Оценка обрабатываемости сталей

Нержавеющие стали из-за высокого содержания легирующих элементов отличаются повышенной вязкостью. Поэтому они не так легко поддаются механической обработке, например, сверлению или резанию, в сравнении с обычными углеродистыми сталями.

Но как определить степень «лёгкости» или сложности обработки того или иного сплава?

Для количественной оценки обрабатываемости стали принята условная единица. Она характеризуется специальным коэффициентом. При этом за единицу его измерения принята обрабатываемость стали для условий получистого точения без охлаждения резцами, оснащенными твердым сплавом Т5К10 и быстрорежущей сталью Р18 при следующих постоянных параметрах:

- глубина резания t = 1,5 мм;

- подача s=0,2 мм/об;

- главный угол в плане резцов ϕ = 60°;

- критерий затупления резцов (износ по задней грани);

- h_зад  = 1,0 мм.

Оценка обрабатываемости стали производится по скорости резания, соответствующей 60-минутной стойкости резцов, и выражается коэффициентами K_vтв.сп.  и K_vбр. по отношению к эталонной стали.

За эталонную сталь принята углеродистая сталь марки 45 в горячекатаном состоянии (R_m = 65 кгс/мм² (640 МПа), HB 179), скорость резания v₆₀ принята за единицу.

Коэффициенты обрабатываемости стали для твердосплавных резцов рассчитываются по формуле:

где:

K_vтв.сп. – коэффициент обрабатываемости стали при точении резцами Т5К10;

v₆₀ – скорость резания, допустимая при точении исследуемой стали при принятых условиях и стойкости резца T=60 мин [м/мин];

135 м/мин – скорость резания при 60-минутной стойкости резцов из твердого сплава Т5К10, допустимая при точении эталонной стали марки 45, коэффициент обрабатываемости которой равен единице.

Коэффициенты обрабатываемости стали для резцов, изготовленных из быстрорежущей стали марки Р18, рассчитываются по формуле:

где:

K_vбр – коэффициент обрабатываемости стали при точении резцами Р18;

v₆₀ – скорость резания, допустимая при точении стали при принятых параметрах и стойкости резца T=60 мин [м/мин];

72 м/мин – скорость резания при 60-минутной стойкости резцов из быстрорежущей стали, допустимая при точении эталонной стали марки 45, коэффициент обрабатываемости которой равен единице.

В справочнике «Режимы резания труднообрабатываемых материалов» Я.Л. Гуревича приводится классификация труднообрабатываемых сталей, где хромистые нержавеющие стали ферритно-мартенситного (12Х13) и мартенситного (20Х13, 30Х13, 40Х13) классов отнесены ко II группе. А сплавы аустенитного, аустенитно-ферритного и аустенитно-мартенситного структурных классов отнесены к группе III.

Как вывод, коэффициент обрабатываемости нержавеющих сталей в 1,5-2 раза ниже по отношению к стали 45.

Факторы, вызывающие трудности механической обработки нержавеющих сталей, были тщательно изучены ещё в прошлом веке советскими учёными и рассмотрены в статье на нашем сайте.  Там же приводится таблица сравнения коэффициентов обрабатываемости сталей II и III группы по Я.Л. Гуревичу.