不锈钢加工篇全解课件

不锈钢加工篇京瓷切削刀具技术讲习会不锈钢加工篇京瓷切削刀具技术讲习会不锈钢的分类（JIS）按主要成分来分类按金属结构分类基本成分区分全名代表的钢种基本成分组成铬・镍系（Cr-Ni系）18铬系SUS304SUS31618Cr-8Ni18Cr-12Ni-2.5Mo奥氏体系铬系（Cr系）13铬系SUS41013Cr马氏体系18铬系SUS43018Cr铁盐酸系钢类CrNiCSiMnPS其他SUS63015.0~17.53.0~5.00.07以下1.0以下1.0以下0.04以下0.03以下Cu3.0～5.0SUS63116.0~18.06.5~7.750.09以下1.0以下1.0以下0.04以下0.03以下Ａｌ0.75～1.5沉淀硬化不锈钢的化学成分（钢种）不锈钢的分类（JIS）按主要成分来分类按金属结构分类基本成分不锈钢难加工的特点被削性指数使用AISIB1112（JIS

SUM21相当）的超硬工具以Vc=240m/min（800sfm）的切削速度进行切削、工具刀尖摩损量在30分钟内达到0.381mm（0.015inch）的场合,切削性指数为100。数値越小越难切削。材质硬度(HB)被削性指数(%)20406080奥氏体系183SUS301160SUS303160SUS304195SUS316马氏体系200SUS403160SUS410207SUS420SUS420F铁盐酸系145SUS405190SUS430SUS430F160B1112参

考205S45C■关于不锈钢被削性指数・被削性指数不适用的场合

1)该指数与切削场合有关

该数据是在车削条件下取得的，而在铣削等场合，由于加工形态的不同，只适合做概略的参考.

2)该指数与工具材质有关如果使用不同成分的硬质合金刀具或者是其他材质的刀具进行切削，试验数据也会有很大差异.（参考资料）不锈钢难加工的特点被削性指数材质硬度被削性指数(%)奥氏体低热传导率（不锈钢全体）加工硬化性（奥氏体系）亲和性（奥氏体系)高延展性（不锈钢全体）・磨损・境界磨损・境界损伤・塑性变形・塌隙磨损・热龟裂・崩・欠损・加工毛刺・溶着（积屑瘤）高热传导材种形状低抵抗断屑槽热、化学的安定性Al2O3

涂层TiAlN涂层强韧性SUS材料特性切削现象切削工具应具的特性不锈钢加工困难的具体表现教材：P2低热传导率加工硬化性亲和性高延展性・磨损・塑性变形・崩・加工不锈钢加工上发生的问题点■不锈钢加工上的３大障碍境界磨损（损伤）加工毛刺（毛刺）溶着、积屑瘤■其他的障碍・刀片寿命低下(加工硬化)磨损・塌隙磨损崩损・冲击性崩塑性变形・切屑处理(高延展性)切屑控制困难塌隙摩损教材：P3以上的问题都可以通过京瓷的不锈钢加工用新材质和专用断屑槽加以改善。不锈钢加工上发生的问题点■不锈钢加工上的３大障碍境界磨损（

不锈钢加工用超硬涂层CA6515,CA6525,PR1125

■平滑表面

TiAlN薄膜（PVD涂层）

・強靭母材,实现安定加工・平滑表面,切削抵抗低CVD涂层PVD涂层■闪亮的金色涂层・有效抑制溶着和积屑瘤・表面平滑,抵抗低■超级良好型TiCN涂层・CVD涂层材种・耐摩损性提高■新刀尖形成（FET）技术

采用大刀尖角度和大前角设计

“※导入FET技术”※FineEdgeTreatment良好

刀尖角

处理新技术以前技术・抑制溶着和积屑瘤发生・减少境界摩损发生CVD涂层材种教材：P4不锈钢加工用超硬涂层■平滑表面CVD涂层P■不锈钢切削加工上的3大问题

・边界磨损（损伤）的原因①＜加工硬化＞00.10.20.30.40.5200300400表面以下的距离

(mm)硬度

(HV)SUS303SUS304表面以下约0.2mm的地方出现加工硬化切削条件

刀片材质：P10超硬合金vc=100m/minf=0.12mm/revap=1.2mm

※加工硬化层碰到刀片边界部、

促进边界部磨损及损伤不锈钢加工上发生的问题点教材：P5約0.2mm加工硬化层■不锈钢切削加工上的3大问题・边界磨损（损伤）的原因■不锈钢切削加工的３大障碍

・边界磨损（损伤）的原因②＜加工毛刺（毛刺）所致＞※如上面动画显示,在加工中产生毛刺,受到毛刺的摩擦,刀片边界部的磨损异常扩大不锈钢加工上发生的问题点＜氧化所致＞边界部与氧气反应.容易氧化很难反应切削温度高※切削时,边界部的温度高,容易与氧气接触.

