怎样加工苏泊尔钢零件？苏泊尔钢零件数控加工技术及应用领域

　　苏泊尔钢是一种多用途的加工金属材料，可广为用作对气压和机械操控性和抗锈蚀至关重要的场合。不过，使苏泊尔钢合金成为特殊结构金属材料的相同优点也采用作加工它的工艺扩大化。优点、几何形状和研磨参数的应用领域的仔细组合能显着提高苏泊尔钢加工操作的生产率。

　　葛氏体苏泊尔钢

　　它构成了 200 和 300 系列产品。它的一般特点是：

　　优异的抗锈蚀。

　　高度可成形。

　　没有磁。

　　冷加工通气（不能退火）。

　　优良的模量。

　　它能够在极端温度下发挥作用。

　　它易于锈蚀脱落。

　　经典作品：

它是透过加进镍、锰和氮等原素而赢得的。铬浓度通常在 16% 到 26% 之间变化。碳浓度在0.03至0.08%的范围内。铬提供更多部分水溶性，因而在其某些合金中提供更多钼。

　　它用作：

　　轴、管路、螺钉、销钉、螺栓、化工设备、医院设备、船舶应用领域、航空部件、食品和饮料加工设备、建筑饰品、低温容器、临时义肢等。

　　合金演变

　　基本苏泊尔钢合金分为铁素体或何氏体。铬浓度为 10-12% 的铁素体合金不能退火。何氏体合金具有比铁素体苏泊尔钢更高的铬和碳浓度，以及锰和硅浓度，因而这种合金能透过退火进行退火。如今，铁素体和何氏体苏泊尔钢合金并未广为用作工业自然环境，而是用作厨房或园艺工具等家居用品。

随着苏泊尔钢采用的发展，合金经常用作需要机械气压和抗锈蚀的情况。为了提高合金的气压，马霞在合金中加入了镍，使铁/铬合金变为铁/铬/镍合金。这些金属材料被称为葛氏体苏泊尔钢，现在在需要气压和抗锈蚀和机械操控性的工业应用领域中很常用。那些合金通常用作石化行业和家电行业，因为卫生标准要求耐火，因而用作设计用作恶劣自然环境的通用机械。

　　不可避免地，提高合金（如苏泊尔钢）的操控性也会减少加工问题。何氏体和铁素体苏泊尔钢合金的抗锈蚀能大体上是化学性质，因而那些合金的加工难度比起普通钢难多少。不过，在葛氏体苏泊尔钢中加进镍和其他原素会产生更高的耐火性、延展性、抗变形性和热操控性，从而减少可加工性。

　　零苏泊尔钢 304 与苏泊尔钢 316

　　它是最常用的苏泊尔钢选项。 在机械层面上，它彼此非常相似。

316 是透过加进钼赢得的，与 304 较之，它提高了高温下的机械空气阻力（尽管其熔点稍低）以及对各种易燃危险品、酸和盐雾自然环境的抗锈蚀。 但是，304 便宜一点（在大系列产品的制造中很重要）。

　　低碳“L”型（304L和316L）比标准型具有更高的抗锈蚀，并减少了锈蚀脱落的可能性。 它也更适宜焊接，但机械空气阻力较小。 表示碳浓度较高的“H”型更适宜高温。

　　何氏体苏泊尔钢

　　它代表 400 系列产品的一小部分（另一小部分对应于铁素体）。

　　其主要特点是：

　　它能透过退火通气，因而能开发高水平的机械空气阻力和表面耐火性。

　　与葛氏体较之，它具有更高的机械、耐热和降血脂性。

　　中低抗锈蚀（低于葛氏体）。

　　较好的加工能力。

　　它是磁的。

　　由于碳浓度高及其耐火性的性质，它的模量极差。

　　经典作品：

它大体上是铬和碳的合金。铬浓度一般为10.5～18%，碳浓度较高，最高可达1.2%。

　　它用作：

　　机械零件、泵轴、螺钉、销钉、器皿、五金、喷气发动机零件、采矿机械、步、管路、飞机配件、打火机插入件、燃气或蒸汽涡轮机零件、内衬等

　　416苏泊尔钢

　　它是 410 型（最常用的何氏体苏泊尔钢）的一个版本，其中加进了硫和磷以赢得更好的加工优点（400 系列产品已经比 300 系列产品更容易加工）。它的耐火性和成型性不如410。比300系列产品更经济。它用作中低易燃自然环境。透过适当的退火，它能实现机械空气阻力和耐火性的完美结合。

