不锈钢性质简介.上课讲义.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,不锈钢简介,部門,:研发部,目录,一.不锈钢材质简介,二.切割不锈钢的刀具的选择,一.不锈钢材质简介,1.不锈钢的概念:,不锈钢是在普通碳钢的基础上，加入一组铬的质量分数（wCr）大于 12%合金元素的钢材，它在空气作用下能保持金属光泽，也就是具有不生锈的特性。这是由于在这类钢中含有一定量的铬合金元素，能使钢材表面形成一层不溶解于某些介质的坚固的氧化薄膜（钝化膜），使金属与外界质隔离而不发生化学作用。在这类钢中，有些除含较多的铬（Cr）外，还匹配加入较多的其他合金元素，如镍（Ni），使之在空气中、水中、蒸汽中、都具有很好的化学稳定性，而且在许多种酸、碱、盐的水溶液中也有足够的稳定性，甚至在高温或低温环境中，仍能保持其耐腐蚀的优点。,2.不锈钢特点,：,耐蚀好，光亮度好，强度高；有一定弹性；昂贵。,一.不锈钢材质简介,3.不锈钢分类,按主要化学组成分铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等；也可以以性能特点分成耐酸不锈钢和耐热不锈钢等；通常以金相组织进行分类。按金相组织分为：铁素体(F)型不锈钢、马氏体(M)型不锈钢、奥氏体 铁素体(AF)型双相不锈钢、奥氏体 马氏体(AM)型双相不锈钢和沉淀硬化(PH)型不锈钢。,(1)铁素体型不锈钢 具有磁性，它的内部显微组织为铁素体，其铬的质量分数在 11.5%32.0%范围内。但是碳的含量极低 0.2%,不可淬火。随着铬含量的提高，其耐酸性也提高，加入钼（Mo）后，则可提高耐酸腐蚀性和抗应力腐蚀的能力。(2)马氏体型不锈钢 马氏体不锈钢同样也具有磁性，这类钢中铬的质量分数为 11.5%-18.0%但碳的质量分数最高达 0.6%。碳含量增高，提高了钢的强度和硬度。在这类钢中加入的少量镍可以促使生成马氏体，同时又能提高其耐蚀性。这类钢具有一定的耐蚀性和较好的热稳定性以及热强性，可以作为温度低于 700 以下长期工作的耐热钢使用。它广泛用来制造对韧性和冲击韧度要求较高的零件，如汽轮机的叶片、内燃机排气阀和医疗器械。,一.不锈钢材质简介,(3)奥氏体型不锈钢 它是在高铬不锈钢中（1726%）添加适当的镍（镍的质量分数为 8%-25%）而形成的，具有奥氏体型不锈钢不能利用热处理使晶粒细化，也不能经过淬火来提高其硬度。这类钢的冷加工硬化程度高，通常没有磁性，经过冷作可在钢内析出少量铁素体或马氏体的组织，会出现少量磁性。奥氏体型的钢板的综合性能最好，既有足够的强度，又有极好的塑性同时硬度也不高，这也是它们被广泛采用的原因之一。奥氏体型不锈钢同绝大多数的其它金属材料相似，其抗拉强度、屈服强度和硬度，随着温度的降低而提高；塑性则随着温度降低而减小。其抗拉强度在温度 15800 范围内增大较快，温度进一步降低时则变化缓慢，而屈服强度有增长是较为均匀的。更重要的是：随着温度的降低，其冲击韧度减少缓慢，并不存在脆性转变温度。,(4)其他特殊材料的应用领域开发出特殊材料。例如:所说的奥氏体一铁素体型双钢,其显微组织为奥氏体加铁素体。它含有 18-25%的铬，4-7%的镍以及 4%的钼。镍、镍-铜、镍-铬以及其他以镍-铬为基础的特殊不锈钢也属于此类。此类特殊材料具有特殊的特性，有固定的材料名称，如ronifer,Nikrofer,AIIoy,ferrotherm,HasteIIoy,IncoIoy,InconeI,MoneI。这些材料也有属材料号及其化学成份。,一.不锈钢材质简介,4.