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【伊斯卡刀具】勝任不鏽鋼（gāng）的加工（gōng）

2020-11-30 來源：-- 作者：-

不鏽（xiù）鋼分類

長期以來，不鏽鋼一直是主流工程材（cái）料。不鏽鋼製品隨處可見，遍布（bù）於渦輪機械（xiè）、廚房用（yòng）具、航空航天工（gōng）程、外科手術、油氣（qì）工業及食品工業等領域。不鏽鋼得以應用得如此廣泛，源於（yú）該材料非常重要的特性—防腐蝕性。 “不鏽（xiù）鋼”及“防腐蝕（shí）鋼”通常被視為同（tóng）義詞，還有諸如防鏽鋼、不鏽（xiù）鋼及無腐蝕鋼（gāng）等詞。不鏽鋼，最初的意思是“免於紅（hóng）色鏽斑”，指鐵（tiě）氧化的結果。腐蝕是化學反應及物理（lǐ）-化學（xué）反應所導（dǎo）致的結果。腐蝕有不同類型。

1.依據其主要（yào）功能特征，不鏽鋼被劃分（fèn）為以下幾類：耐腐蝕鋼 – 在正常（cháng）情況下（xià）免於腐（fǔ）蝕；抗氧化不鏽鋼（gāng）或防鏽不鏽鋼 – 在高溫、不友好環境下具有耐腐蝕性；耐熱不鏽鋼或在高溫應力下不失去強度的耐高溫不（bú）鏽鋼。因此，可將耐腐蝕鋼視作不鏽鋼的一類。

2.以上不（bú）鏽鋼種類的功能特（tè）點（diǎn）決定了在切削刀具設計中對其材料組的選（xuǎn）擇。對從事不鏽鋼加工的製造商而言，關鍵要素是材料的機械加工性。不鏽鋼的機械加工性與鋼的元素含量及結（jié）構相關。據此，不鏽鋼可分為（wéi）以下幾種（zhǒng）類型：鉻不鏽鋼（鐵素體不鏽鋼；馬（mǎ）氏體不鏽鋼（gāng）及鐵素體-馬氏體不鏽鋼）；鉻鎳不鏽鋼（奧氏體不鏽鋼及超級奧（ào）氏體不鏽鋼；奧氏體-鐵素（sù）體雙相不鏽鋼）；此外，還有一種沉澱硬化不（bú）鏽鋼(PH)，既可以是馬氏體型，也可以是半奧氏體型，是一種單獨（dú）的分（fèn）類。

3.判斷不鏽鋼（gāng）屬於（yú）哪（nǎ）種（zhǒng）類型，能幫助評估其機械（xiè）加工性及挑選所需刀具（jù）。在切（qiē）削刀具（jù）的設計中，不鏽鋼的種類是（shì）決定刀具幾何形狀、甄選刀具材料（尤其是硬質（zhì）合金刀具），確定冷卻供應（yīng）的主要因素。

從機械加工性（xìng）的視（shì）角來看，鐵素體不鏽鋼及馬氏體不鏽鋼與（yǔ）高（gāo）合金鋼非（fēi）常相似。因此，ISO 513標準規（guī）約了刀具（jù）應用的主要種類，將鐵素（sù）體（tǐ）不鏽鋼和馬氏體不鏽鋼歸（guī）類至ISO P材料組。然（rán）而，奧氏體不鏽鋼、雙相不鏽鋼及（jí）沉澱硬化（huà）不鏽鋼的情況是完全（quán）不同的。以上（shàng）類型不鏽鋼機械加工性較差，依據其加工性而（ér）歸類至ISO M材料組。

機（jī）械加工性還受到熱處理的影響。在加工（gōng）ISO M類不鏽鋼時，源於這類材料的機械加工性差，刀具切削刃處於重載工（gōng）況：一旦鋼的熱傳（chuán）導（dǎo）性開始變差，高溫（wēn）就會引起熱裂；自硬（yìng）性，源於（yú）加工過程中（zhōng）材料（liào）的變形，導致塑性變形及破裂；材料強度高導致疲勞磨損及破損；材料的粘附性趨勢導致（zhì）積屑（xiè）瘤的產生。

