适合高切除率加工和断续切削加工，常用牌号如W12Cr4V5Co5。
3.1.2 硬质合金钢
硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC）微米级粉末为主要成分，以钴或镍、钼为粘结剂，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。硬质合金具有强度和韧性较好，耐热、耐磨、耐腐蚀、硬度高等一系列优良性能。在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度，适合不锈钢、耐热钢等难加工材料的切削加工。常见硬质合金主要分为三类：YG类（钨钴类硬质合金）、YT类（钨钛钴类）、YW类（钨钛钽（铌）类），这三种合金的成分不同，用途也有很大差别。其中YG类硬质合金由于具有较好的韧性，导热性也较好，可以选择较大的前角，适合不锈钢的切削。
3.2 切削不锈钢刀具几何参数的选择
1）前角γo：结合不锈钢强度高、韧性好、切削时切屑不易被切离等特点，在保证刀具有足够强度的前提下，应选用较大的前角，这样既可以减小加工对象的塑性变形，也能够降低切削温度和切削力，同时减少硬化层的产生。
2）后角αo：增加后角将减小加工表面与后刀面的摩擦，但切削刃的散热能力和强度也随之降低。后角的大小取决于切削厚度，切削厚度大时，宜选较小后角。
3）主偏角kr、副偏角k′r、：主偏角kr的减小可增加刀刃工作长度，有利于散热，但在切削时会增加径向力，容易产生振动，常取kr值为50°～90°，若机床刚性不足，可适当加大。副偏角常取k′r=9°～15°。
4）刃倾角λs：为了增加刀尖强度，刃倾角一般取λs=7°～—3°。
3.3 切削液和冷去方式的选择
由于不锈钢的切削加工性较差，对切削液的冷却、润滑、渗透及清洗性能有更高的要求，常用的切削液有以下几类：
1）乳化液：比较常见的冷却方式，具有较好的冷却、清洗、润滑性能，常用于不锈钢粗车。
2）硫化油：切削过程中能在金属表面形成高熔点硫化物，而且在高温下不易破坏，具有良好的润滑作用，并有一定的冷却效果，一般用于钻孔、铰孔及攻丝。
3）机油、锭子油等矿物油：其润滑性能较好，但冷却和渗透性较差，适用于外圆精车。
在切削加工过程中应使切削液喷嘴对准切削区，或最好采用高压冷却，喷雾冷却等冷却方式。
4.以把手为例子，分析不锈钢铣削过程中的加工方法
该零件虽然结构简单，但零件材料为1Cr18Ni9Ti，属于奥氏体不锈钢，厚度12，切削量较大，加工硬化严重。若采用逆铣，则刀齿先在已经硬化的表面上滑行，加工硬化会更严重，所以此零件最好采用顺铣加工外形尺寸，以便减小加工硬化以及铣削时带来的冲击、振动，保护铣刀刀齿不易崩刃。不对称顺铣法能保证切削刃平稳地从金属中切离，切屑粘结接触面积小，在高速离心力的作用下易被甩掉，以免刀齿重新切入工件时，切屑冲击前刀面产生剥落和崩刃现象，提高刀具的耐用度，零件外形图见图1。
另外，选用哪种铣刀呢？针对上述不锈钢难加工的特点，我们发现铣削不锈钢的刀具应满足以下这些特点：切削刃要锋利，又要能承受冲击，容屑槽也要大。结合零件外形尺寸以及我所的实际生产，选用大螺旋角铣刀（包括圆柱铣刀、立铣刀）能够满足上述条件，同时若把所选刀具螺旋角从20°增加到40°，刀具耐用度也可提高1.5倍以上。
选择高速钢立铣刀，铣刀直径16，转速300r/min，进给量37.5mm/min铣出六面尺寸。由于不锈钢铣削时产生大量的热量，故应选择合适的冷却方式。理论上采用喷雾冷却法效果最为显著，可提高铣刀耐用度一倍以上，但这种冷却方式不适用于我们的工作场所，故这里采用10%乳化液冷却，并保证切削液流量达到充分冷却。钳工划出外形线，需要铣零件的外形尺寸。分析零件内腔有2—R4内角，需选用直径为8的铣刀。由于铣刀直径较小，转速高，故应选择刀耐热性好、耐磨性高、与不锈钢的亲和作用小的硬质合金钢。因为硬质合金钢具有较高的硬度（70～175HRC），耐850℃～1000℃的高温，具有良好的耐磨性和耐热性以及高硬度，其切削速度也比高速钢刀具提高2到3倍，正适合这里的高速切削。加工过程中应勤于观察，及时清除刀齿周围的粘屑，防止粘刀，避免损伤已加工面。
5.结语
综上所述，虽然不锈钢的切削性差，具有加工硬化严重、切削力大、导热系数低、易粘刀、易磨损刀具等缺点，但只要找到合适的加工方法，采用合适的刀具、切削方式以及切削用量，选择合适的冷却液，在工作中勤于思考，不锈钢等难加工材料也就迎“刃”而解了。