一.不锈钢表面本色白化处理技术
不锈钢在加工过程中,经过卷板、扎边、焊接或者经过人工表面火烤加温处理,产生黑色氧化皮。这种坚硬的灰黑色氧化皮主要是NiCr2O4和NiF二种EO4成分,以前一般采用氢氟酸和硝酸进行强腐蚀方法去除。但这种方法成本大,污染环境,对人体有害,腐蚀性较大,逐渐被淘汰。目前对氧化皮处理方法主要有二种:
(1)喷砂(丸)法:主要是采用喷微玻璃珠的方法,除去表面的黑色氧化皮。
(2)化学法:使用一种无污染的酸洗钝化膏和常温无毒害的带有无机添加剂的清洗液进行浸洗。从而达到不锈钢本色的白化处理目的。处理好后基本上看上去是一无光的色泽。这种方法对大型、复杂产品较适用。
二.不锈钢锻造的毛坯加热工艺
不锈钢锻前加热可用电炉,也可以用火焰炉。生产中多用火焰炉,因其成本较低。炉气气氛应保持中性或微氧化性。对于奥氏体不锈钢,不可采用还原性气氛,以免产生增碳或贫铬,使晶间腐蚀抗力下降;对于马氏体不锈钢,因含碳量较高,不可采用过分氧化的气氛,以免引起严重脱碳。 用火焰炉加热时,还应注意燃气应基本上保持不含硫化氢及其他含硫的污染物,尤其对高镍钢,更不能使用含硫量大的燃料,因为硫渗入钢中便要与镍形成NiS(熔点797℃)或Ni Ni3S2共晶体(熔点645℃),它主要分布在晶界上,引起不锈钢的工艺塑性下降,并在锻造时形成裂纹。
在700~800℃以下,不锈钢的导热系数比普通合金钢的导热系数小。但是,不锈钢的导热系数是随着温度的增加而增大,在700~800℃范围与普通合金钢的导热系数趋于一致。因此,对于直径大于100mm的毛坯,均应采用两段加热制度:在预热阶段,保持800~850℃的炉温以减慢加热速度;在加热和均热阶段,保持较高炉温(始锻温度上限),以便能迅速加热到始锻温度。
对于表面质量要求较高的精密锻件,或余量较小的重要锻件,如压气机叶片等,加热前往往在毛坯表面上涂一层防护涂料(玻璃润滑剂),然后在普通加热炉内加热。玻璃防护涂料能保护金属免遭氧化和污染,同时它还是锻造加工时的润滑剂。
三.不锈钢材质的特殊性对数控切削加工技术
不同种类的不锈钢由于机械性能和化学成分的不同,其数控切削的难度也不相同。有的不锈钢在切削加工时,很难达到满意的加工表面粗糙度;而有的不锈钢,虽容易达到要求的加工表面粗糙度,但在切削加工过程中刀具却特别容易磨损。经华夏模具网总结,各类不锈钢很难切削的主要原因有以下几个方面:
1.热强度高、韧性大对数控高速切削不适应奥氏体类不锈钢与马氏体类不锈钢其硬度和抗拉强度不高,只相当于40号钢,但延伸率、断面收缩率和冲击值却比较高。如,1Cr18Ni9Ti延伸率为40号钢的210%,这样在数控高速切削过程中就不容易被切断,切削变形时所消耗的功相当大。相对来说,不锈钢在高温下的强度降低较少,如45号钢在500°时其持久强度为7kg/mM2,而1Cr18Ni9Ti在550°时其持久强度仍保持在19~24kg/mM2。实践证明,在相同切削温度的作用下,不锈钢切削比普通碳素钢难加工,其热强度高是一个极其重要的因素。
2.加工硬化趋势强对数控车削不利
在数控高速车削的过程中,由于刀尖对工件材料挤压的结果使切削区的金属产生变形,晶内发生滑移,晶格畸变,组织致密,机械性能也随着发生变化,一般切削硬度也能增加2~3倍。数控切削后加工硬化层深度可以从几十微米到几百微米不等,因此前一次走刀所产生的加工硬化现象又妨碍了下一次走刀时的切削,并且加工硬化层的高硬度导致刀具特别容易磨损。
3.切屑的粘附性强、导热差对数控切削有影响 在数控切削过程中,切削碎屑很容易牢固地粘附或熔着在刀尖和刀刃上,形成积屑瘤,造成工件加工表面的表面粗糙度恶化,同时增加切削过程中的振动,加速刀具磨损。而且大量的切削热无法及时传导出来,甚至切削产生的热量也无法传导到切屑的整体上,造成传入刀具总热量比普通碳素钢多3~5倍,使切削刃在高温下失去切削性能。在数控切削过程中,所产生的大量热能未能迅速排出,必然会传递给刀具,使切削部位温度升高。同时由于排屑比较困难,尤其是不断屑,使被切削下来的切屑产生挤塞,特别是加工内孔,切屑挤塞更加严重。另外,刀具因受螺纹截面形状的限制,再加之本身强度较差,加工中容易产生振动,刀尖很容易在切削过程中由于局部温度过高而烧坏或因振动太大而崩裂。
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