不銹鋼加工篇

1、1不銹鋼不銹鋼加工加工篇篇京瓷京瓷切削切削刀刀具具技術(shù)講習(xí)會技術(shù)講習(xí)會2不銹鋼的分類不銹鋼的分類（JISJIS）按主要成分來分類按主要成分來分類按按金屬金屬結(jié)構(gòu)分類結(jié)構(gòu)分類基本成分區(qū)分基本成分區(qū)分全全名名代表的代表的鋼種鋼種基本成分組成基本成分組成鉻鉻 鎳鎳系系（Cr-Ni Cr-Ni 系）系）1818鉻鉻系系SUS304SUS304SUS316SUS31618Cr-8Ni18Cr-8Ni18Cr-12Ni-2.5Mo18Cr-12Ni-2.5Mo奧氏體奧氏體系系鉻鉻系系（Cr Cr 系）系）1313鉻鉻系系SUS410SUS41013Cr13Cr馬氏體馬氏體系系1818鉻鉻系系SUS430S

2、US43018Cr18Cr鐵鹽酸鐵鹽酸系系鋼類鋼類CrNiCSiMnPS其他SUS63015.017.53.05.00.07以下1.0以下1.0以下0.04以下0.03以下Cu3.05.0SUS63116.018.06.57.750.09以下1.0以下1.0以下0.04以下0.03以下0.751.5沉淀沉淀硬化硬化不銹鋼的不銹鋼的化學(xué)成分（化學(xué)成分（鋼種鋼種）3不銹鋼難加工的特點不銹鋼難加工的特點被削性指數(shù)使用AISI B1112（JIS SUM21相當(dāng)）的超硬工具以Vc=240m/min（800sfm）的切削速度進(jìn)行切削、工具刀尖摩損量在30分鐘內(nèi)達(dá)到0.381mm（0.015inch）的場

3、合,切削性指數(shù)為100。數(shù)値越小越難切削。材材質(zhì)質(zhì)硬度硬度(HB)(HB)被削性指數(shù)被削性指數(shù) (%)(%)20 40 60 8020 40 60 80奧氏體系奧氏體系183183SUS301SUS301160160SUS303SUS303160160SUS304SUS304195195SUS316SUS316馬氏體馬氏體系系200200SUS403SUS403160160SUS410SUS410207207SUS420SUS420SUS420FSUS420F鐵鹽酸鐵鹽酸系系145145SUS405SUS405190190SUS430SUS430SUS430FSUS430F160160B111

4、2B1112參參 考考205205S45CS45C 關(guān)于不銹鋼關(guān)于不銹鋼被削性指數(shù)被削性指數(shù) 被削性被削性指數(shù)不適用的場合指數(shù)不適用的場合 1) 1) 該指數(shù)與切削場合有關(guān)該指數(shù)與切削場合有關(guān) 該數(shù)據(jù)是在車削條件下取得的，而在銑削該數(shù)據(jù)是在車削條件下取得的，而在銑削 等場合，由于加工形態(tài)的不同，只適合做等場合，由于加工形態(tài)的不同，只適合做 概略的參考概略的參考. . 2) 2) 該指數(shù)與工具材質(zhì)有關(guān)該指數(shù)與工具材質(zhì)有關(guān) 如果使用不同成分的硬質(zhì)合金刀具或者是如果使用不同成分的硬質(zhì)合金刀具或者是 其他材質(zhì)的刀具進(jìn)行切削，試驗數(shù)據(jù)也會有其他材質(zhì)的刀具進(jìn)行切削，試驗數(shù)據(jù)也會有 很大差異很大差異. .（

5、參考（參考資料資料）4低熱傳導(dǎo)率低熱傳導(dǎo)率（不銹鋼全體不銹鋼全體）加工硬化性加工硬化性（奧氏體奧氏體系）系）親親和性和性（奧氏體系奧氏體系) )高延展性高延展性（不銹鋼不銹鋼全全體體） 磨損磨損 境界磨損境界磨損 境界境界損傷損傷 塑性變形塑性變形 塌隙塌隙磨磨損損 熱龜裂熱龜裂 崩崩 欠欠損損 加工加工毛刺毛刺 溶著溶著（積屑瘤積屑瘤 ）高熱傳導(dǎo)材種高熱傳導(dǎo)材種形狀形狀低抵抗低抵抗斷屑槽斷屑槽熱熱、化學(xué)的安定性、化學(xué)的安定性AlAl2 2O O3 3 涂層涂層TiAlNTiAlN涂層涂層強韌強韌性性SUSSUS材料特性材料特性切削切削現(xiàn)象現(xiàn)象切削工具切削工具應(yīng)具的特應(yīng)具的特性性不銹鋼加工困難

