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304不銹鋼高速車削時主要切削特點

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-03-29  瀏覽次數:30 選擇視力保護色:

[摘要]中華不銹鋼網數據獲悉:近年來,煤價漲幅過大,部分火電企業出現使用偏離原設計值的燃煤,或者摻雜劣質煤燃燒的現象,這些情況難

中華不銹鋼網數據獲悉:近年來,煤價漲幅過大,部分火電企業出現使用偏離原設計值的燃煤,或者摻雜劣質煤燃燒的現象,這些情況難免引起誘發再熱裂紋產生的溫度和壓力等參數的變化。西電東送工程的節節竣工,核電風電等新能源發電的快速發展,使得東部地區火電廠的部分機組屢有調停、降負荷運行的情況發生,這也肯定會引起運行參數的變化。所以建議發電廠對入爐煤質的檢驗和管理不能松懈,在正常的啟停或變負荷時,嚴格執行運行規程,避免溫度和壓力梯度變化過大、過快,形成大量熱應力,最后產生熱疲勞。隨著國家“上大壓小”政策的順利實施,新建的大容量超臨界機組和超(超)臨界機組大都采用P91、P92等高參數材料。12Cr1MoV材質的厚壁鋼管大都運行了10萬h以上,鍋爐運行歷史情況復雜,啟停次數、狀態不明確。這就要求我們必須細操作、嚴監督,不放過、不低估焊縫內部的缺陷。裂紋發現一處,就要記錄一處,妥善處理一處。
  
  304是一種奧氏體型不銹鋼,其硬度不是很高,但塑性很好,一般傳統切削靠降低切削速度來保證切削質量,但加工效率普遍較低。本文利用高速車削不銹鋼的實驗,分析其主要的切削特點和切屑的形成過程,為優化高速車削工藝參數作參考。
  
  中華不銹鋼網數據獲悉:常用不銹鋼按金相組織分有鐵素體型、馬氏體型、奧氏體3種型。鐵素體型、馬氏體型不銹鋼硬度不高,綜合機械性能接近普通碳鋼,切削加工難度不大。而304這類鋼主要成分是:含碳量小于0.15%,鉻含量在17%—19%,鎳含量在8%-10%之間。由于含碳量很低,304硬度不高,塑性極好,型鋼主要是用軋制的方法生產,組織大多為奧氏體組織,切削加工性比較差,日常加工效率普遍比較低。傳統切削加工304,為保證質量通常把機床主軸轉速設計的比較低,一般會低于400r/min。由于機床轉速比較低,切削的效率自然比較低,為提高304的加工效率,有必要設計一套高轉速條件下的工藝參數,為分析優化工藝參數,參考《金屬切削手冊》設計了本次實驗。本次實驗采取切削加工里的典型加工方法—車削,本次高速車削的實驗條件設定為:工件試樣為Φ40mm×100mm的304棒料,刀具材料為高速工具鋼,刀具前角γ=12度,后角α=8度,主偏角Kr=45度,副偏角Kr'=5度,刀尖圓弧半徑R=0.2mm,刃傾角λs=-5度。機床轉速n=1800r/min(是普通車削不銹鋼的4倍),背吃刀量ap(切削深度)=0.6mm,進給量f=0.12mm/r。采用5%濃度的乳化液作冷卻液。對比實驗條件為低轉速普通車削機床轉速n=320r/min,其他參數相同。
  
  一、304不銹鋼高速車削時主要切削特點分析
  
  將304工件試樣在兩種不同轉速條件下進行車削實驗,通過觀察和測量試樣在不同切削速度條件的狀態,分析其主要切削特點如下:
  
  1. 切削后表面硬度有大幅度增加,加工硬化嚴重。高速車削后,測定工件試樣表面的硬度,對比原料硬度大約升高了6個洛氏硬度單位;對比普通車削,測定工件試樣表面的硬度,對比原料硬度大約升高了不到1個洛氏硬度單位,兩者之間相差了5個洛氏硬度單位。這一現象說明,高速車削時,工件試樣表面塑性變形嚴重,表面產生了較嚴重的加工硬化,同時由于該種材料中的奧氏體金相組織穩定性比較差,在切削力的擠壓和高溫雙重作用下,部分奧氏體可能會轉變為馬氏體,使得硬度進一步升高,使加工硬化更加嚴重。從這一現象分析,如要提高304加工效率,必須克服高速切削下的加工硬化,可考慮使用硬度高的刀具材料和刃磨鋒利的刀刃。
  
  2. 刀具磨損明顯快于普通車削。觀察304高速車削和普通車削,高速車削過程中的刀具磨損明顯快于普通車削,高速車削后的刀具表面有明顯粗糙,出現了粘刀現象,說明高速車削中形成了積屑瘤,粘附在了刀具上,從而使刀具磨損加劇,降低了刀具壽命。而普通車削這一現象不明顯。從這一現象分析,如要提高304加工效率,同時也要降低成本,刀具壽命是一個必須關注的問題,可考慮刃磨時提高刀面的精度,加大冷卻液的用量。
  
  3. 高速車削時局部有高溫,加大切削液量后明顯改善。在高速車削的過程中,溫度升高比較快,采用與普通車削一致的切削液用量時,刀尖部分明顯發熱,有“冒煙”的現象產生,加大切削液的用量后明顯好轉。說明在高速切削的過程中,有高溫生成,同時高溫也是影響加工硬化、刀具壽命以及積屑瘤產生的重要因素。因此高速車削時應采用冷卻能力好的冷卻液體,并加大用量。中華不銹鋼網數據獲悉

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