切削加工性能是指金屬材料承受切削加工的難易程度。當可以正常切削后,依據工件表面的粗糙度、切削速度和刀具磨損程度,來評價金屬切削加工性能。


1. 影響切削的因素


  切削是一種復雜的表面層現象,涉及摩擦及高速彈性和塑性變形。因此切削的難易程度和質量的好壞與許多因素有關,例如,工具的材料和形狀;工件材料的切削性能;切削液有無及其性能;切削類型及條件。


  在其他條件不變的情況下,易切削金屬可以使用最高的切削速度,而且刀具磨損最小,能量消耗最低,并且能夠獲得最好的切削質量。一般情況下對切削的要求是切削速度要高,刀具的使用壽命長,有時還要求被切削工件表面的光潔度要高。


2. 測定和比較金屬切削性能的方法


  測定和比較金屬切削性能的方法有:用給定的切削速度,測定相同刀具切削不同金屬的壽命來進行比較;用相同的壓力、轉速和時間,測定所鉆入不同金屬的深度來進行比較;用切削不同的一定金屬量所消耗的能量或散發的熱量來比較切削性能。


  這些方法都沒有考慮加工件的表面粗糙度,只用切削的難易程度來相對比較金屬的切削性能。


  金屬的切削性能是一種很復雜的工藝性能,它與金屬的其他性能有關。首先,應知道金屬難以切削的原因。造成金屬不易切削的原因有:


   ①. 硬度太高或強度太大時,切削所消耗的能量就大;當速度提高時,產生的熱量易使刀口軟化,這些都會使切削變得非常困難;


   ②. 軟而塑性很高的金屬,在切削時易于產生積屑瘤及與刀刃黏結,使切削變得非常困難,并且使切削表面粗糙度增高;


   ③. 易于加工硬化的金屬,例如高碳、高錳、耐磨鋼及奧氏體不銹鋼,不易切削,金屬中含有堅硬的第二相,如碳化物、氧化物等,易于磨損刀刃。


  其次,還應知道什么樣的組織可以使金屬易于切削,不溶于基體的第二相,如具備潤滑性或增加材料的脆性,都可以改善金屬的切削性。例如,石墨、鉛、鉍等可以增加金屬切削時的潤滑作用;脆性硫化物及磷化物(鋼中的MnS及Fe3P)等,可以使切屑易于斷裂。


3. 提高金屬切削性能的途徑


  提高金屬切削性能的途徑有:使硬的金屬變軟(回火或退火);使太軟的金屬變硬(冷加工、細化晶粒、正火);減少堅硬的第二相(提高冶煉質量,減少夾雜);改善堅硬第二相的分布(退火或正火);加入改善切削性能的第二相(Pb、Bi、石墨、MnS、Fe3P等)。


  有些影響金屬切削性能的物理及力學性質,具有組織不敏感性,因而很難用改善組織的方法來改變。這些性質包括熱膨脹系數、熱導率、基體金屬的彈性模量等。