因此,促进了边界部的氧化■不锈钢切削加工的３大障碍・边界磨损（损伤）的原因②＜加问题点的解决对策■抑制边界磨损（损伤）的对策〔１〕断屑槽断面前角大刀尖规格小不锈钢加工用工具断屑槽断面前角小刀尖规格大钢加工用工具切削效果提高,实现低抵抗以前技术新技术锋利型刀尖的形成成为可能新刀尖形成（FET）技術粗加工低抵抗SUS专用断屑槽MS断屑槽MU断屑槽教材：P6①降低切削抵抗,抑制了毛刺的产生,从而抵制边界磨损使用了新的FET刃先技术，使得刀刃更锋利，可以有效降低切削抵抗,抑制边界磨损问题点的解决对策■抑制边界磨损（损伤）的对策〔１〕断屑槽断面问题点的解决对策■抑制边界磨损（损伤）的対策〔２〕边界摩损（损伤）的抑制②使用耐氧化性高的刀片材种強韧性高热传导材种优秀的化学稳定性TiAlN涂层Al2O3涂层不锈钢加工用工具材种的必要特性热传导率高的超硬母材抗磨损性良好的TiCN层抗热性良好的α-Al2O3层平滑的TiN层超硬母材强韧薄膜CVD涂层〔专用材种的效果〕

・抗磨损性提高

凹坑

、后角、境界部・边界损伤的抑制

抗氧化性、韧性提高所致・抑制溶着、积屑瘤产生

平滑的表面层薄膜CVD涂层（CA65）问题点的解决对策■抑制边界磨损（损伤）的対策〔２〕边界摩损（■边界磨损（损伤）的抑制対策〔３〕改善点：不让边界受损的位置集中问题点的解决对策改变进给方向（锥度加工＋直线加工）改变切深量边界磨损（损伤）的抑制■边界磨损（损伤）的抑制対策〔３〕改善点：不让边界受损的位■不锈钢切削加工上的３大障碍・加工毛刺（毛刺）的原因

＜境界摩损（损伤所致）＞※边界磨损发生后，刀刃在该点的切削效果差，

导致毛刺前述的边界磨损发生.＜含有镍（Ni）粒子钢材的延展性＞

※因为是粘性材料、很容易发生毛刺不锈钢加工上的发生的问题点加工毛刺（毛刺）的抑制教材：P7５０２２０銅３０１００アルミニウム３２６２０高張力鋼板（ハイテン）３７４００冷間圧延鋼板（SPCC）６０５９０SUS304（オーステナイト系）伸び(%)引張り強さ（MPa）金属板の種類50220铜30100铝32620高张力钢板37400冷却圧延钢板（SPCC）60590SUS304（奥氏体系）延展性(%)

抗拉强度（MPa）金属板的种类反过来讲,毛刺发生后也会导致境界损伤.■不锈钢切削加工上的３大障碍・加工毛刺（毛刺）的原因＜境问题点的解决对策■抑制加工毛刺（毛刺）的对策①提高加工效果,抑制毛刺・使用不锈钢加工专用断屑槽来提高加工效果・采用更锋利的刀尖处理（R规格）来提高切削效果②改变工具形状及加工方法,抑制毛刺发生新技术MU断屑槽前进方向面的毛刺发生往下压动加工进行对应消除毛刺的対策改变横切刃角,防止毛刺边界部的横切刃角大边界部的横切刃角小毛刺大毛刺小・横切刃角小・R角大R小（R＜ap）R大（R＞ap）问题点的解决对策■抑制加工毛刺（毛刺）的对策①提高加工效果■不锈钢加工上的3大障碍・溶着、积屑瘤的原因