不锈钢的分类、主要成分及性能比较,分类,大概成分（%）,淬火性,耐蚀性,加工性,可焊接性,磁性,C,Cr,Ni,铁素体系,035以下,16-27,-,无,佳,尚佳,尚可,有,马氏体系,120以下,11-15,-,自硬性,可,可,不可,有,奥氏体系,025以下,16以上,7以上,无,优,优,优,无,一.不锈钢材质简介,5.中国与世界各地区不锈钢钢号近似对照 见附表,6.不锈钢特性 见附表,7.不锈钢化学元素 见附表,一.不锈钢材质简介,8.举例:sus301和sus 304有何区别?,sus301含鎳少含C多彈性好一般用上需要彈性結構上，叫做彈簧鋼；,sus304含鎳多含C少沒有太多的彈性，用於外觀，高溫處。相对301来说,好象很好買貨源很充足,不過為了者錢，現在我們有304的地方一般都用sus430替代了。,材質性能 SUS 301:適合用彈性用途,含碳量高,硬度高,不易彈性疲乏.延展性不好,不易抽伸.,SUS 304:不適合用彈性用途,含碳量低硬度低(軟).SUS 430:材料含雜質較多(不純),導致硬度不穩定.,一.不锈钢材质简介,SUS304(不銹鋼)：用途最多之不銹鋼種，因含有 Ni 故比 Cr 鋼較富耐蝕性耐熱性，且具低溫強度，故機械特性非常好，加工硬化性非常大，加熱處理不硬化，非磁性，強度佳，較沒彈性，常使用厚度 0.4T 1.0T之間。故目前在Notebook常被廣泛運用在需結構強度之Bracket,運用上必須指定級數,以期達到設計之需求.一般最好取3/4H為宜.若是須引伸抽型,若運用於LCD bracket,一般最好取1/2H為宜.參考價格:98NT$/Kg-0.5T,130NT$/Kg-0.3T,195NT$/Kg-0.2T.SUS301(不銹鋼)：Cr(鉻)成分比 SUS304 低，耐蝕性較差，但冷間加工能得到非常高度的拉加及硬度，其特性用途廣大，因彈性佳，故目前在Notebook常被廣泛運用在防EMI上，做彈性接觸部份，但常用厚度在 0.4T 0.07T 之間。運用上必須指定級數,以期達到設計之需求(例如彈力,強度).並須注意301材料有金屬結晶性方向性,越高級數者越是硬且脆,若成型上不注意,易造成隅角及側壁裂紋.參考價格:142NT$/Kg-0.5T,183NT$/Kg-0.3T,180NT$/Kg-0.2T.285NT$/Kg-0.1T,二.切割不锈钢的刀具的选择,1.铣削不锈钢的特点,1)加工硬化严重 2)切削力大 3)切削温度高 4)切屑不易折断、易粘结,5)刀具易磨损 6)线膨胀系数大,不锈钢的粘附性及熔着性强，切屑容易粘附在铣刀刀齿上，使切削条件恶化；逆铣时，刀齿先在已经硬化的表面上滑行，增加了加工硬化的趋势；铣削时冲击、振动较大，使铣刀刀齿易崩刃和磨损。铣削不锈钢除端铣刀和部分立铣刀可用硬质合金作铣刀刀齿材料外，其余各类铣刀均采用高速钢，特别是钨钼系和高钒高速钢具有良好的效果，其刀具耐用度可比W18Cr4V提高12倍。铣削不锈钢时，切削刃既要锋利又要能承受冲击，容屑槽要大。可采用大螺旋角铣刀(圆柱铣刀、立铣刀)，螺旋角从20增加到45(n=5)，刀具耐用度可提高2倍以上，铣削不锈钢时，应尽可能采用顺铣法加工。不对称顺铣法能保证切削刃平稳地从金属中切离，切屑粘结接触面积较小，在高速离心力的作用下易被甩掉，以免刀齿重新切入工件时，切屑冲击前刀面产生剥落和崩刃现象，提高刀具的耐用度。采用喷雾冷却法效果最为显著，可提高铣刀耐用度一倍以上.,二.切割不锈钢的刀具的选择,2.切削不锈钢时如何选择刀具材料,正确选用刀具材料是保证高效率加工不锈钢的决定因素。根据不锈钢的切削特点，刀具材料应具备足够的强度、韧性、高硬度和高耐磨性且与不锈钢的粘附性要小。常用的刀具材料有,硬质合金,和,高速钢,两大类，形状复杂的刀具主要采用高速钢材料。由于高速钢切削不锈钢时的切削速度不能太高，因此影响生产效率的提高。