难加工材料

难加工材料的主要种类及应用领域难加工材料是指具有较高硬度、强度和耐磨性的材料，其加工性和可塑性较差。

这些材料通常需要使用特殊的加工工艺和设备来进行加工和形成。

主要的难加工材料包括高速钢、高铬铸铁、硬质合金、陶瓷材料、航空铝合金和钛合金等。

以下将对每种材料的性质和应用领域进行详细介绍。

高速钢：高速钢是一种含有大量合金元素（如钨、钼、钴等）的高温刚性材料。

其具有耐高温、耐磨和耐热腐蚀的特点，硬度较高，加工性较差。

高速钢广泛应用于切削工具、模具零件和刀具等领域，如数控机床刀具、高硬度切削刀具等。

高铬铸铁：高铬铸铁是一种具有较高强度和硬度的铸造材料。

其含有较高的铬含量，能够增加材料的耐磨性和耐蚀性。

高铬铸铁被广泛应用于矿山机械、冶金工程、水处理设备和石化设备等领域，如磨矿机、破碎机、球磨机等。

硬质合金：硬质合金是一种由硬质颗粒（如碳化钨、碳化钼等）和金属结合剂（如钴或镍）组成的复合材料。

硬质合金具有较高的硬度和耐磨性，广泛应用于切削和研磨工具、矿山工具、粉末冶金等领域，如车削刀片、铣削刀片、刨刀等。

陶瓷材料：陶瓷材料是由金属元素和非金属元素形成的非金属材料。

其具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。

陶瓷材料广泛应用于高温炉具、电子器件、医疗器械和化学工业等领域，如陶瓷刀具、瓷砖、陶瓷零件等。

航空铝合金：航空铝合金是一种具有良好强度和轻质的金属材料。

其具有较高的硬度和耐磨性，加工难度较大。

航空铝合金广泛应用于航空航天工业和汽车工业的结构部件，如飞机主机壳、发动机部件、汽车车身等。

钛合金：钛合金是一种具有较高强度和轻质的金属材料。

其具有较高的硬度、耐腐蚀性和耐高温性，加工性较差。

钛合金被广泛应用于航空航天工业、化工设备和医疗器械等领域，如航空发动机零部件、化工反应容器、人工关节等。

综上所述，难加工材料主要包括高速钢、高铬铸铁、硬质合金、陶瓷材料、航空铝合金和钛合金等。

这些材料具有较高的硬度、强度和耐磨性，但加工性较差。

难加工材料材料加工是指对原料进行加工改造，使其达到设计要求的一系列工艺。

在材料加工中，有些材料由于其特殊的性质，使得加工变得困难，需要采取一些特殊的加工方法。

下面就为大家介绍几种难加工材料及其加工方法。

首先，难加工材料之一是高温合金。

高温合金由于其高熔点和高硬度，使得加工变得困难。

在加工高温合金时，常用的加工方法包括电火花加工、激光加工和超音波加工等。

电火花加工是利用电火花放电腐蚀工件表面，使其形成所需轮廓的一种加工方法。

激光加工则是利用激光束将工件表面的材料熔融并挥发，从而获得所需形状。

超音波加工是利用超音波振动工具切割工件表面的一种加工方法。

其次，还有难加工材料是复合材料。

复合材料由于其由不同性质的材料组合而成，使得加工变得困难。

在加工复合材料时，常用的加工方法包括研磨加工、射出成型和压制成型等。

研磨加工是利用砂轮或研磨片对工件表面进行切削磨削的一种加工方法。

射出成型是将熔融的复合材料通过射出机加热喷射到模具中，并经冷却固化得到所需形状。

压制成型则是利用压力将熔融的复合材料填充到模具中，经冷却固化得到所需形状。

最后，还有难加工材料是硬质合金。

硬质合金由于其高硬度和脆性，使得加工变得困难。

在加工硬质合金时，常用的加工方法包括电火花加工、磨削加工和激光加工等。

电火花加工能够在硬质合金表面形成一层陶瓷膜，从而减小工件和工具的接触面积，降低切削力，从而使得加工更容易进行。

磨削加工则是利用砂轮或研磨片对硬质合金表面进行切削磨削的一种加工方法。

激光加工则是利用激光束将硬质合金表面的材料熔融并挥发，从而实现加工目的。

综上所述，对于难加工材料，我们需要结合其特殊性质采取相应的加工方法。

这些方法中包括电火花加工、激光加工、超音波加工、研磨加工、射出成型和压制成型等。

这些方法能够较好地克服难加工材料的特点，实现高质量、高效率的加工过程。

摘要：阐述了难加工材料的特点，重点介绍了对难加工材料进行车削加工时应采取的措施，列举了几种不同材料车削时应选取的参数。

引言在压缩机的生产过程中，经常会接触到一些难加工的材料，如制造压缩机叶轮的材料有一种含有Cr、Ni、Mo等合金元素的高强度结构钢，这种钢材一经调质处理达到一定的硬度时，很难车削。