・不锈钢里面所含的Cr，Ni等粒子与工具材种亲和性大,在刀尖上容易发生切屑溶着.造成在断续车削和铣削时,由于溶着而发生吃刀现象、伴随加工硬化所形成的硬化切屑的产生→导致刀具欠损发生

不锈钢加工上发生的问题点立铣刀加工时的刀刃溶着（其他公司产品A）溶着教材：P8溶着性崩损■不锈钢加工上的3大障碍・溶着、积屑瘤的原因・不锈钢里面■溶着、积屑瘤的抑制対策〔１〕问题点的解决对策溶着、积屑瘤的抑制①采用更锋利的刀刃,提高切削效果,抑制溶着和积屑瘤的产生・使用不锈钢加工的专用断屑槽,提高了切削效果・采用更锋利的刀尖处理（R规格）来提高切削效果②

提高切削速度,抑制溶着和积屑瘤的产生新技术vc=50m/minvc=200m/min

【高速领域】【低速领域】■溶着、积屑瘤的抑制対策〔１〕问题点的解决对策溶着、积屑瘤■溶着、积屑瘤的抑制対策〔２〕问题点的解决对策溶着、积屑瘤的抑制③使用表面平滑的断屑槽,抑制溶着・积屑瘤发生表面未处理（CVD）有异物付着闪亮金色涂层抑制异物付着切削后的状态切削后的状态PR1125由于使用了新开发的FS技术，同样具有光滑的表面，也可以有效抑制附着物。■溶着、积屑瘤的抑制対策〔２〕问题点的解决对策溶着、积屑瘤的■

溶着、积屑瘤的抑制対策〔３〕④使用切削效果更加良好的刀片钢加工用断屑槽不锈钢加工用断屑槽（MS/MU断屑槽）

研磨断屑槽CA6515CA6525PR1125（安定性重视）⑤改变为抗磨损性良好的刀片材种（因磨损而发生的溶着和积屑瘤对策）问题点的解决对策溶着、积屑瘤的抑制■溶着、积屑瘤的抑制対策〔３〕④使用切削效果更加良好的刀片■其他问题点・刀片寿命低下不锈钢的热传导率低,导致前角面发生塌陷磨损、冲击性崩、塑性变形等切削热切刃集中前角面摩损塌陷磨损发热而产生刀尖塑性变形热龟裂＝heatcrackSUS不锈钢加工上发生的问题点教材：P9切削速度(m/min)SUS：vc=150m/min

≒S45C：vc=250m/min150250刀尖温度05000100200300刀尖温度(℃)1,000500SUS304炭素钢S45C不锈钢在相同的切削速度下切削温度显著上升■其他问题点・刀片寿命低下不锈钢的热传导率低,导致前角面发问题点的解决对策■刀片寿命低下的对策选用不锈钢加工专用材种,提高抗氧化性和散热性刀片寿命低下的抑制强韧性高热传导材种热的、化学的安定性TiAlN涂层Al2O3涂层不锈钢加工用工具材种的必要特性热传导率高的超硬母材抗磨损性良好的TiCN层抗热性强的α-Al2O3层平滑TiN层超硬母材强韧薄膜CVD涂层〔专用材种的效果〕

・抗磨损性提高

凹坑、后角面、境界

・边界损伤的抑制

通过提高抗氧化性、韧性・抑制溶着和积屑瘤发生

平滑的表面层薄膜CVD涂层（CA65系列）问题点的解决对策■刀片寿命低下的对策选用不锈钢加工专用材种不锈钢加工篇京瓷切削刀具技术讲习会不锈钢加工篇京瓷切削刀具技术讲习会不锈钢的分类（JIS）按主要成分来分类按金属结构分类基本成分区分全名代表的钢种基本成分组成铬・镍系（Cr-Ni系）18铬系SUS304SUS31618Cr-8Ni18Cr-12Ni-2.5Mo奥氏体系铬系（Cr系）13铬系SUS41013Cr马氏体系18铬系SUS43018Cr铁盐酸系钢类CrNiCSiMnPS其他SUS63015.0~17.53.0~5.00.07以下1.0以下1.0以下0.04以下0.03以下Cu3.0～5.0SUS63116.0~18.06.5~7.750.09以下1.0以下1.0以下0.04以下0.03以下Ａｌ0.75～1.5沉淀硬化不锈钢的化学成分（钢种）不锈钢的分类（JIS）按主要成分来分类按金属结构分类基本成分不锈钢难加工的特点被削性指数使用AISIB1112（JIS

