㈠ 为什么说焊接不锈钢有一定的工艺难度
因为不锈钢材质特殊,一般人焊不住,所学知识有限,语言表达能力一般,但是已经竭尽全力去回答,希望回答能够帮助到您!
㈡ 不锈钢加工过程都有哪些加工难点
1、切削力度大
不锈钢材质强度大,切削时切向应力大、塑性变形大,因而切削力大。此外材料导热性极差,造成切削温度升高,且高温往往集中在刀具刃口附近的狭长区域内,从而加快了刀具的磨损。
切削强度大主要是因为不同材质的不锈钢类型的强度不一致,所以切割时对应的用力比较大,不易塑性。选择钻镗之类的工艺时,尽可能选择比加工材质更加大强度的工艺,这样不易造成不锈钢的变形,亦可减少切割过程中的切削强度。
2、切削温度高
不锈钢材质本身从导热性来看,都不利于导热,在切削过程中加工工艺与工件想触碰,造成加工温度高,这也加剧了刀具的磨损。可以通过“固溶处理、水韧处理”的热处理方式来解决,在不改变物理状态原始材料状态的情况下,对加工材料的金相结构进行一定的微调,以此来改善加工中的温度。
3、加工硬化严重
奥氏体不锈钢以及一些高温合金不锈钢均为奥氏体组织,切削时加工硬化倾向大,通常是普通碳素钢的数倍,刀具在加工硬化区域内切削,使刀具寿命缩短。
4、容易粘刀
无论是奥氏体不锈钢还是马氏体不锈钢均存在加工时切屑强韧、切削温度很高的特点。当强韧的切屑流经前刀面时,将产生粘结、熔焊等粘刀现象,影响加工零件表面粗糙度。
不锈钢的几种材质加工时,都会因为切削的强韧度导致加工工艺与工件之间有一定的粘性,也就是粘刀,这样加工出来的成品件差,表面易磨损,并且粘刀对刀具的损害也非常大。
5、刀具磨损加快
上述材料一般含高熔点元素、塑性大,切削温度高,使刀具磨损加快,磨刀、换刀频繁,从而影响了生产效率,提高了刀具使用成本。
㈢ 师傅说304不锈钢比45#的难加工,请帮忙解释一下为什么具体体现在哪些方面
不锈钢难加工的原因主要是铬镍含量高于普通钢的10倍左右,因此从抗拉强度和屈服强度来说,不锈钢并不比一般钢材高多少,甚至有的还不如一般钢材,例如铬合金钢20Cr、40Cr的抗拉强度分别高达80、100公斤/毫米²;铬不锈钢2Cr13为66公斤/毫米²,3Cr13为85公斤/毫米²;而铬镍不锈钢1Cr18Ni9Ti为50~55公斤/毫米²,低于45#钢﹙61公斤/毫米²﹚。在抗拉强度接近的条件下,不锈钢的其他性能指标,如延伸率、断面收缩率和冲击值都比普通碳素钢及合金钢高。
一般钢材如果抗拉强度、屈服强度高,则延伸率、断面收缩率和冲击值就会相应降低,而不锈钢的特点在于这两方面的指标都偏高。
不锈钢的强度,特别是高温强度和高温硬度高,所以切削过程中切削力大。不锈钢的塑性大、韧性高,切削时消耗能量大,刀具的切削温度高。
一般钢材在切削温度高的作用下,切屑切离部位的金属强度和硬度,将随切削温度升高而明显下降,使得切削过程进行顺利。不锈钢在高温时的强度和硬度无明显下降,例如奥氏体不锈钢在700℃时仍不降低其机械物理性能,因此不锈钢切削过程的切削力大。也正是因为不锈钢在高温时的强度和硬度下降不明显,切削过程的切削力比较集中地作用在刀刃附近,容易引起刀刃的塑性变形而损坏。
切削不锈钢时,不仅产生的热量多,而且因为不锈钢的导热率低﹙约为普通碳素钢的½~⅓﹚,散热条件不好,造成刀具高温,对刀具的寿命有很大影响。
不锈钢的粘结凝焊性强,切削过程容易产生积屑瘤﹙刀瘤﹚,不易获得光洁的加工表面;刀刃容易产生剥离现象。
不锈钢加工硬化倾向强,如切削条件不当,刀具的磨损加快。
不锈钢切屑不易折断、卷曲,在切削过程中容易堵塞,造成表面光洁度下降,挤坏已加工表面和崩坏刀刃。
