难切削材料的加工的课外物理知识_物理百科-查字典物理网

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一、概论：

1、什么是难切削材料?

就是切削加工性差的材料。一般材料的性能大于或小于此指标中(HB250、1000MPa，30%，100MPa，K41.8W/m?k)的一项以上，都属于难切削材料。也可以用切削过程中的现象(切削力、切削热、刀具磨损与刀具耐用度、已加工表面质量和切屑控制等)来衡量。

2、影响材料切削加工性的因素：

①物理性能：

1)导热系数K：导热系数高阳材料允许的Vc就高。如用硬质合金刀具切削以下材料的Vc：

碳钢K=48.2～50.2W/m?kVc=100～150m/min

高温合金K=8.4～16.7W/m?kVc=7～60m/min

钛合金K=6.3～9.6W/m?kVc=15～50m/min

2)线膨胀系数：影响材料的热胀冷缩程度而影响加工精度。

②化学成分：材料的化学成分和配比是影响材料的力学性能、物理性能、热处理性能、金相组织和材料的切削加工性的根本因素。如：

C：材料含碳量的增加，其硬度和强度增加。

Ni：Ni能提高材料的耐热性，但使材料的导热系数明显下降;当Ni8%时，形成奥氏体钢，使加工硬化严重。

V：随着它的含量的增加，材料的磨削性能变差。

Mo：能提高材料的强度和韧性，但材料的导热系数下降。

W：能提高材料的热强性和高温强度及常温硬度与强度。但使材料的导热系数明显下降。

Mn：能提高材料的硬度和强度，使材料的韧性下降。当Mn1.5%时，材料的切削加工性变差。

Si：能使材料的导热系数下降。

Ti：钛是易于形成碳化物的元素，其加工性也差。

还有Cr、O、S、P、N、Pb、Cu、Al等元素都对材料的切削加工性有影响。

③材料的力学性能：1)硬度和强度：材料的硬度和强度适中，其切削加工性比较好，硬度和强度越高，切削加工性就越差。如正火45钢：HB200，b640MPa;淬火45钢：HRC45，b2100～2600MPa。影响材料切削加工性的还有金属材料组织中的细微杂物，如A1203、Si02、Ti02等，它们的显微硬度高，对刀具产生机械磨损;其切削加工性也变差。2)韧性k和塑性：韧性和塑性大的材料，在切削加工时的阻力、变形和产生的热量就大，其切削加工性也差。3)弹性模量E：它是表示材料刚度的指标，弹性模量大，表示材料在外力的作用下不易产生弹性变形。但弹性模量小的材料在切削过程中，弹性恢复大，且刀具摩擦大，切削也困难。如软橡胶E==2～4MP;45钢E=200000MPa：Mo材E=500000MPa。

④金相组织：1)铁素体：它的硬度和强度很低(HB50～90，b=190～250MPa)、塑性和韧性高(=40～50%)，切削时易产生积屑瘤.切削加工性差。2)珠光体：球形珠光体切削加工性好。(如45钢)3)渗碳体：硬度高(HRC66-70)，但很脆(k=30-35MPa)，由于Fc增大易崩边，使切削困难。4)奥氏体：它的硬度不高(HB200左右)，但塑性和韧性很高，加工表面硬化和切屑与刀具冷焊严重，切削加工性差。如1Cr18Ni9Ti、高温合金等。5)马氏体：淬火钢属于这类金相组织。它硬度高、脆性大，其相对切削加工性为45钢的1/3～1/10。

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