SUM21相当）的超硬工具以Vc=240m/min（800sfm）的切削速度进行切削、工具刀尖摩损量在30分钟内达到0.381mm（0.015inch）的场合,切削性指数为100。数値越小越难切削。材质硬度(HB)被削性指数(%)20406080奥氏体系183SUS301160SUS303160SUS304195SUS316马氏体系200SUS403160SUS410207SUS420SUS420F铁盐酸系145SUS405190SUS430SUS430F160B1112参

考205S45C■关于不锈钢被削性指数・被削性指数不适用的场合

1)该指数与切削场合有关

该数据是在车削条件下取得的，而在铣削等场合，由于加工形态的不同，只适合做概略的参考.

2)该指数与工具材质有关如果使用不同成分的硬质合金刀具或者是其他材质的刀具进行切削，试验数据也会有很大差异.（参考资料）不锈钢难加工的特点被削性指数材质硬度被削性指数(%)奥氏体低热传导率（不锈钢全体）加工硬化性（奥氏体系）亲和性（奥氏体系)高延展性（不锈钢全体）・磨损・境界磨损・境界损伤・塑性变形・塌隙磨损・热龟裂・崩・欠损・加工毛刺・溶着（积屑瘤）高热传导材种形状低抵抗断屑槽热、化学的安定性Al2O3

涂层TiAlN涂层强韧性SUS材料特性切削现象切削工具应具的特性不锈钢加工困难的具体表现教材：P2低热传导率加工硬化性亲和性高延展性・磨损・塑性变形・崩・加工不锈钢加工上发生的问题点■不锈钢加工上的３大障碍境界磨损（损伤）加工毛刺（毛刺）溶着、积屑瘤■其他的障碍・刀片寿命低下(加工硬化)磨损・塌隙磨损崩损・冲击性崩塑性变形・切屑处理(高延展性)切屑控制困难塌隙摩损教材：P3以上的问题都可以通过京瓷的不锈钢加工用新材质和专用断屑槽加以改善。不锈钢加工上发生的问题点■不锈钢加工上的３大障碍境界磨损（

不锈钢加工用超硬涂层CA6515,CA6525,PR1125

■平滑表面

TiAlN薄膜（PVD涂层）

・強靭母材,实现安定加工・平滑表面,切削抵抗低CVD涂层PVD涂层■闪亮的金色涂层・有效抑制溶着和积屑瘤・表面平滑,抵抗低■超级良好型TiCN涂层・CVD涂层材种・耐摩损性提高■新刀尖形成（FET）技术

采用大刀尖角度和大前角设计

“※导入FET技术”※FineEdgeTreatment良好

刀尖角

处理新技术以前技术・抑制溶着和积屑瘤发生・减少境界摩损发生CVD涂层材种教材：P4不锈钢加工用超硬涂层■平滑表面CVD涂层P■不锈钢切削加工上的3大问题

・边界磨损（损伤）的原因①＜加工硬化＞00.10.20.30.40.5200300400表面以下的距离

(mm)硬度

(HV)SUS303SUS304表面以下约0.2mm的地方出现加工硬化切削条件

刀片材质：P10超硬合金vc=100m/minf=0.12mm/revap=1.2mm

※加工硬化层碰到刀片边界部、

促进边界部磨损及损伤不锈钢加工上发生的问题点教材：P5約0.2mm加工硬化层■不锈钢切削加工上的3大问题・边界磨损（损伤）的原因■不锈钢切削加工的３大障碍

・边界磨损（损伤）的原因②＜加工毛刺（毛刺）所致＞※如上面动画显示,在加工中产生毛刺,受到毛刺的摩擦,刀片边界部的磨损异常扩大不锈钢加工上发生的问题点＜氧化所致＞边界部与氧气反应.容易氧化很难反应切削温度高※切削时,边界部的温度高,容易与氧气接触.