㈣ 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。
㈤ 321不锈钢的高难度加工性体现在哪些方面
321不锈钢板虽然1Cr18Ni9Ti的抗拉强度和硬度都不高,但综合性能很好,塑性和韧性高,它的延伸率、断面收缩率和冲击值都较高,1Cr18Ni9Ti的延伸率是40%,是40#的210-237%,是45#的250-280%,是20Cr、40Cr钢的400-500%,所以切屑不易切离、卷曲和折断,切屑变形所消耗的功能增多,如切除一定体积的1Cr18Ni9Ti所消耗的能量比切除相同体积的低碳钢约高50%,并且大部分能量转化为热能,使切削温度升高。由于1Cr18Ni9Ti不易加工,切屑不321不锈钢板易切离和折断,故刀具和工件之间所产生的摩擦热也多,而不锈钢1Cr18Ni9Ti的导热率低(约为普通钢的1/2-1/3),散热差,由切屑带走的热量少。大部分的热量被刀具吸收,致使刀具的温度升高,加剧刀具磨损。钢对其他金属材料的亲和性强。因此在和其它金属接触时,在一定的温度和压力下就会产生粘附现象。在切削过程中,刀具易产生积屑瘤,不易获得表面粗糙度等级高的加工表面。
㈥ 不锈钢304材料的力学性能是否优于Q235钢材的
碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢,而略低于奥氏体型不锈钢;电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增;线膨胀系数大小的排序也类似,奥氏体型不锈钢最高而碳钢最小;碳钢、铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性,奥氏体型不锈钢无磁性,但其冷加工硬化生成成氏体相变时将会产生磁性,可用热处理方法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。
拿最常用的奥氏体型不锈钢与碳钢相比,具有下列特点:
1)高的电阻率,约为碳钢的5倍。
2)大的线膨胀系数,比碳钢大40%,并随着温度的升高,线膨胀系数的数值也相应地提高。
3)低的热导率,约为碳钢的1/3。
㈦ 碳钢的含碳量要高于不锈钢,为什么有人说碳钢比不锈钢更易于加工碳钢应该比较脆,不好加工才对啊
碳钢比不锈钢好加工,因为不锈钢含有铬、镍等一类金属,而且比例比较大,导致不锈钢导热性能差,切削时热量集中,而且不锈钢韧性好,切削阻力大,所以不锈钢远比碳钢难加工
㈧ 不锈钢的切削特点有哪些
不锈钢的切削加工性比中碳钢差得多。以普通45号钢的切削加工性作为100%,奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的相对切削加工性为40%;铁素体
不锈钢1Cr28为48%;马氏体不锈钢2Cr13为55%。其中,以奥氏体和奥氏体+铁素体不锈钢的切削加工性最差。不锈钢在切削过程中有如下几方面特
点:
(1)加工硬化严重:在不锈钢中,以奥氏体和奥氏体+铁素体不锈钢的加工硬化现象最为突出。如奥氏体不锈钢硬化后的强度σb达1470~1960
MPa,而且随σb的提高,屈服极限σs升高;退火状态的奥氏体不锈钢σs不超过的σb30%~45%,而加工硬化后达85%~95%。加工硬化层的深度
可达切削深度的1/3或更大;硬化层的硬度比原来的提高1.4~2.2倍。因为不锈钢的塑性大,塑性变形时品格歪扭,强化系数很大;且奥氏体不够稳定,在