ISO S材料組的應用主要考慮高溫超（chāo）級合金(HTSA)，鈦及鈦合金的加工。在眾多的HTSA材料中，有鐵基合金，事（shì）實上，也被稱作耐熱不鏽鋼，其機械加工性較不鏽鋼材料就差了很多。

因此，不鏽鋼（gāng）作為（wéi）一種工程材料的大類，因元素含量、性能及（jí）機械加工性而各不相同。加工不鏽鋼需要（yào）切（qiē）削刀具，刀（dāo）具具有不同的切削形狀，刀具牌（pái）號（hào），涵（hán）蓋了三種主要材料組：ISO P，ISO M及ISO S。

金屬加工行業對用於不鏽（xiù）鋼加工的刀具需求（qiú）呈增長態勢，切削刀具製造商們一（yī）直在為工業增長的需求尋找適合的答複。盡管不鏽鋼的加工曆時已久，切削刀具製造商（shāng）們仍努力探尋能帶來技術創新的進展及提高現有（yǒu）解決方案的新可能性。來自全球切削刀具領軍企業之一伊（yī）斯卡的（de）最新產品，恰是致力於此。

車削刀具

基於經驗累積，伊（yī）斯卡研發了三種ISO車刀片（piàn）斷屑槽。這些斷屑槽（cáo），定義了刀片前（qián）刀麵的形狀，被命名為R3M, M3M 及F3M，指定了主要應用領域：不鏽鋼的粗車加工、半精車加工及精車加工。被應用於雙麵負型車刀片（piàn）及單麵正型（xíng）車刀片的斷屑槽設計。該斷（duàn）屑槽的典型特征是（shì）具（jù）有特定形狀的卷屑台以實現更佳的切屑控製，波紋（wén）狀卷屑台有助於使得刀片免於（yú）受到來自切屑的破（pò）壞。在（zài）設計階段就通過切屑流3D建模對卷屑台的（de）形狀設計做出極大的貢獻。為幫助用戶能識別出各斷屑槽型，在刀片中心孔周邊刻印了圖案，每一類型的斷屑槽均以不同（tóng）數量的齒輪形圖案做出特征標（biāo）識。

在金屬加工領（lǐng）域（yù），瑞士自動機床非常（cháng）適用（yòng）於小規格（gé）不鏽鋼件的加（jiā）工，特別是航空工業及醫療器械工業。伊斯卡最（zuì）近（jìn）推出帶新型NX斷屑槽的車削-切槽刀片，豐富了（le）SWISSCUT INNOVAL係列，該係列是專為瑞士（shì）自動機（jī）床而特別研製的。新型斷屑槽大大改善了在不鏽鋼加工中對（duì）切屑的控製（zhì）。在前麵的案例中，切屑成型（xíng）的3D建模有助於找到優化的切屑形狀。

在切斷及切槽方（fāng）麵，伊斯卡發布了兩種全新的硬質合金牌號用於不鏽鋼的（de）加工，采用了（le）TiAlN（PVD）塗層：IC1010用於中-高（gāo）速切削；IC1030用於低-中速切（qiē）削。在（zài）伊斯卡專家看來，對（duì）伊斯卡最為前沿的硬質（zhì）合金牌號施（shī）予後塗層處理技術（shù）（SUMOTEC），結合新的斷屑（xiè）槽能使得刀具性能更佳，刀具壽命更高。

