切削加工对锻件有何影响?

2019-03-04 17:38:01 山西中信重工 37

       锻件是指通过对金属坯料进行锻造变形而得到的工件或毛坯。利用对金属坯料施加压力,使其产生塑形变形,可改变其机械性能。锻件按坯料在加工时的温度,可分为冷锻温锻和热锻。冷锻一般是在室温下加工,热锻是在高于金属坯料的再结晶温度下加工。

       在工件调质、退火、正火状态下,硬度低于45HRC,切削加工对锻件的质量包括表面光洁度、残余应力、加工余量、表面脱碳贫碳层得去除等,影响均不明显,不至于造成工件潜在性能的变化。

       对工件淬硬的钢或工件加工,又称为硬态加工,工件硬度高达50~65HRC,材料主要包括普通淬火钢、淬火态模具钢、轴承钢、轧锟钢及高速钢等,切削加工的影响就较明显,切削加工过程中切削热的产生和传导、高速摩擦和磨损等因素都会对已加工表面造成一定程度的破坏。硬态切削已加工表面的完整性内容主要包括表层组织形态以及硬度、表面粗糙度、尺寸精度、残余应力的分布和白层的产生。

       已加工表面硬度随切削速度的提高而增加,随进给量得切削量得增大而降低。而且已加工表面硬度越高,硬化层深度越大。结果显示,硬态切削后工件表面均匀残余压应力,而磨削后工件的最大压应力主要集中在锻件表面。

锻件

       刀具钝角半径越大,残余压应力值越大;工件硬度越高,残余压应力值越大。工件硬度对工件表面完整性的影响极大,工件硬度值越大,越有利于残余压应力的形成。

       影响硬态切削已加工表面质量的另一个重要因素是白层的形成。白层是伴随着硬态切削过程所形成的一种组织形态,它具有独特的磨损特性:一方面硬度高,耐蚀性好;另一方面又表现出较高脆性,易引起早起剥落失效,甚至形成工件加工之后放置一个阶段后开裂。在高刚性数控车床上采用陶瓷和PCBN刀具切削淬硬AISIE52100轴承钢时发现:锻件表层和亚表层的组织状态发生变化,其微观组织由白色的未回火层和黑色的过回火层组成。

       目前将白层视为马氏体组织的观点得到一致认可,主要争议在于白层的精细结构。一种观点认为白层是相变的结果,是由材料在切削过程中被快速加热和骤然冷却而形成的晶粒细小的细晶马氏体组成。另一种观点认为白层的形成仅术语变形机制,只是由塑性变形而得到的非常规型马氏体。