不鏽鋼精(jīng)密零件加工時產生毛刺的內在因素,主要與不鏽鋼自身的材質(zhì)特(tè)性、微觀組織及力(lì)學性能密切(qiē)相關,這些因素直接影響材料在切削過程中的變形、斷裂方式,進而導致毛刺的形成。以下是具體的內在因素分析:

一、不鏽鋼(gāng)的材質特性
高塑性與韌性
不鏽鋼(gāng)(尤(yóu)其是奧氏體不鏽鋼,如 304、316)具有極高的(de)延伸率(通常≥40%)和衝(chōng)擊韌性,在切削加工(如車削、銑削、鑽孔(kǒng))時,材料(liào)受刀具擠壓、剪切作用後,不會像脆性材料(liào)(如鑄鐵)那(nà)樣快速脆性斷裂,而是(shì)會發生顯著的塑(sù)性變(biàn)形。
當刀具刃(rèn)口切入材料時,部分金屬會被 “撕裂” 而非(fēi)整齊切斷,形成塑性變形區,多餘的材料在刃口後方堆積,最終(zhōng)形(xíng)成拉伸型毛刺(如車削時的 “卷(juàn)邊毛刺”)。
韌性越高,材料(liào)越容易在切削力作用下產生 “粘連”,尤其(qí)在低速切削或(huò)刀具鈍化時,毛(máo)刺更明顯。
加工硬化(huà)效應顯著
不鏽鋼在(zài)切削過程中,表層(céng)金屬因(yīn)劇烈塑性變形會發生加工硬化(硬度可(kě)提升(shēng) 30%-50%),硬(yìng)化層硬(yìng)度遠高於基體材料。
當刀具切削到硬化層時,切(qiē)削抗力驟增,刃口易產生 “打滑” 或 “擠壓” 現象,導(dǎo)致(zhì)材(cái)料無法被有效切斷(duàn),在已加工(gōng)表(biǎo)麵邊緣形成擠壓毛(máo)刺(如鑽孔後的孔口毛(máo)刺)。
硬化層的不均勻性還會導致切削力波(bō)動,進一步加劇毛刺的不(bú)規則性。
二、微觀組織與成(chéng)分影響
合金元素(sù)的作(zuò)用
不鏽鋼中含有的鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Mo)等合金元素,不僅提升了耐腐蝕性,也顯著改變了其切削性能:
鉻和鎳會增加材料的高溫強度和韌性,使切削區材料不易斷裂,易形成連續切屑,切屑與工件表麵的摩擦會拖拽出毛刺。
部分不鏽鋼(如馬氏體不鏽鋼 440C)含碳量較高,雖硬度提升,但組織中可能存在碳化物顆粒,切削時碳(tàn)化物會加(jiā)劇刀具磨損,間接導致毛刺產生(刀具鈍化後無法有效切斷材料)。
晶粒結構的影響
奧氏體不鏽鋼為麵心立方(fāng)結構,滑移係多(12 個),塑性變形(xíng)能力強,切(qiē)削時材料流(liú)動更劇烈,易在刃口處形成 “毛刺核” 並逐漸長大。
晶粒粗(cū)大的不鏽鋼(如未經過細化處理(lǐ)的鑄件),晶界結合力相對較弱,切(qiē)削時晶界處易優先產生撕裂,形成沿晶界分布(bù)的毛刺,且毛(máo)刺尺寸更大、更不規則。
三、力學性能的綜合作用
高(gāo)屈服強度與(yǔ)抗拉強度(dù)
不鏽鋼的(de)屈(qū)服強度(如 304 不(bú)鏽鋼約 205MPa)和(hé)抗拉強度(約 520MPa)均高於普通碳鋼(gāng),切削時需要更大的切削力才能使材料達到斷裂條件。
若刀具鋒利度不足或切削參數不合理(如進(jìn)給量過大),材料(liào)在未完全斷裂前就被刀具推擠(jǐ),會在工件邊緣形成擠壓(yā)毛刺或撕(sī)裂毛刺。
低導熱性
不鏽鋼的導熱係數(shù)僅為(wéi)碳鋼的 1/3-1/2(如 304 不鏽鋼導熱係數約 16.2W/(m・K)),切削過程中產生的熱(rè)量不易散發,大量積(jī)聚(jù)在切削區(溫度可(kě)達 800-1000℃)。
高溫會使材料(liào)局部軟化(huà),加劇塑性變形,同時加速刀具磨損(sǔn)(如粘結磨(mó)損、擴散磨損),導致刀具刃口變鈍,進一步增加毛刺產生的概率。