　　440C苏泊尔钢

能透过加进碳来减少相对于 410 的耐火性，因而由于铬减少了抗锈蚀。因而，它具有高耐火性、耐腐蚀性和较好的耐火性。可加工性低。这种苏泊尔钢在通气后具有最高的耐火性，因而在任何耐火或耐火钢沃苏什卡有最大的耐腐蚀性。广为用作制作、轴承、测量仪器、阀座等。

　　沉淀通气苏泊尔钢

　　当需要结合高机械优点、较好的抗锈蚀和较好的机械加工性时，该系列产品提供更多了葛氏体苏泊尔钢的替代品。沉淀通气钢已赢得专利，通常由制造公司的首字母指定。

　　其主要特点是：

　　较好的抗锈蚀。

　　较好的焊接性。

　　它是磁的。

　　透过热时效处理通气赢得非常高的机械气压。

　　即使在高温下，它也能保持高机械空气阻力。

　　经典作品：

　　它主要是铁铬镍合金。铬浓度一般为12～18%，镍浓度在4%～9%之间。

　　它用作：

　　主要用作航空航天和军工（导弹）的结构部件和电机轴、仪表、齿轮等。

630苏泊尔钢（17-4PH）

　　它具有高机械气压和延展性以及优异的抗锈蚀。它能透过简单的方式在低温下透过时效通气，从而避免变形。退火前易于加工。

　　它在所有锈蚀自然环境中的操控性都比 400 系列产品苏泊尔钢好，类似于 304 苏泊尔钢。它能焊接。如果加热到沉淀通气温度（495-620°C）以上，它可能会失去高机械气压。

　　了解合金

　　直到最近，对葛氏体苏泊尔钢的加工还不是很了解。制造商认为，由于合金气压更高，机械研磨力会更高，因而必须采用更强的负几何，这会减少研磨参数。不过，这种方法生产出的寿命短、切屑长、毛刺频繁、表面粗糙度不令人满意以及不希望有的振动。

实际上，葛氏体苏泊尔钢产生的机械研磨力比起加工传统钢时通常采用的机械切削力大多少。加工葛氏体苏泊尔钢所需的大部分额外能源消耗是其热操控性的结果。加工是一个变形过程，在加工抗应变葛氏体苏泊尔钢时，操作会产生过多的热量。

　　从切割区域排出热量至关重要。不幸的是，除了抗翘曲外，葛氏体苏泊尔钢还具有低导热性。加工普通钢时产生的切屑吸收和传输热量，但葛氏体苏泊尔钢切屑吸收热量的程度有限。此外，由于零件本身的导热性差，多余的热量会进入，导致寿命缩短。

　　制造商创造了硬质合金基材，以提供更多足够的延展性来承受苏泊尔钢加工过程中产生的高温。同时，基材的成分与边缘准备同样重要。刃口更锋利的工具切割苏泊尔钢的次数多于弯曲苏泊尔钢，从而减少了热量的产生。

　　积极的研磨参数

为了从研磨区去除热量，加工苏泊尔钢的最有效方法是采用最大的研磨深度和进给。目标是最大化从芯片中去除的热量。由于苏泊尔钢的不良导热性限制了每立方毫米切屑金属材料能吸收的热量，因而产生更长的切屑，体积越大，将带走更多的热量。采用更大的研磨深度还将减少完成零件所需的走刀次数，这是一个重要方面，因为葛氏体苏泊尔钢在加工时有翘曲或通气的趋势。

　　那些激进的加工方法存在实际限制。例如，表面光洁度要求将限制最大进给量。机器的可用功率，以及研磨工具和工件的力，也对能采用的参数的积极性施加了限制。

　　制冷剂策略

葛氏体苏泊尔钢合金有问题的热操控性表明冷却液的应用领域几乎总是成功加工的关键。冷却液必须是高质量的，水/油乳液中的最低油浓度为 8% 到 9%，而许多加工操作中的油浓度通常为 3% 到 4%。

　　怎样应用领域冷却剂也很重要。将冷却液施加到研磨区时的压力越高，它的工作效果就越好。山高的 Jetstream Tooling? 等技术将高压冷却液直接施加到研磨区，效率更高。

