3Cr13不锈钢数控车削加工工艺研究

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　　前言

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　　虽然在普通车床上对不锈钢类材料进行粗加工、半精加工和精加工，已不是太困难的事情。但是，在高生产率的数控车床上，怎样解决不锈钢材料切削中存在的切削力大、温度高、刀具磨损严重、耐用度低、加工表面质量差、生产率低等问题，在一次切削加工就可达到图样的要求，还是不容易达到。笔者在加工3Cr13不锈钢材料过程中，从刀具材料的选择、刀具几何角度、结构的确定、切削用量的选取，毛坯的供应状态、润滑和冷却剂的选用等方面进行了反复试验，取得了一定的成功经验。

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　　1、3Cr13不锈钢数控车削特点及分析

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　　在不锈钢零件试加工时，首先笔者按车削普通碳钢的工艺方法对3Cr13钢进行了车削试验，结果是刀具磨损严重，生产率低，零件表面质量达不到要求。

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　　比较3Cr13钢、40号钢、45号钢等碳素结构钢的机械性能，3Cr13钢的强度、延伸率、断面收缩率、冲击性能等指标都比40号钢、45号钢高，是一种强度高、塑性好的中碳马氏体不锈钢。由于切削时加工硬化严重，切削抗力大，切削温度高，引起刀具磨损严重，使磨刀次数增多，增加了停机时间和机床调整时间，降低了生产率。又由于容易粘刀，产生积屑瘤，引起工件尺寸的变化并影响表面粗糙度，而且切屑不易卷曲和折断，又损伤工件已加工表面，直接影响零件的质量。所以，不能用切削45号钢的工艺来切削3Cr13钢。也不能把普通车床上的加工方法照搬到数控车床上来。因为一般数控车床装刀较少，要求用最少的走刀次数就能使加工表面达到要求的尺寸和表面粗糙度，以保证较高的生产率。

　　针对上述问题，笔者采取了以下几项加工工艺措施。

　　2、车削3Cr13不锈钢的主要加工工艺措施

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　　(1)采用热处理改变材料的硬度

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　　马氏体不锈钢在热处理后的不同硬度，对车削加工的影响很大。表1所示是用YW2材料的车刀对热处理后不同硬度的3Cr13钢的车削情况。可见，退火状态的马氏体不锈钢虽然硬度低，但车削性能差，这是因为材料塑性和韧性大，组织不均匀，粘附性强，切削过程易产生切削瘤，不易获得较好的表面质量。而调质处理后硬度在HRC30以下的3Cr13材料加工性较好，易达到较好的表面质量。而硬度大于HRC30时加工出的零件，表面质量虽然较好，但刀具易磨损。所以，在材料进厂后，先进行调质处理1硬度达到HRC25～30，然后再进行切削加工。