因此,促进了边界部的氧化■不锈钢切削加工的３大障碍・边界磨损（损伤）的原因②＜加问题点的解决对策■抑制边界磨损（损伤）的对策〔１〕断屑槽断面前角大刀尖规格小不锈钢加工用工具断屑槽断面前角小刀尖规格大钢加工用工具切削效果提高,实现低抵抗以前技术新技术锋利型刀尖的形成成为可能新刀尖形成（FET）技術粗加工低抵抗SUS专用断屑槽MS断屑槽MU断屑槽教材：P6①降低切削抵抗,抑制了毛刺的产生,从而抵制边界磨损使用了新的FET刃先技术，使得刀刃更锋利，可以有效降低切削抵抗,抑制边界磨损问题点的解决对策■抑制边界磨损（损伤）的对策〔１〕断屑槽断面问题点的解决对策■抑制边界磨损（损伤）的対策〔２〕边界摩损（损伤）的抑制②使用耐氧化性高的刀片材种強韧性高热传导材种优秀的化学稳定性TiAlN涂层Al2O3涂层不锈钢加工用工具材种的必要特性热传导率高的超硬母材抗磨损性良好的TiCN层抗热性良好的α-Al2O3层平滑的TiN层超硬母材强韧薄膜CVD涂层〔专用材种的效果〕

・抗磨损性提高

凹坑

、后角、境界部・边界损伤的抑制

抗氧化性、韧性提高所致・抑制溶着、积屑瘤产生

平滑的表面层薄膜CVD涂层（CA65）问题点的解决对策■抑制边界磨损（损伤）的対策〔２〕边界摩损（■边界磨损（损伤）的抑制対策〔３〕改善点：不让边界受损的位置集中问题点的解决对策改变进给方向（锥度加工＋直线加工）改变切深量边界磨损（损伤）的抑制■边界磨损（损伤）的抑制対策〔３〕改善点：不让边界受损的位■不锈钢切削加工上的３大障碍・加工毛刺（毛刺）的原因

＜境界摩损（损伤所致）＞※边界磨损发生后，刀刃在该点的切削效果差，

导致毛刺前述的边界磨损发生.＜含有镍（Ni）粒子钢材的延展性＞

※因为是粘性材料、很容易发生毛刺不锈钢加工上的发生的问题点加工毛刺（毛刺）的抑制教材：P7５０２２０銅３０１００アルミニウム３２６２０高張力鋼板（ハイテン）３７４００冷間圧延鋼板（SPCC）６０５９０SUS304（オーステナイト系）伸び(%)引張り強さ（MPa）金属板の種類50220铜30100铝32620高张力钢板37400冷却圧延钢板（SPCC）60590SUS304（奥氏体系）延展性(%)

抗拉强度（MPa）金属板的种类反过来讲,毛刺发生后也会导致境界损伤.■不锈钢切削加工上的３大障碍・加工毛刺（毛刺）的原因＜境问题点的解决对策■抑制加工毛刺（毛刺）的对策①提高加工效果,抑制毛刺・使用不锈钢加工专用断屑槽来提高加工效果・采用更锋利的刀尖处理（R规格）来提高切削效果②改变工具形状及加工方法,抑制毛刺发生新技术MU断屑槽前进方向面的毛刺发生往下压动加工进行对应消除毛刺的対策改变横切刃角,防止毛刺边界部的横切刃角大边界部的横切刃角小毛刺大毛刺小・横切刃角小・R角大R小（R＜ap）R大（R＞ap）问题点的解决对策■抑制加工毛刺（毛刺）的对策①提高加工效果■不锈钢加工上的3大障碍・溶着、积屑瘤的原因

・不锈钢里面所含的Cr，Ni等粒子与工具材种亲和性大,在刀尖上容易发生切屑溶着.造成在断续车削和铣削时,由于溶着而发生吃刀现象、伴随加工硬化所形成的硬化切屑的产生→导致刀具欠损发生

不锈钢加工上发生的问题点立铣刀加工时的刀刃溶着（其他公司产品A）溶着教材：P8溶着性崩损■不锈钢加工上的3大障碍・溶着、积屑瘤的原因・不锈钢里面■溶着、积屑瘤的抑制対策〔１〕问题点的解决对策溶着、积屑瘤的抑制①采用更锋利的刀刃,提高切削效果,抑制溶着和积屑瘤的产生・使用不锈钢加工的专用断屑槽,提高了切削效果・采用更锋利的刀尖处理（R规格）来提高切削效果②

提高切削速度,抑制溶着和积屑瘤的产生新技术vc=50m/minvc=200m/min

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