,对于较简单的车刀类刀具，刀具材料应选用强度高、导热性好的硬质合金，因其硬度、耐磨性等性能优于高速钢。,常用的硬质合金材料有：钨钴类(YG3、YG6、YG8、YG3X、YG6X)，钨钴钛类(YT30、YT15、YT14、YT5)，通用类(YW1、YW2)。YG类硬质合金的韧性和导热性较好，不易与切屑粘结，因此适用于不锈钢粗车加工；而YW类硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性和抗氧化性能以及韧性都较好，适合于不锈钢的精车加工.,二.切割不锈钢的刀具的选择,螺旋角30 二刃、三刃、四刃以适用于加工一般材料及中高硬 钢铁材质等。,螺旋角45至50二刃、三刃、四刃以适用于加工中硬度钢铁、不锈钢、钛合金、镍合金等高硬度材料的高速切削，效果更佳。,整体硬质合金立铣刀,Dimension(mm),D,L,l,d,2,40,8,2,3,45,10,3,4,50,12,4,5,50,15,5,6,50,15,6,7,60,20,7,8,60,20,8,9,65,25,9,10,65,25,10,12,70,30,12,14,80,35,14,16,90,40,16,18,100,45,18,20,100,45,20,二.切割不锈钢的刀具的选择,3.切削不锈钢时怎样选择切削用量,不锈钢的常用切削用量,工件,车外圆,镗孔,切断,直径范围,粗加工,精加工,(mm),主轴转速n,(m/min),进给量f,(mm/r),主轴转速n,(m/min),进给量f,(mm/r),主轴转速n,(m/min),进给量f,(mm/r),主轴转速n,(m/min),进给量f,(mm/r),10,1200955,0.190.60,1200955,0.100.20,1200675,0.070.30,1200955,手动,1020,955765,955765,955600,955765,2040,765480,0.270.81,765480,0.100.30,765480,0.100.50,765600,0.100.25,4060,480380,600380,480380,610480,6080,380305,480305,380230,180305,80100,305230,380230,305185,380230,0.080.20,100150,230150,305185,230150,305150,150200,185120,230150,185120,150以下,注:1.工件材料：1Cr18Ni9Ti；刀具材料：YG8。,2.表中较小的直径选用较高的主轴转速，较大的直径选用较低的转速。,3.当工件材料和刀具材料不同时，主轴转速应根据具体情况作适当校正。,二.切割不锈钢的刀具的选择,4.切削不锈钢时如何选择切削液和冷却方式,由于不锈钢的切削加工性较差，对切削液的冷却、润滑、渗透及清洗性能有更高的要求，常用的切削液有以下几类：,一、硫化油：,是以硫为极压添加剂的切削油。切削过程中能在金属表面形成高熔点硫化物，而且在高温下不易破坏，具有良好的润滑作用，并有一定的冷却效果，适用于一般车削、钻孔、铰孔及攻丝。硫化豆油适用于钻、扩、铰孔等工序。,直接硫化油的配方是：矿物油98，硫2。,间接硫化油的配方是：矿物油7880，植物油或猪油1820，硫1.7。,二、机油、锭子油等矿物油：,其润滑性能较好，但冷却和渗透性较差，适用于外圆精车。,三、植物油：,如菜油、豆油等，其润滑性能较好，适用于车螺纹及铰孔、攻丝等工序。,四、乳化液：,具有较好的冷却和清洗性能。也有一定的润滑作用，可用于不锈钢粗车。,在切削加工过程中应使切削液喷嘴对准切削区，或最好采用高压冷却、喷雾冷却等冷却方式。,