6、的具體表現(xiàn)不銹鋼加工困難的具體表現(xiàn)教材教材：P2P25不銹鋼加工上發(fā)生的問題點不銹鋼加工上發(fā)生的問題點 不銹鋼加工上的不銹鋼加工上的大障礙大障礙境界磨損境界磨損（損傷損傷）加工加工毛刺毛刺（毛刺毛刺）溶著溶著、積屑瘤、積屑瘤 其他的障礙其他的障礙 刀片刀片壽命低下壽命低下(加工硬化)磨損磨損 塌隙塌隙磨磨損損崩損崩損 沖擊性崩沖擊性崩塑性變形塑性變形 切屑處理切屑處理(高延展性)切屑控制困難切屑控制困難塌隙摩損教材教材：P3以上的問題都可以通過京瓷的不銹鋼加工用新材質(zhì)和專用斷屑槽加以改善。6 不銹鋼加工用不銹鋼加工用超硬超硬涂層涂層平滑表面平滑表面 TiAlNTiAlN薄膜（薄膜（PVDPVD

7、涂層涂層） 強靭母材強靭母材, ,實現(xiàn)實現(xiàn)安定加工安定加工 平滑表面平滑表面, ,切削切削抵抗抵抗低低CVDCVD涂層涂層PVDPVD涂層涂層閃亮的金色涂層閃亮的金色涂層 有效抑制溶著和積屑瘤有效抑制溶著和積屑瘤 表面平滑表面平滑, , 抵抗低抵抗低超級良好型超級良好型TiCNTiCN涂層涂層 CVDCVD涂層材種涂層材種 耐摩耐摩損損性性提高提高新刀尖形成新刀尖形成（FETFET）技術(shù)技術(shù) 采用大刀尖角度和大前角采用大刀尖角度和大前角 設(shè)計設(shè)計 “導(dǎo)入導(dǎo)入FETFET技術(shù)技術(shù)”F Fine ine E Edge dge T Treatmentreatment良好良好 刀尖角刀尖角 處理處理新

8、技術(shù)新技術(shù)以前技術(shù)以前技術(shù) 抑制溶著抑制溶著和積屑瘤發(fā)生和積屑瘤發(fā)生 減少減少境界摩境界摩損發(fā)生損發(fā)生CVDCVD涂層材種涂層材種教材教材：P4P47 不銹鋼切削加工上的不銹鋼切削加工上的3 3大問題大問題 邊界磨損邊界磨損（損傷損傷）的原因的原因 加工硬化加工硬化0 00.10.10.20.20.30.30.40.40.50.5200200300300400400表面以下的距離表面以下的距離 (mm)(mm)硬度硬度 (HV)(HV)SUS303SUS303SUS304SUS304表面以下約表面以下約0.2mm0.2mm的地方出現(xiàn)的地方出現(xiàn)加工硬化加工硬化切削條件 刀片材質(zhì) ： P10 超硬

9、合金vc=100m/min f=0.12mm/rev ap=1.2mm 加工硬化層碰到刀片邊界部加工硬化層碰到刀片邊界部、 促進(jìn)邊界部磨損及損傷促進(jìn)邊界部磨損及損傷不銹鋼加工上發(fā)生的問題點不銹鋼加工上發(fā)生的問題點教材教材：P5約約 0.2mm加工加工硬化層硬化層8不銹鋼不銹鋼切削加工切削加工的的大障礙大障礙 邊界磨損邊界磨損（損傷損傷）的原因的原因 加工加工毛刺毛刺（毛刺毛刺）所致所致 如上面動畫顯示如上面動畫顯示, ,在加工中產(chǎn)生毛刺在加工中產(chǎn)生毛刺, ,受到毛受到毛 刺的摩擦刺的摩擦, ,刀片邊界部的磨損異常擴(kuò)大刀片邊界部的磨損異常擴(kuò)大不銹鋼加工上發(fā)生的問題點不銹鋼加工上發(fā)生的問題點氧化所

10、致氧化所致邊界部與氧氣邊界部與氧氣反應(yīng)反應(yīng).容易氧化容易氧化很難反應(yīng)很難反應(yīng)切削溫度高切削溫度高 切削切削時時, ,邊邊界部界部的溫度高的溫度高, ,容易與氧氣接觸容易與氧氣接觸. . 因此因此, ,促進(jìn)了邊界部的氧化促進(jìn)了邊界部的氧化9問題點的解決對策問題點的解決對策抑制邊界磨損抑制邊界磨損（損傷損傷）的對策的對策斷屑槽斷屑槽斷面斷面前前角大角大刀尖規(guī)格刀尖規(guī)格小小不銹鋼加工用不銹鋼加工用工具工具斷屑槽斷屑槽斷面斷面前前角小角小刀尖規(guī)格刀尖規(guī)格大大鋼鋼加工用工具加工用工具切削效果提高切削效果提高, ,實現(xiàn)實現(xiàn)低抵抗低抵抗以前技術(shù)以前技術(shù)新新技術(shù)技術(shù)鋒利型刀尖的形成成為可能鋒利型刀尖的形成成為

