一 不銹鋼分類(lèi)及定義

1 不銹鋼定義

一種主要成分是鐵 (Fe) 元素的合金

鉻含量高于12%

碳含量通常較低 (C ≤ 0.05%)

添加鎳 (Ni)、鉻 (Cr)、鉬 (Mo)、鈮 (Nb) 和鈦 (Ti) 等各種合金元素，賦予材料不同的特性，例如耐腐蝕性和高溫強(qiáng)度。

鉻 (Cr) 與氧 (O) 結(jié)合，在鋼表面產(chǎn)生一層氧化鉻 (Cr2O3)保護(hù)膜，從而使這種材料具有不銹特性。

2 切削加工性概述

不銹鋼的切削加工性依其合金元素、熱處理和制造工藝 (鍛造、鑄造等) 的不同而不同。通常，合金含量越高，切削加工性就越差，但所有不銹鋼組均包含易切削或切削加工性改進(jìn)的材料。

長(zhǎng)切屑材料

切削控制在鐵素體/馬氏體不銹鋼加工中比較容易，但在奧氏體和雙相不銹鋼加工中則變得更復(fù)雜

特定切削力：1800-2850 N/mm2

加工時(shí)產(chǎn)生高切削力、積屑瘤、高熱量和加工硬化表面

氮 (N) 含量較高的奧氏體組織可提高強(qiáng)度并提供一定的耐腐蝕性，但卻會(huì)降低切削加工性，同時(shí)增加形變硬化

添加的硫 (S) 用于改善切削加工性

高碳含量 (> 0.2%) 將導(dǎo)致相對(duì)較重的后刀面磨損

鉬 (Mo) 和氮 (N) 會(huì)降低切削加工性。但是，它們能夠提供耐酸侵蝕特性并且有助于增加高溫強(qiáng)度

有的不銹鋼切削加工性經(jīng)過(guò)改進(jìn)，改進(jìn)方法是優(yōu)化硫化物和氧化物的含量，而沒(méi)有削弱耐腐蝕性。

3 不銹鋼的分類(lèi)及材料參數(shù)

二 工件材料的識(shí)別

不銹鋼的顯微組織主要取決于其化學(xué)成分，其中，主要合金成分鉻 (Cr) 和鎳 (Ni) 最為重要 。事實(shí)上，由于用于穩(wěn)定奧氏體或鐵素體的其他合金成分的影響，顯微結(jié)構(gòu)的變化范圍可能很大。熱處理或某些情況下的冷加工也可能改變顯微結(jié)構(gòu)。沉淀硬化鐵素體或奧氏體不銹鋼具有更高的抗拉強(qiáng)度。

1 鐵素體和馬氏體不銹鋼

定義：一般鉻 (Cr) 含量為12-18%。只存在少量的其他合金元素。馬氏體不銹鋼的碳含量相對(duì)較高，因此會(huì)硬化。鐵素體不銹鋼具有磁性。鐵素體和馬氏體不銹鋼的可焊性都較低，耐腐蝕性從中等到低并隨著鉻 (Cr) 含量的增加而提高。

切削加工性：通常，切削加工性良好且與低合金鋼非常相似。但不同不銹鋼鋼種切削性能會(huì)不一樣。高碳含量 (> 0.2%) 會(huì)使材料硬化。加工將產(chǎn)生后刀面磨損和月牙洼磨損以及部分積屑瘤。其中易切削不銹鋼種有：416、420F、440F，430F，切削性能一般的有405、430、446、403、410、420、431、440A、440B、440C等。440C由于含碳量很高，在這些鋼中最難切削。馬氏體不銹鋼中也有沉淀硬化的不銹鋼，典型牌號(hào)如SUS630、SUS631,沉淀硬化馬氏體不銹鋼由于抗拉強(qiáng)度和硬度都更高，因此，切削難度比其他馬氏體不銹鋼難度更大。

2 奧氏體和超級(jí)奧氏體不銹鋼

定義：奧氏體不銹鋼是不銹鋼的主組；這類(lèi)不銹鋼如鎳-鉻類(lèi)300系列不銹鋼和200系列的幾種Cr-Ni-Mn鋼。最常見(jiàn)的成分是18%的鉻和8%的鎳 (如18/8不銹鋼、304不銹鋼)。通過(guò)添加2-3%的鉬可產(chǎn)生更好的耐腐蝕性，此類(lèi)不銹鋼通常叫做“耐酸鋼"(如316不銹鋼)。該材料組中還包括鎳 (Ni) 含量超過(guò)20%的超級(jí)奧氏體不銹鋼，市面上所講的超級(jí)奧氏體不銹鋼往往還含有4%~7%的Mo，典型牌號(hào)如254SMO，654SMO,904L,Alloy 926。奧氏體沉淀硬化 (PH) 不銹鋼在溶解熱處理?xiàng)l件下具有奧氏體組織，典型的沉淀硬化鋼為17/7 PH鋼。

切削加工性：加工硬化產(chǎn)生硬表面和硬切屑，進(jìn)而導(dǎo)致溝槽磨損。它還會(huì)出現(xiàn)粘著并產(chǎn)生積屑瘤 (BUE)。其相對(duì)切削加工性為60%。硬化條件會(huì)使涂層和基體材料從切削刃上脫落，從而導(dǎo)致崩刃和表面質(zhì)量差。加工奧氏體會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度較高的連續(xù)長(zhǎng)切屑，因此斷屑困難。添加硫 (S) 將改進(jìn)切削加工性，但會(huì)導(dǎo)致耐腐蝕性降低。鋸切時(shí)使用鋒利的切削刃和正前角的帶鋸條鋸切。切削到加工硬化層下面。使切深保持恒定。在加工時(shí)將會(huì)產(chǎn)生大量熱量。

3 雙相不銹鋼

定義：向鐵素體不銹鋼中添加鎳 (Ni) 將形成一種既含鐵素體又含奧氏體的混合基組織。這叫做雙相不銹鋼。雙相不銹鋼具有高抗拉強(qiáng)度并能保持非常高的耐腐蝕性。高級(jí)雙相不銹鋼和超級(jí)雙相不銹鋼等名稱(chēng)表示更高的合金元素含量和更好的耐腐蝕性。雙相不銹鋼中的鉻 (Cr) 含量通常為18-28%，鎳 (Ni) 含量通常為4-7%，由此將產(chǎn)生25-80%的鐵素體含量。在室溫下，通常鐵素體相和奧氏體相各占50%。

切削加工性：由于高屈服點(diǎn)和高抗拉強(qiáng)度，相對(duì)切削加工性通常較差 (30%)。較高的鐵素體含量 (高于60%) 可改進(jìn)切削加工性。加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生堅(jiān)固的切屑，從而可能導(dǎo)致切屑沖擊并產(chǎn)生高切削力。在切削過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，從而可能導(dǎo)致塑性變形和嚴(yán)重的月牙洼磨損。

三 總體切削性能和帶鋸條的選擇

一般雙相不銹鋼和超級(jí)奧氏體不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼均選用硬質(zhì)合金帶鋸條進(jìn)行鋸切。大型的馬氏體不銹鋼和奧氏體不銹鋼也適宜選用硬質(zhì)合金帶鋸條進(jìn)行高效鋸切。其他的奧氏體不銹鋼和易切不銹鋼可采用DT和MT系列雙金屬帶鋸條表現(xiàn)良好。

此外，帶磁性的不銹鋼由于對(duì)切屑具有吸附性，容易影響刀具排屑， 建議采用退磁機(jī)先行退磁后再進(jìn)行鋸切以延長(zhǎng)帶鋸壽命。