怎样切削加工高强度和超高强度钢?

(1)高强度钢及其分类它们是含有一定合金的结构钢，经热处理后，Si、 Mo、Ni等元素使固溶体强化，金相组织多为马氏体，抗拉强度Rm达1960MPa，硬度为35~50HRC，冲击韧度很高的钢。当抗拉强度Rm > 1200MPa时，为高强度钢;当抗拉强度Rm > 1500MPa时，称为超高强度钢。

高强度钢一般为低合金结构钢，合金元素总含量不超过6%。有Cr钢、Cr-Ni钢、Cr-Si钢、Cr-Mn钢、Cr-Mo、Cr-Mn-Si钢、Cr-Ni-Mo钢和Si-Mn钢等。它主要用于机器中的关键承载件。

超高强度钢中，合金元素的含量较高、种类较多。按合金元素含量可分为三种:合金元素总含量<6%，为低合金超高强度钢;合金元素总含量>6%，为中合金超高强度钢和高合金超高强度钢。

(2)切削特点

1)切削力大。大量的实验表明，车削高强度钢(调质后)的单位切削力比切削45钢高25% ~40%;车削超高强度钢的单位切削力比切削45钢高50%~80%。

2)切削温度高。这种钢在切削时的切削力大，切削功率大，所以形成的切削温度高。这种材料的热导率只有45钢的60% (30. 12W/(m. K))，而且切屑与刀具前刀面接触时间短，使切削区温度增高。

3)刀具易磨损。由于高强钢和超高强度钢的相对切削加工性分别为0.2~0.5和0.1 ~0.3,并且切削力大，切削温度高，钢中还存在硬质化合物，因此造成刀具磨料扩散和氧化磨损，刀具耐用度低。

4)断屑困难。由于这种钢不仅具有较高的强度，而且有较高的韧性和一定的塑性，造成断屑困难，必须采用相应的断屑措施。

(3)刀具材料应选用高钒、高钴和含铝高速钢的材料,如W6Mo5Cr4V2Al、W9Mo3Cr4V3Co10、W2Mo3Cr4V3Co5Si、W10Mo4Cr4V3Al、W12Mo3Cr4V3N。粗加工时，应选YS8、YC45、YC34、YW3、YS25、YT758、YT726、YT707硬质合金。精加工时，应选涂层硬质合金，如Y1321、CN15、CN25等。还可采用陶瓷和PCBN。

(4)刀具几何参数高速钢刀具，γ。=8°~12°, α。=

5°~10°，λ=4°~2°;硬质合金刀具，γ。= -4°~6°，α。=

6°~10°，λ= -12°~0°; PCBN刀具，γ。= -8°~ -12° ,

o。=10°~15°，λ。= -10°~0°;陶瓷刀具，γ。= - 15°~

-4°,a。=4°~10°，λ= -20°~-2°。后三种刀具应磨出负倒棱。

(5)切削用量当切削45钢时νe= 100m/min,刀具耐用度基本相同，加工高强度钢的v。应降低50%，加工超高强度钢的νe应降低70%。一般高速钢刀具，v。=5~10m/min;硬质合金刀具，νe= 10 ~40m/min;陶瓷刀具，νe =20~ 80m/min; PCBN刀具，νe=40 ~ 220m/min。ap和f无特殊要求。

(6)注意的问题

1)钻孔时，高速钢钻头νe=5 ~ 10m/min, f=0.1~0.3mm/r。钻超高强度钢时最好采用硬质合金钻头或可转位浅孔钻;麻花钻头应磨成三尖七刃的群钻型，这样效果比较好。切削液为乳化液。

2)铰孔时,除选用高性能高速钢外，最好选用硬质合金，必须使用充足的切削液。