　　涂层与工具磨损

　　沉积在基体表面的硬质涂层增强了表面的热耐火性，提高了高温自然环境下的采用寿命。不过，涂层通常必须很厚才能使工具基材与热绝缘，而厚涂层不能很好地粘附到非常锋利的几何形状上。制造商负责设计薄但能提供更多较好隔热效果的涂层。

葛氏体苏泊尔钢具有高耐火性和粘附在研磨上的倾向。应用领域涂层还能防止粘合磨损，当加工金属材料粘附并堆积在研磨刃上时会发生这种情况。然后粘附的金属材料会破坏研磨刃的部分，导致表面光洁度差和故障。涂层能提供更多限制刀杆磨损的润滑性，而更高的研磨速度也有助于减少刀杆磨损机制。

　　一些葛氏体苏泊尔钢合金含有坚硬的磨蚀性夹杂物，因而减少的耐腐蚀性，结合硬质涂层，能延长的采用寿命。

　　由于合金在加工过程中倾向于翘曲和剪切自通气，因而会发生崩刃。

　　崩刃能描述为高度局部化的极端摩擦磨损，能透过应用领域合适的涂层和其他措施来减轻，例如改变研磨深度以加宽研磨刃上的磨损区域。

　　工具开发

　　制造商将当前的研磨开发重点放在寻找操控性之间的平衡点上，这将为特定的待加工金属材料提供更多最佳操控性。硬质合金质量研究寻求耐火性和延展性之间的平衡，使工具不会硬到断裂，但足够坚固以抵抗变形。

同样，锋利的边缘几何形状是可取的，尽管它不如圆形边缘那么坚固。因而，开发研磨刃几何形状的目标是创造在锋利边缘和最大可能的坚固性之间取得平衡的。

　　作为开发过程的一小部分，工具制造商正在审查他们的工具应用领域指南。

　　目前对加工参数的建议大部分基于传统钢的延展性和耐火性，而没有考虑在葛氏体苏泊尔钢和其他高级合金加工过程中非常重要的热因素。表现。最近，工具制造商已开始与学术机构合作审查工具测试程序，以考虑某些金属材料的热优点。

新指南反映了新参考金属材料的创建。传统上，机械加工性标准是根据参考金属材料、合金钢和机械加工过程中产生的机械载荷建立的。现在有一套单独的葛氏体苏泊尔钢参考金属材料，已经建立了速度、进给和研磨深度的参考值。对于参考金属材料，应用领域平衡或校准系数来确定基准值的变化，从而在具有不同加工优点的金属材料中实现最佳生产率。

　　特定金属材料的特定几何形状

　　许多研磨在各种金属材料和各种研磨条件和加工参数下都能提供更多非常可接受的操控性。对于具有中低生产力和质量要求的一次性工作，那些工具可能是一种具有成本效益的选择。不过，为了实现最高操控性，制造商继续尝试操纵和平衡各种研磨元件，以制造出为要加工的特定金属材料提供更多高生产率和工艺可靠性的。

　　工具的基本要素包括基材、涂层和几何形状。它中的每一个都很重要，在最好的工具中，它作为一个系统工作，产生的结果超出了所有单独部分的总和。

工具的各个部分所具有的功能之间存在差异。基材和涂层具有被动功能，旨在提供更多耐火性和延展性之间的平衡，以及抵抗高温、危险品、粘附和磨料磨损。另一方面，几何形状起着积极的作用，因为透过改变几何形状，您能改变在给定时间内能去除的金属量、产生的热量、切屑的形成方式以及什么能达到表面光洁度。

　　操控性怎样根据不同几何形状变化的一些基本示例包括具有传统山高车削几何形状的刀片，例如M3和M5，它在的研磨刃和研磨区域之间具有负研磨刃几何形状（0°角距离）和-T刃。 M3 槽型是一种通用的半粗加工槽型，可在多种加工金属材料上提供更多较好的磨损寿命和断屑率。 M5 槽型专为要求苛刻的高进给粗加工应用领域而设计，结合了高研磨刃气压和相对较低的研磨力。

尽管用途广为，但 M3 和 M5 几何形状坚固耐用，边缘不完全锋利，因而在加工葛氏体苏泊尔钢时会在变形时产生大量热量。较之之下，在加工苏泊尔钢时最有效的设计包括山高的 MF4 和 MF5 槽型，它的刃口最锋利，带有正 T 形刃。几何形状设计为开放式且易于加工，便于对钢和苏泊尔钢进行中低粗加工和精加工操作。 MF5 几何形状在高进给应用领域中特别有效。