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不鏽鋼材料切削性能較差，在實際的切削過程中，存在着如下一些問題：

（1）加工硬化較嚴重

産生加工硬化原因有三個方面：一是由于不鏽鋼材料的塑性變形大，變形時晶格的強化系數很大；二是切削過程中，在切削應力的作用下，由于奧氏體穩定性差，會轉變為馬氏體，馬氏體硬度較大；三是切削過程中溫度的影響會導緻硬化層。加工硬化現象嚴重影響到後面工序的進行。

（2）切削力比較大

由于不鏽鋼材料在切削過程中的塑性變形大，并且切削過程中還存在加工硬化，使切削力大大增加，對于切削刀具要進行合理的選擇。

（3）切削溫度較高

由于不鏽鋼的塑性變形大，工件與刀具的摩擦會加劇，切削熱量會增加，同時溫度過高還會出現加工硬化現象。

（4）切屑易粘連

由于不鏽鋼的韌性很大，車削加工後切屑不易切斷，并且切屑會在工件與刀具間擠壓已加工的表面，影響了切削表面的質量，如果粘連嚴重，會形成積屑瘤，不僅加大了刀具的磨損，同時對已加工表面磨損很大。

（5）刀具磨損量大

由于不鏽鋼材料的韌性大，切屑的粘連以及加工硬化均會加大刀具磨損量。

針對不鏽鋼材料切削時出現的這些問題，我們在實際的切削過程中，應采取相應的措施。

根據不鏽鋼材料的切削特點，要求刀具材料具有耐熱性好、耐磨性高、與不鏽鋼材料的親和力小等特點，常用的刀具材料有高速鋼和硬質合金鋼。高速鋼材料的刀具，常用的材料有W18Cr4V和95W18Cr4V，後者的含碳量較前者高，其耐用度也提高了幾倍，耐磨性也較高。同時刀具材料中含釩量的增加，可很好地提高刀具的耐磨性。

對于大批量的工件，現在多采用硬質合金多刃複雜刀具進行切削。

硬質合金材料的刀具，有YG類和YT類硬質合金材料，粗車和斷續車削時采用YG類合金材料要好一些，因為YG類材料的韌性較好，

切削速度較快，并且刀具與切屑不粘連。同時，YG類材料的導熱性也較好。YT類合金材料可進行半精加工及精加工。

刀具的幾何參數對于刀具的切削力、刀具耐磨性以及加工工件的表面質量有很大的影響，具體的選擇如下刀具的幾何參數：

（1）刀具的前角

刀具的前角直接影響刀具的強度、耐用性。适當增大前角可減小切削熱量，切削溫度不會過高，提高刀具的耐用度，若前角過大，切削變形量會增大，切削産生的熱量不易很快散掉，反而會降低刀具的耐用度；前角過小，切削力會增大，不容易排屑，容易形成積屑瘤，因此在切削不鏽鋼時，通常前角取12°～20°。

（2）刀具的後角

後角過小，刀具與工件表面摩擦加劇，嚴重影響工件的表面質量，并且加劇了刀具的磨損，影響刀具的使用壽命；後角過大，刀具的楔角減小，降低了切削刃的強度，加大了刀具的磨損。通常情況下，後角取5°～8°較合适，最大不超過10°。

（3）刀具的主偏角

采用較小的主偏角可以增加切削刀刃的工作長度，利于切削熱量的散發，同時會增大切削過程中徑向力，容易産生振動。在保證機床及刀具剛性的情況下，可以适當的加大刀具的主偏角。

（4）刀具的刃傾角

為增強刀尖強度及加大切屑的變形，通常保證刃傾角在0°～5°之間，實際生産中，通常采用雙刃傾角車刀更容易斷屑，防止切屑粘連。

（5）刀具的結構

外圓車刀常采用Y型圓弧軋斷屑槽，在近刀尖處切屑的半徑大，遠刀尖處切屑的半徑小，同時保證了切屑翻向待加工的表面，不會破壞已加工表面。

針對不同種類的不鏽鋼，由于其鉻、鎳含量的不同，機械性能有明顯的差别，選擇的切削用量也相應地改變。切削用量對不鏽鋼的加工硬化、切削力等有很大的影響，特别是對刀具的耐用度影響較大。要從以下幾方面考慮切削用量：一是根據工件的硬度條件來選擇切削用量；二是根據刀具材料及刀具的幾何參數來選擇切削用量；三是根據所要加工的零件尺寸大小及加工餘量來選擇切削用量。

（1）切削速度

不鏽鋼材料比普通鋼材料難加工，其切削速度也較低，切削速度大會加劇刀具的磨損，針對不同的不鏽鋼材料有其最合适的切削速度，選擇合适的切削速度對于刀具的壽命、加工的效率及零件的表面質量有很大影響。

（2）進給量

進給量過大會降低刀具的耐用度，同時也會影響切屑的排出及工件表面的質量，進給量的大小取決于工件的尺寸及主軸的轉速等。

（3）切削深度

粗加工時，可以選用較大的切削深度，減少走刀的次數，減輕了刀具的磨損，但切削深度過大，會加大切削力，從而引起振動。一般粗加工切削深度在2～5mm。精加工時切削深度要降低，同時要防止出現加工硬化，切削深度在0.2～0.5mm為宜。

選用的冷卻潤滑液要保證能帶走大量的切削熱量，同時由于不鏽鋼的韌性大，容易形成積屑瘤，冷卻潤滑液要有較高的潤滑作用。通常車削不鏽鋼所選用的冷卻潤滑液有硫化油、煤油加油酸、乳化液等。同時要考慮到有些冷卻液對機床有一定的腐蝕，通常與機油按一定的比例混合，能起到更好的效果。

6結語

不鏽鋼材料的加工相比普通材料鋼的加工要難，不僅要考慮到不鏽鋼材料在加工時易出現的一些加工問題，還要針對不同類型的不鏽鋼材料的性能選擇相應的加工工藝，從而保證加工的質量及加工效率。

【問】 為什麼PCBN刀具加工不鏽鋼材料效果不佳？

【答】這裡需要解決幾個問題：一是改善PCBN刀具刃口強度，使之能夠加工出較大的後角，提高其鋒利度；二是刀具表面增加塗層工藝，增加前刀面的表面光潔度，避免産生積屑瘤；三是前刀面加工出斷屑槽，增加斷屑能力；四是PCBN成分中避免引入與不鏽鋼起到化學反應的成分，降低化學磨損。PCBN刀具在精車不鏽鋼材料時，之所以效果不好，是因為PCBN刀具前刀面上的會出現表面裂紋，而這些裂紋主要受切削力和磨損激烈程度影響。除了磨粒的導熱性能，氣孔率、延展性和結合強度對刀具的斷裂阻力都有重要影響。因此建議提高結合劑含量并降低磨料粒度，這樣就可以減少氣孔率，提高延展性和結合強度，從而提高刀具的斷裂阻力，改善刀具在加工過程中的異常失效形式。

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