那些因素影响工件材料切削加工性

那些因素影响工件材料切削加工性

工件材料的切削加工性能与其本身的物理、力学性能有很大关系。主要影响因素有以下几点：

1.材料的导热性

工件材料的导热性越好，由切屑带走和由工件散出的热量就越多，越有利于降低切削区的温度，减少刀具的磨损，切削加工性好。例45钢的导热系数为50.2W/(m℃)，而奥氏体不锈钢和高温合金的导热系数仅为45钢的1/3-1/4,这是其切削加工性低于45钢的重要原因之一。而铜、铝及其合金的导热系数很大，为45钢的2-8倍，这是它们切削加工性好的原因之一。

2.材料的强度和硬度

工件材料的硬度和强度越高，切削力就越大，消耗的功耗也越大，切削温度也越高，使刀具的磨损加剧，切削加工性能就差。特别是工件材料的耐热性越高，这时候刀具材料的硬度与工件材料的硬度之比就越低，切削加工性能就越差，刀具越容易莫顺。这也是某写耐热钢、高温合金钢切削加工性差的主要原因。

并不是材料的硬度越低，越好加工。有些金属如低碳、纯铁、纯铜等硬度虽低，但塑性很高，也不好加工。硬度适中的钢材较好加工。此外，适当提高材料的硬度，有利于获得较好的加工表面质量。

在切削加工中，被切削层材料产生剧烈的塑性变形，从而发生硬化。材料经加工硬化后，其硬度比原始硬度提高很多，使刀具发生磨损。故加工硬化现象越严重，刀具寿命越短，即材料的加工性越差。金属组织中常有一定数量的细微硬质夹杂物，则使刀具产生严重的磨料磨损，从而降低了材料的切削加工性。

3.材料的韧性

韧性以冲击值表示。韧性较大的材料，在切削变形时吸收的功较多，于是切削力和切削温度也越高，并且不易断屑，影响切削加工性。有些合金结构钢不仅强度高于碳素结构钢，冲击值也越高，故较难加工。

4.材料的塑性

材料的塑性越大，切削时的塑性变形就越大，切削温度就越高，刀具容易出现粘结磨损和扩散磨损。在低速切削塑性高的材料时易产生机屑瘤，影响表面加工质量，而且塑性大的材料，切削时候不易切削。但加工塑性太低的材料时候，则成为脆性材料，切削力和切削热集中在切削刃附近，加剧刀具的磨损，也会影响切削加工性。例如，1Cr18NiTi

不锈钢的硬度与45钢相近，但其塑性很大，故其加工难度比45钢的加工难度大很多。

5.材料的其他性能

其他性能对切削加工性也有一定影响。如线膨胀系数大的材料，加工时热胀冷缩，工件尺寸变化很大，故不易控制精度。弹性模量小的材料，在已加工表面形成过程中弹性恢复大，易与后刀面发生强烈摩擦。

某些材料的化学性质也在一定程度上影响切削加工性。如切削镁合金时候，粉末状的碎屑易于氧化合而燃烧。切削钛合金时候，高温下易从大气中吸收氧、氮，形成硬而脆的化合物，使切屑成为短碎片，切削力和切削热都集中在切削刃附近，从而加速了刀具的磨损。