11、可能新新刀尖刀尖形成（形成（FETFET）技術(shù)）技術(shù)粗粗加工加工 低抵抗低抵抗SUSSUS專用斷屑槽專用斷屑槽MSMS斷屑槽斷屑槽MUMU斷屑槽斷屑槽教材教材：P6P6降低切削降低切削抵抗抵抗, ,抑制抑制了毛刺的產(chǎn)生了毛刺的產(chǎn)生, ,從而抵制邊界磨損從而抵制邊界磨損使用了新的FET刃先技術(shù)，使得刀刃更鋒利，可以有效降低切削抵抗,抑制邊界磨損10問題點的解決對策抑制邊界磨損抑制邊界磨損（損傷損傷）的的対策対策邊邊界摩界摩損損（損傷損傷）的的抑制抑制 使用耐氧化性高的刀片材種使用耐氧化性高的刀片材種強強韌韌性性高高熱熱傳傳導(dǎo)導(dǎo)材材種種優(yōu)秀的化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)秀的化學(xué)穩(wěn)定性TiAlNTiAlN涂層涂層A

12、lAl2 2O O3 3涂層涂層不銹鋼加工用不銹鋼加工用工具材工具材種的必要特性種的必要特性熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)率高率高的的超硬母材超硬母材抗磨損性良好的抗磨損性良好的TiCN TiCN 層層抗熱性良好的抗熱性良好的-Al-Al2 2O O3 3層層平滑平滑的的TiNTiN層層超硬母材超硬母材強韌強韌薄膜薄膜CVDCVD涂層涂層專用專用材材種的效果種的效果 抗磨損抗磨損性性提高提高 凹坑凹坑 、后角后角、境界、境界部部 邊邊界界損傷的損傷的抑制抑制 抗氧化性抗氧化性、韌韌性性提高所致提高所致 抑制溶著、抑制溶著、積屑瘤產(chǎn)生積屑瘤產(chǎn)生 平滑平滑的表面層的表面層薄膜薄膜CVDCVD涂層涂層（CA65CA6

13、5）11 邊界磨損邊界磨損（損傷損傷）的的抑制対策抑制対策改善點改善點：不讓邊不讓邊界界受損的受損的位置集中位置集中問題點的解決對策問題點的解決對策改變進(jìn)給方向改變進(jìn)給方向（錐度加工錐度加工直線直線加工加工）改變切深量改變切深量邊邊界磨界磨損損（損傷損傷）的的抑制抑制12 不不銹鋼銹鋼切削切削加工上的加工上的大障礙大障礙 加工加工毛刺毛刺（毛刺毛刺）的原因的原因 境界摩境界摩損損（損傷所致?lián)p傷所致）邊界磨損發(fā)生后，刀刃在該點的切削效果差，邊界磨損發(fā)生后，刀刃在該點的切削效果差， 導(dǎo)致毛刺導(dǎo)致毛刺前述前述的邊界磨損發(fā)生的邊界磨損發(fā)生. .含有含有鎳鎳（Ni Ni ）粒子鋼材的延展性粒子鋼材的延展

14、性 因為是粘性材料因為是粘性材料、很容易發(fā)生毛刺很容易發(fā)生毛刺不銹鋼加工上的發(fā)生的問題點不銹鋼加工上的發(fā)生的問題點加工加工毛刺毛刺（毛刺毛刺）的的抑制抑制教材教材：P7P7銅高張力鋼板（）冷間圧延鋼板（ SPCC）SUS304（系）伸 (%)引張強（MPa ）金屬板種類50220銅30100 鋁32620高張力鋼板37400冷卻圧延鋼板（ SPCC）60590SUS304（奧氏體系）延展性 (%) 抗拉強度（MPa）金屬板的種類反過來講,毛刺發(fā)生后也會導(dǎo)致境界損傷.13問題點的解決對策問題點的解決對策抑制抑制加工加工毛刺毛刺（毛刺毛刺）的對策的對策 提高加工效果提高加工效果, ,抑制抑制毛刺毛

15、刺 使用不銹鋼加工使用不銹鋼加工專用斷屑槽專用斷屑槽 來提高加工效果來提高加工效果 采用采用更鋒利的刀尖更鋒利的刀尖 處理處理（R R規(guī)格規(guī)格）來提高切削效果來提高切削效果 改變改變工具形狀工具形狀及及加工方法加工方法, ,抑制抑制毛刺發(fā)生毛刺發(fā)生新新技術(shù)技術(shù)MUMU斷屑槽斷屑槽前進(jìn)前進(jìn)方向方向面的面的毛刺發(fā)生毛刺發(fā)生往下壓動加工進(jìn)行對應(yīng)往下壓動加工進(jìn)行對應(yīng)消除毛刺的消除毛刺的対策対策改變改變橫切刃角橫切刃角, ,防止毛刺防止毛刺邊邊界部界部的的橫切刃角橫切刃角大大邊邊界部界部的的橫切刃角橫切刃角小小毛刺大毛刺小橫切刃角小R角大R?。≧ap）R大（Rap）14 不銹鋼加工上的不銹鋼加工上的3

