切削加工性与金相组织、硬度的讨论（加分 ）

yangxinshan

硬度是影响加工性能的一个方面，但金相组织形态也是影响加工性能的重要原因，不要忽视

张存彬

均匀的铁素体+珠光体，硬度一般在180HB左右

qintianzhong

最近工作中遇两事，提供给大家参考讨论。
1.40钢模锻件，上工序模锻后空冷，碳含量0.37%者硬度HBW197，加工性能好；碳含量0.44%者硬度HBW230，加工性能不好。GB12361-2003 《钢质锻模件通用技术条件》及图纸均未明确规定硬度要求。想找一种不增加退火工序又能保证加工性能的办法。
2.ZG07Cr19Ni9铸件，以前用GB2100-80规定的ZG0Cr18Ni9时正常，最近执行新标准GB/T2100-2002规定，牌号变成ZG07Cr19Ni9，其实只是铬的要求含量提高一点点，可加工性能明显变差，原因到底是成分的微动，还是金相组织问题？抑或是该从加工刀具上解决，正在做工作，也请大家来支招。

wqf1981

最近工作中遇两事，提供给大家参考讨论。
1.40钢模锻件，上工序模锻后空冷，碳含量0.37%者硬度HBW197，加工性能好；碳含量0.44%者硬度HBW230，加工性能不好。GB12361-2003 《钢质锻模件通用技术条件》及图纸均未明确 ...
qintianzhong 发表于 2009-11-29 10:11

1、锻后可以堆在一起，或加个盖子减慢冷却速度
2、成分影响应该不大，还是应该从其他方面去找原因

chasun1986

40Cr高频，基体组织为调质，但在拉花键时拉不动，就采用局部退火的办法，然后进行加工，再进行高频处理。感觉供应商退火层控制的不是很好！

catcmt

也请关注铁屑对工件的划伤问题，前面的实验中高硬度的材料加工后粗糙度差的原因，可能就是退屑不好划伤加工表面造成的。

CHEN1587423A

回复 16# 秋天的风


    渗碳钢的正火难点在于保证组织，保证金相组织的关键在于控制冷速，控制冷速的关键在于冷却设备和可操作性

hongen

我厂用40Cr棒料加工一种油缸活塞，表面粗糙度要求1.6，在切削加工中达不到粗糙度要求，通过调质处理HB240~280后；切削加工表面粗糙度达到使用要求。通过对工件的硬度测试硬度在HB240左右时，表面粗糙度比较容易达到使用要求。

kadingyi

金属的切削加工性一般从允许的切削速度/切削力/表面粗糙度等方面进行评价，材料的化学成分/硬度/韧性/导热性以及组织结构和加工硬化程度都会对其有影响。低碳钢铁素体较多，切削热较大，容易粘刀，切屑也不容易折断，影响表面粗糙度，切削加工性能不好。高碳钢渗碳体多，硬度高，严重磨损刀具，切削性能差。中碳钢铁素体与珠光体的比例适当，硬度和塑性比较适中，切削加工性好。一般钢的硬度大致为250HB时，切削加工性能较好。

cadl

学习了，帖子很精彩。

laocui

要想得到光洁度好的表面，索氏体好。

laocui

要想易切削，球状珠光体好。

lk168

1、一般情况下，适宜的加工硬度在200左右（如果是洛氏硬度不能超过30HRC），具体加工工艺要根据零件的技术要求，结合加工设备，设计必要的工装、刀具等进行。
    2、机加工需要的是奇才和怪才。

孤鸿踏雪

1、一般情况下，适宜的加工硬度在200左右（如果是洛氏硬度不能超过30HRC），具体加工工艺要根据零件的技术要 ...
lk168 发表于 2011-1-11 15:57

    不可一概而论吧？是否还要看具体什么材料？

lk168

谢谢提醒，确实需要看具体什么材料。

傲气长存

我们现在主要讨论的是主要热处理前的（渗碳淬火前）的机加工难度与硬度及组织的关系，各位能不能再对主要热处理后的机加工难度与硬度的关系讨论一下（渗碳淬火后的机加工难度增大，且耗时更长），各位高工有兴趣的的话，也可以另开新帖讨论一下这个问题。

周工

刀具材料，这些年日新月异、发展很快，尤其车削加工，HRC小于33普通W18Cr4V，硬度稍高的YG8\YG6\YG15等硬质合金，40~63HRC是的YG6A/YG6X等硬质合金、陶瓷刀具、立方氮化硼、金刚石微粉刀具、金刚石聚晶刀具。
现在大件渗碳，因磨削效率极低，不少都用车削代替了。