旋轉刀具

切削刀具的技（jì）術性能在很大（dà）程度上（shàng）取決於其特性。在不鏽鋼鑽削加工方麵（miàn），伊斯卡最（zuì）新的研（yán）發都意在創生（shēng）出（chū）更佳的刀具材料，順（shùn）勢推出兩種新型硬（yìng）質合金牌號：IC806及IC5500。IC806牌號采用了PVD物理塗層，主要用於難加工的耐熱不鏽鋼（ISO S材料組及ISO M材料組）的深（shēn）孔鑽削；而IC5500牌號，其（qí）特點是不僅采用了新的硬質合金基體而且采用了CVD化學塗層，確保在（zài）鐵素體不鏽鋼及馬氏體不鏽鋼（ISO P材料組）的鑽削加工（gōng）中具有高性能。

IC5500牌號在鑽削加工中效果顯著，對該（gāi）牌號應用領域的擴張帶來了直接的影響，最終被可轉位銑刀係列所采納。裝夾圓刀片的銑刀係（xì）列最近擴展了新銑刀，用於輪廓表麵的加工，特別是渦輪葉片表麵的加工。新刀片提供兩種設計版本。第一個版本由IC5820牌號製成，用於加工奧（ào）氏體不鏽鋼（gāng）、雙相不鏽鋼以（yǐ）及沉澱（diàn）硬化不鏽鋼（ISO M材（cái）料組及 ISO S材料（liào）組）。第二個版本由IC5500牌號製成，用於加工鐵素體不（bú）鏽鋼及馬氏體（tǐ）不鏽鋼（ISO P材料組）。IC5500牌號，不僅在（zài）鑽削加工中得到驗證，而且作為圓刀片的牌號也顯著（zhe）提高了切削速度。

伊（yī）斯卡最近研發的帶5個螺旋（xuán）槽的整體（tǐ）硬質（zhì）合金立銑刀係列為在奧氏體不鏽鋼、雙相不鏽鋼以及沉澱硬化不鏽鋼（ISO M材料組及 ISO S材料組）的加工提供了有意思的解決方案。立銑刀概念利用了防振原理，具有不等螺距和不等（děng）螺旋角，被納入伊斯卡防振產品。新增元素是副切削刃磨損控製結（jié）構。立銑刀由PVD塗層的超細晶粒硬質合（hé）金（jīn）牌號IC608製成。立銑刀複合了防振式切入，副切削刃（rèn），強（qiáng）固（gù）的（de）錐形芯，先進的耐磨牌號而設計，帶來（lái）了顯著提高的刀具壽命。

高效冷卻—進階成功之路

在難（nán）加（jiā）工不鏽鋼材（cái）料的加工中，在諸多案例中，高效冷卻是性能優化的一個因素。幾年前推出（chū）的TANGSLIT槽銑（xǐ）刀，冷卻液流經冷卻通道直達（dá）每一（yī）切削刃，為用戶提供了合理的解決方案。該槽銑刀，既適用於低壓冷卻（最高冷卻壓力為10bar），也適用於高壓冷（lěng）卻（最高冷卻壓力為340bar），切削速度最大能提高50%，確保高（gāo）效排屑，提（tí）高（gāo）了被加工表麵質量。

隨著加工領域對高壓冷卻應用需求的（de）增長，伊（yī）斯卡推（tuī）出適用於（yú）螺紋加工的帶冷卻通道的新式刀夾。該刀夾夾（jiá）持帶10個切（qiē）削刃的高（gāo）經濟性刀片（piàn）。

結語（yǔ）

市場不斷對不鏽（xiù）鋼加工提（tí）出訴求更多高（gāo）效刀具的需求，需要切削刀具製造商做出適當的反（fǎn）饋。高度（dù）勝任，高度專業（yè），加上主（zhǔ）動創新精（jīng）神，是這裏的決（jué）定因素，也（yě）是（shì）前進之路。伊斯卡保（bǎo）持決心，並將在今後秉承這一套做法持續發展。

（來源（yuán）：伊斯卡刀具；作者：伊斯卡（kǎ）技（jì）術經理（lǐ） Andrei Petrilin）

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