16、3大障礙大障礙 溶著、溶著、積屑瘤的原因積屑瘤的原因 不銹鋼里面所含的不銹鋼里面所含的CrCr，Ni Ni 等粒子與工等粒子與工 具材種親和具材種親和性性大大, ,在刀尖上容易發(fā)生切在刀尖上容易發(fā)生切 屑屑溶著溶著. .造成 在在斷斷續(xù)車?yán)m(xù)車削削和銑削時和銑削時, ,由于由于溶著溶著而發(fā)生而發(fā)生 吃刀現(xiàn)象吃刀現(xiàn)象、伴隨伴隨加工硬化加工硬化所形成的所形成的硬化硬化切切 屑的產(chǎn)生屑的產(chǎn)生導(dǎo)致刀具欠損發(fā)生導(dǎo)致刀具欠損發(fā)生 不銹鋼加工上發(fā)生的問題點不銹鋼加工上發(fā)生的問題點立銑刀加工時的刀刃溶立銑刀加工時的刀刃溶著著（其他公司產(chǎn)品其他公司產(chǎn)品A A）溶著溶著教材教材：P8P8溶著溶著性崩性崩損損15 溶

17、著、溶著、積屑瘤的積屑瘤的抑制対策抑制対策問題點的解決對策問題點的解決對策溶著、溶著、積屑瘤的積屑瘤的抑制抑制采用更鋒利的刀刃采用更鋒利的刀刃, , 提高切削效果提高切削效果, ,抑制溶著抑制溶著和和 積屑瘤的產(chǎn)生積屑瘤的產(chǎn)生 使用不銹鋼加工的使用不銹鋼加工的專用斷屑槽專用斷屑槽, ,提高了切削效果提高了切削效果 采用采用更鋒利的刀尖處理更鋒利的刀尖處理（R R規(guī)格規(guī)格）來提高切削效果來提高切削效果 提高提高切削速度切削速度, , 抑制溶著抑制溶著和積屑瘤的產(chǎn)生和積屑瘤的產(chǎn)生新新技術(shù)技術(shù)vc = 50m/minvc = 200m/min【高速領(lǐng)域】【低速領(lǐng)域】16溶著、溶著、積屑瘤的積屑瘤的抑

18、制対策抑制対策問題點的解決對策問題點的解決對策溶著、溶著、積屑瘤的積屑瘤的抑制抑制使用表面平滑的斷屑槽使用表面平滑的斷屑槽, ,抑制溶抑制溶著著 積屑瘤發(fā)生積屑瘤發(fā)生表面未處理（CVD）有異物付著閃亮金色涂層抑制異物付著切削切削后的狀態(tài)后的狀態(tài)切削后的狀態(tài)切削后的狀態(tài)PR1125由于使用了新開發(fā)的FS技術(shù)，同樣具有光滑的表面，也可以有效抑制附著物。17 溶著、溶著、積屑瘤的積屑瘤的抑制対策抑制対策使用切削效果更加良好的刀片使用切削效果更加良好的刀片鋼鋼加工用加工用斷屑槽斷屑槽不銹鋼不銹鋼加工用加工用斷屑槽斷屑槽（ MS/MU MS/MU 斷屑槽斷屑槽） 研磨斷屑槽研磨斷屑槽CA6515CA65

19、15CA6525CA6525PR1125PR1125（安定性（安定性重視重視）改變?yōu)榭鼓p改變?yōu)榭鼓p性性良好的刀片材種良好的刀片材種（因因磨磨損而發(fā)生的損而發(fā)生的溶著溶著和積屑瘤對策和積屑瘤對策）問題點的解決對策問題點的解決對策溶著、溶著、積屑瘤的積屑瘤的抑制抑制18 其他問題點其他問題點 刀片壽命刀片壽命低下低下不銹鋼的熱傳導(dǎo)率低不銹鋼的熱傳導(dǎo)率低, ,導(dǎo)致前角導(dǎo)致前角面面發(fā)生發(fā)生 塌陷塌陷磨磨損損、沖擊性崩沖擊性崩、塑性變形等塑性變形等切削切削熱熱切刃集中切刃集中前角面摩損前角面摩損塌陷塌陷磨磨損損發(fā)熱而產(chǎn)生刀尖發(fā)熱而產(chǎn)生刀尖塑性塑性變形變形熱龜裂熱龜裂heatheat crack crackSUSSUS 不銹鋼