切削应力的作用下,部分奥氏体会转变为马氏体;再加上化合物杂质在切削热的作用下,易于分解呈弥散分布,使切削加工时产生硬化层。前一次进给或前一道工序
所产生的加工硬化现象严重影响后续工序的顺利进行。
(2)切削力大:不锈钢在切削过程中塑性变形大,尤其是奥氏体不锈钢(其伸长率超过45号钢的1.5倍以上),使切削力增加。同时,不锈钢的加工硬化严
重,热强度高,进一步增大了切削抗力,切屑的卷曲折断也比较困难。因此加工不锈钢的切削力大,如车削1Cr18Ni9Ti的单位切削力为2450
MPa,比45号钢高25%。
(3)切削温度高:切削时塑性变形及与刀具间的摩擦都很大,产生的切削热多;加上不锈钢的导热系数约为45号钢的1/2~1/4,大量切削热都集中在切削
区和刀-屑接触的界面上,散热条件差。在相同的条件下,1Cr18Ni9Ti的切削温度比45号钢高200℃左右。
(4)切屑不易折断、易粘结:不锈钢的塑性、韧性都很大,车加工时切屑连绵不断,不仅影响操作的顺利进行,切屑还会挤伤已加工表面。在高温、高压下,不锈
钢与其他金属的亲和性强,易产生粘附现象,并形成积屑瘤,既加剧刀具磨损,又会出现撕扯现象而使已加工表面恶化。含碳量较低的马氏体不锈钢的这一特点更为
明显。
(5)刀具易磨损:切削不锈钢过程中的亲和作用,使刀-屑间产生粘结、扩散,从而使刀具产生粘结磨损、扩散磨损,致使刀具前刀面产生月牙洼,切削刃还会形
成微小的剥落和缺口;加上不锈钢中的碳化物(如TiC)微粒硬度很高,切削时直接与刀具接触、摩擦,擦伤刀具,还有加工硬化现象,均会使刀具磨损加剧。
(6)线膨胀系数大:不锈钢的线膨胀系数约为碳素钢的1.5倍,在切削温度作用下,工件容易产生热变形,尺寸精度较难控制。
㈨ 304的不锈钢与碳钢的机械强度有什么区别
304的不锈钢与碳钢的机械强度差不多。
1、性能不同:
304的不锈钢耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。又称不锈耐酸钢。实际应用中,常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢,而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。
碳钢铸造性能比铸铁差,但力学性能比铸铁好。是含碳量在0.0218%~2.11%的铁碳合金。一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。一般碳钢中含碳量较高则硬度越大,强度也越高,但塑性较低。
2、用途不同:
304不锈钢是应用最为广泛的一种铬-镍不锈钢
,作为一种用途广泛的钢,具有良好的耐蚀性、耐热性,低温强度和机械特性;冲压、弯曲等热加工性好,无热处理硬化现象。在大气中耐腐蚀,适合用于食品的加工、储存和运输。
具有良好的加工性能和可焊性。
碳钢主要用于制造形状复杂,力学性能要求高,而在工艺上又很难用锻压等方法成形的比较重要的机械零件,例如汽车的变速箱壳,机车车辆的车钩和联轴器等。
(9)不锈钢加工难度是碳钢多少倍扩展阅读:
304不锈钢是不锈钢中常见的一种材质,密度为7.93
g/cm3,业内也叫做18/8不锈钢。耐高温800℃,具有加工性能好,韧性高的特点,广泛使用于工业和家具装饰行业和食品医疗行业。
碳钢是含碳量在0.0218%~2.11%的铁碳合金。也叫碳素钢。一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。一般碳钢中含碳量较高则硬度越大,强度也越高,但塑性较低。
参考资料:网络-304不锈钢
参考资料:网络-碳钢