qingxin

针对20CrMnTi、20CrMnTiH、20CrMo、20CrMoH、8620H等合金渗碳钢切削加工性与等温正火后硬度、金相组织的关系，我结合以上资料和相关技术文献总结如下：
一、渗碳齿轮切削加工性能及其影响因素
   渗碳齿轮切削加工性能是指切削加工的难易程度，其衡量指标有切削加工效率（如刀具耐用度V60，即连续切削60分钟的切削速度）、钢件表面质量（在相同切削条件下的表面粗糙度）、切削能量（在相同条件下切削力、功和热量），钢的切削加工性能为上述指标的综合评价。良好的切削加工性应具有较高的切削加工效率、良好的钢件表面质量和小的切削能量。
在刀具和机床一定的条件下，影响钢材切削性能的因素是钢材的力学性能和物理性能：
1）钢材的硬度、强度、韧性越高，刀具磨损越快而且容易崩刃；
2）在强度相同的情况下，塑性越高，刀具容易发生粘结磨损或扩散磨损(粘刀)，而且容易形成切削瘤使钢件表面粗糙；
3）钢材的导热系数小，切削温度易升高，刀具也易磨损。
    因此，当钢的成分相同或相近时，改善钢件切削加工性能的主要途径：降低钢材的强度、硬度，同时还要降低钢材的韧性和塑性。
    但在多数情况下，强度、硬度和韧性、塑性是此消彼长。为了提高塑、韧性很高的渗碳钢的切削性能，一般宁可适当提高硬度、强度而降低韧性和塑性。但当硬度过高时会产生粒状贝氏体使强度、韧性均提高，使切削性能恶化；硬度较低时，由于大量铁素体的存在造成零件塑性增高。
强调一点，即使硬度合格，但是组织中有贝氏体组织的存在，由于其强度、韧性均高，也会造成切削性能恶化。
二、良好的切削加工性能与等温正火后的硬度、组织的关系
合金渗碳钢锻坯等温正火后，据有关资料和某些齿轮制造公司机加生产实践表明，为获得良好的切削加工性，其硬度、组织分别要求如下：
1.正火组织要求为：显微组织应为均匀分布的铁素体与珠光体，允许有少量针状铁素体和轻微混晶存在，不允许有贝氏体组织。
2.硬度要求：对于20CrMnTi、20CrMnTiH、20CrMo、20CrMoH等合金渗碳钢，零件等温正火后一般在160-190HB之间切削性能最佳。
（硬度低于150-155HB，铁素体含量过多易粘刀；硬度高于200HB，易产生贝氏体，因此这两种情况都会造成不良的切削加工性能。）
硬度均匀性：同一截面、同一毛坯件不同位置硬度差应≤10HB，不同毛坯件硬度差应≤20HB。
三、影响切削加工性能其他因素：
1.切削刀具的材质、切削角度，而且是最主要的；故需根据零件软硬不同应采用不同材质、不同切削角度以达到优良的切削性能；
譬如：现在刀具采用各种表面处理（如渗流、涂敷、熔敷处理等）可以提高刀具的切屑性能。若选择另一种途径的话，可以考虑选择合适的刀具。
切削角度：遇到不同硬度的零件，可调整刀具的前角、后角或调整加工速度和切削量，对于成型刀具可调整加工速度和切削量；
2.切削后工件表面状况和切削时切屑处理的难易程度也是影响切削加工性的因素。切削抗力高时，不可能得到良好的加工表面，如果切削时形成连续切屑，则不仅增加排屑的困难，而且明显降低切削效率；
3.在钢中控制硫的含量，有意识的加入硫形成脆性的硫化物易于断屑，使硫的含量控制在0.035～0.022之间，形成易切削趋势；国外的一些钢材就对钢中硫的下限也进行控制，比如20MnCrS5，以此来解决切削困难的问题。
4.切削尖刀锋利程度
5.切削速度
6.另外提高刀具寿命还要考虑加工冷却问题；

另外参考的文献：
1.刘云旭、吴化等 从渗碳齿轮钢锻坯的正火处理探讨正火标准《金属热处理》 2008第33卷第3期P108-111
2.李玉婕（德州齿轮有限公司）  浅谈齿轮锻坯等温正火工艺；
3.于英杰，程柏松 等温正火处理对 20CrMo钢切削性能的影响《现代制造工程 2007年第 1期》P73-75
   
未经霜月版主同意，我擅自整理以上资料，还请霜月见谅。同时不够完善之处请各位同行进行补充完善。

FJG

冲载加工比较理想的硬度范围：220-240HB，硬度过低零件断口的撕裂带会出现切削瘤、塌边等质量缺陷，硬度过高模具容易出现开裂、折断、刀口磨损过快等。通常采用不完全退火来得到所需要的硬度，并有效降低热处理成本。

zwd3279

这个讨论真的很好，从中学到好多东西。
我们是做锻件生产的，把最近遇到的情况和大家分享下：针对17CrNiMo6这种材料锻件，我们锻后全是900温度下保温后在台车上鼓风冷却，然后在650温度下回火。分别提供两个不同的厂，其中一个厂回去后进行调质处理（具体工艺不详，硬度HB180～220）然后再进行滚齿加工。而另一个厂则在回厂后直接进行滚齿加工，反应说是有些锻件不好加工（锻件硬度在HB180～220）。
所以我要说，加工不仅和硬度有关，和使用的刀具有很大关系。