不锈钢车削

在工业上广泛应用的不锈钢对刀具行业提出了巨大的挑战，在研发新的车削刀片材质和断屑槽形一定要考虑它们的可加工性。一组在化学、食品、造纸和纸浆业在腐蚀环境下提供很长使用寿命相当易切的不锈钢材料正越来越多地使用。这些材料通常是提供很好耐蚀性的铬基铁或碳钢。其它组别的含各种不同比重的铬和镍的不锈钢材料用在需要很高抗拉强度还要耐腐蚀的航空工业。它们的范围从中等加工难度的低镍合金到很难加工的高温合金都有。

加工挑战

虽然不锈钢的加工性上下很大，它们都很粘，回对切削刀具产生粘屑、积屑瘤和由此引起的涂层粒子甚至是涂层和基体结合部的粒子‘拔出’等潜在的问题。但是，主要切削刀具公司针对今天的流水线已经在设计较新的核心硬质合金材质和断屑槽考虑这些失效模式，并推而广之提供车削刀片。现在用于批量生产易切到中等难度加工范围的不锈钢的经济性好的解决方案容易得到。

根据韧性重组硬质合金材质

山高刀具是针对在宽范围加工条件和应用包括接近最终形状和不锈钢加工中提高性能来设计新的核心车刀材质的系列齐全的切削刀具供应商之一。在硬质合金方面，山高公司彻底重组它各自针对通用加工TP200和重粗加工TP300核心车削材质，使其提供基体和底层涂层之间更好的粘结性和韧性更好的切削刃。两种材质都在有富钴区的基体上涂由碳氮化钛TiCN、氧化铝Al2O3和氮化钛TiN组成的复合涂层。

根据Carboloy的固定产品经理Bob Goulding，重组后的材质提供针对提高加工不锈钢材料的重要特性。它们包含能有效抵抗拔出的韧性很好的涂层和能更好抗粘屑及积屑瘤的光滑的很硬的顶面涂层。

Goulding说，通过涂层沉积工艺--中温化学气相沉积涂层在较低的温度下进行进步得到韧性好和光滑的涂层，导致寿命很长。他解释道，‘中温工艺保留较厚的CVD涂层全部的硬度和耐磨性，还给你一个韧性更好更光滑的使裂纹最小化的涂层。’

虽然通用和重粗加工的材质两者都含有韧性好的有富钴区的基体，基体韧性和涂层耐磨性的比例是有区别的。根据Goulding，TP200材质的涂层在较高的切削速度下提供优异的耐磨性，而TP300材质基体的韧性更好，使其在较低速度加工高强度不锈钢时能力提高。‘我们的重粗加工材质的基体韧性特别好，结合厚MTCVD涂层，使得你的切削刃硬而且韧性很好，’Goulding说。‘你得到具有杰出抗切削刃沟槽磨损的有效的耐磨性。’基于这些特性，Goulding推荐通用材质TP200用于易切铁素体不锈钢的高速切削，而TP300材质用于中等加工难度的高强度不锈合金的低速应用。

断屑槽设计的解决方案

根据Goulding，用于不锈钢加工的正确的断屑槽形将有模型，山高公司重组后的核心‘M3’槽形用于轻到中载切削。都能用于钢件精加工的这种槽形和重组后的核心‘MF2’槽形设计成变化的负倒棱宽度和角度来提供在包括小切深高进给的很宽应用范围里有效断屑所需的切削刃强度。增加的切削刃强度在高进给下有助于在不锈钢和接近最终形状应用时控制切深处的沟槽磨损。

遍及它们的应用范围，新的槽形设计还提供更好的刀具寿命。一个起作用的因素是正的切入角，它促进更自由的切削和降低切屑温度。另一个是切屑控制角度，它在刀尖上策略地放置的‘隆起部分’代替一个硬的断屑台，来控制断屑所需的切屑卷曲。直压的隆起有助于把切屑和刀片的接触限制到仅仅两个点：切入角和隆起本身切出角。结果是，传递到刀片上的热量和切削力减少，从而提高刀具寿命。两个接触点间的也相当宽，所以任何由切屑和硬质合金化学反应引起的前刀面扩散磨损将不一起长大而引起刀片早期失效。

Goulding指出这些设计的几种特性能明确地提高用轻到中载M3槽形加工不锈钢的性能。例如，切屑接触点的减少帮助减少粘屑，而且正的切入角降低材料的焊接应力或在断屑槽里的积屑瘤，防止可能的涂层和硬质合金材料的‘拔出’。另外，正的切入角对减轻工件表面加工硬化有帮助，特别是对多个回程的不锈钢加工。这种加工硬化的后果之一是切深处的沟槽磨损，但是在M3断屑槽时由于从刀尖开始的切削刃强度高故影响最小。

高镍不锈钢加工方案

虽然目前的核心车削材质和断屑槽对易切到中等加工难度范围的不锈钢加工提供的很好性能表现，但关于极难加工的不锈钢材料还没有成功的案例。‘随着不锈钢里镍/铬含量的增加，通常你在很低的速度下加工，’Goulding说。‘你需要强度很高的切削刃来抵抗切削这种材料需要的极大的压力。如果切削刃太锋利刀片会碎裂。’

目前条件下满足这些需要，山高提供一种韧性很好的TP40切削材质、切削刃强度很高的‘MR7’断屑槽以及韧性很好的‘R7’单面槽形。同时，公司正在研究新的在高合金不锈钢应用里抵抗破裂提供所需的沿切削刃极好的韧性和良好耐磨性的材质/断屑槽组合。 ‘我们正在探索改装我们的TP200和TP300材质加上另一种断屑槽来满足更宽范围的不锈钢材料加工的可能性，’Goulding说。

技术支持信箱：techchina@secotools.com