大量的试验表明:厚壁不锈钢板在形变过程中不同程度地出现错层、形变孪晶、应变诱发马氏体,并在晶界与退火孪晶附近形成位错塞积和位错胞状组织。这些形变组织结构对加工硬化均有贡献。进行固溶处理的主要目的就是为了材料的内应力并降低硬度,提高厚壁不锈钢板的可成形性。而处理后硬度值过高说明软化效果差,残余应力没有充分释放,因为残余应力引起的晶格畸变也会使硬度值改变。正是由于残余应力的存在,导致在厚壁不锈钢板扩口时容易在应力集中的地方产生裂纹,从而影响扩口性能。由于晶界和晶界两侧晶粒的位向差,增加了晶体中位错滑移的阻力,因此晶界的主要作用是阻碍位错运动。晶粒越细,晶界越多,阻碍位错滑移的作用就越大,厚壁不锈钢板屈服强度就越高,形成了晶界强化,从而产生加工硬化;因此晶粒越小,在扩口时越容易产生加工硬化。刀具的刃口圆角和后刀面的磨损对厚壁不锈钢板表面层的冷作硬化有很大影响,刃口圆角和后刀面的磨损量越大,冷作硬化层的硬度和深度也越大。
厚壁不锈钢板切削加工过程非常复杂,加工后形成的表面粗糙度与厚壁不锈钢板的材料、刀具的几何形状、润滑方法以及选用的切削深度密切相关。剪切、滑移和断裂被认为是影响切屑形成的几个主要因素。超精密切削时只要有切屑产生,就可以把该过程模型化为厚壁不锈钢板沿着与水平面倾斜一定角度的平面被刀具剪切的过程,在已加工表面上形成的峰、谷高度随刀具刃口锋锐轮廓的变化而变化。外,厚壁不锈钢板材料对金刚石车削加工表面粗糙度有显著的影响,在一般车削加工中经常忽略材料晶体观结构的影响,而金刚石车削中厚壁不锈钢板对表面粗糙度的影响却不容忽视。例如:某种材料的弹性模量主要依赖于单晶体的晶向,虽然铜、铝同样是软金属,但它们的硬度却有较大差异。在同样条件下切削上述两种金属时,切削状态不同,厚壁不锈钢板产生切削力的大小也会有所不同。
钢板等离子切割
原理:等离子是除固态、液态和气态以外的另一种形态,是一种经气体电离成离子状态并处于极高温度下物质的特殊形态,简称离子弧。优点:能切薄板,不锈钢及有色金属,切割速度快。缺点:切割有斜度,噪音大、烟尘多,紫外线辐射。水射流切割
原理:利用高压水成射流状态。优点:切割范围广,环保。缺点:速度慢,能耗大。
火焰切割方法的对比
手工切割
优点:操作简单、低成本。缺点:切割质量不能保证、劳动强度高。
机械切割
直线:30型、直条切割。曲线:仿型、割圆。立体:H型钢端面切割、各种坡口切割。
光电切割原理:用光电头扫描图形,再转换成电号驱动电机,切出相应零件。优点:操作简单。缺点:精度不高,图纸要求高,不能切出锐角。
其特征是相比普通A3钢板,具有更高的强度,抗变形能力。
45号钢是中碳结构钢,冷热加工性能都不错,机械性能较好,且价格低、来源广,所以应用广泛。它的 弱点是淬透性低,截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
45号钢淬火温度在A3+(30~50) ℃,在实际操作中,一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快,表面氧化减少,且能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化,就需要足够的保温时间。如果实际装炉量大,就需适当延长保温时间。不然,可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。但保温时间过长,也会也出现晶粒粗大,氧化脱碳严重的弊病,影响淬火质量。我们认为,如装炉量大于工艺文件的规定,加热保温时间需延长1/5。
因为45号钢淬透性低,故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。工件入水后,应该淬透,但不是冷透,如果工件在盐水中冷透,就有可能使工件开裂,这是因为当工件冷却到180℃左右时,奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。因此,当淬火工件快冷到该温度区域,就应采取缓冷的方法。由于出水温度难以掌握,须凭经验操作,当水中的工件抖动停止,即可出水空冷(如能油冷更好)。