钦合金叶轮因为钦合金元素的存在给车削带来诸多麻烦，大型硬齿面齿轮，渗碳淬火的过程会造成一些需要加工的表面过硬而难以车削加工;还有一些运输机械常用紫铜等纯金属制造的套类零件也给车削带来相当大的麻烦。

为了解决这些难加工材料的车削加工问题，需要对难加工材料的特性有足够的了解，然后采取有针对性的措施才能予以解决。

1 难加工材料的加工特点1.何谓难加工材料所谓难加工材料，主要是指切削加工性能差的材料。

金属材料切削加工性的好坏，主要是从切削时的刀具耐用度、已加工表面的质量及切屑形成和排除的难易程度3个方面来衡量。

只要上述这3个方面有一项明显的差，就可认为是难加工材料。

常见的难加工材料有高强度钢、不锈钢、高温合金、钦合金、高锰钢和纯金属(如紫铜)等。

2.难加工材料的切削特点a.车削温度：在切削难加工材料时，切削温度一般都比较高，主要原因有以下两方面。

i.导热系数低：难加工材料的导热系数一般都比较低(纯金属紫铜等除外)，在切削时切削热不易传散，而且易集中在刀尖处。

ii.热强度高：如镍基合金等高温合金在500一800℃时抗拉强度达到最高值。

因此在车削这类合金时，车刀的车削速度不宜过高，一般不宜超过10m/min，否则刀具切人工件的切削阻力将会增大。

b.切削变形系数和加工硬化：难加工材料中的高温合金和不锈钢等，这些材料的变形系数都比较大。

在较小的切削速度开始，变形系数就随着车削速度的增大而增大，在切削速度大约达到6m/min的情况下，切屑的变形系数将达到最大值。

由于车削过程中形成切屑时的塑性变形，金属产生硬化和强化，使切削阻力增大，刀具磨损加快，甚至产生崩刃。

加工高温合金、不锈钢材料时，刀具切削用量的选用一、高温合金的切削特点1.性能特征高温合金是一种多组元、激活能很高的高熔点，金属元素含量很多的复杂合金化材料。

有极好的热稳定性及热强性。

热稳定是高温下抗氧化、抗腐蚀的能力。

热强性是指高温下抵抗塑性变形和断裂的能力。

如以45号钢的切削加工性为100%，则高温合金的相对切削加工性为5%—20%。

可以说高温合金是各种各种难加工材料中最难切削的材料。

2.切削特点⑴切削力大：由于高温合金出众的高熔点、激活能大的组元，原子结合十分稳定。

切削时要使其原子脱离平衡位置，所需的能量很大，变形抗力大大上升。

合金中沉淀的硬化相对会增大塑性变形抗力，而塑性变形抗力使晶格严重扭曲，硬度大大提高，使变形抗力加大。

所以切削高温合金时，切削力比一般钢大2-3倍。

⑵切削温度高：由于切削时巨大的塑性变形，刀具与工件，切屑之间存在着强烈的摩擦，产生大量的切削热。

高温合金的导热系数很低，致使变形区的切削热高度集中于极小的切削区域内，使刀具切削刃及刀尖处的温度非常高。

在高温下会加剧刀具的扩散磨损和氧化磨损。

⑶加工硬化现象严重：高温中，高温合金的强化系数大，并且在切削过程中，合金中的强化相从固液中分解出来，弥散分布，使强化能力增加，加大了硬化程度。

切削高温合金时，已加工表面硬度要比基体硬度高的多约50%—100%。

⑷刀具易磨损：由于高温合金中的各种强化相和加工硬化现象，在切削过程中给刀具造成了巨大的摩擦，发生磨料磨损。

在高温高压条件下，刀具材料与被加工材料之间的亲和作用而造成粘附，使切屑与刀具之间出现粘结现象，造成粘结磨损。

在切削高温合金时，刀具除出现一般的正常磨损外，还会出现边界磨损及沟纹磨损。

主要原因是加工过程中高温合金的加工硬化所造成。

3.刀具的选用根据前面的了解，高温合金的切削加工性的确很差，导致刀具的耐用度低。

因此，应当寻求各种提高刀具的耐用度的措施。

⑴从刀具材料的选择着手：切削高温合金的刀具，要具备有高温硬度，高的耐磨性，强度和冲击韧性，良好的导热性，抗粘性及抗氧化性。

难切削材料的切削加工性研究【摘要】新材料的出现，使得传统的切削加工变得困难，切削加工性降低。

本文主要介绍了三种难切削材料的切削加工性的一些特点，并以此提出了提高难切削材料切削加工性的途径。

【关键词】切削加工性；钛合金；镍基高温合金；高强度钢一、钛合金的切削加工性钛合金是一种比强度和比刚度较高，在温度550℃以下耐腐蚀很高的材料。

它是应用很广泛的飞行器结构材料，也应用于造船、化工等行业。

钛合金从金属组织上可分为α相钛合金、β相钛合金、（α+β）相钛合金。

硬度及强度按α相、（α+β）相、β相的次序增加，而切削加工性按这个次序下降。

钛合金的切削加工性是较低对的，其原因如下：（1）钛合金导热性能低，切屑与前刀面的接触面积很小，致使切削温度很高，可为45钢切削温度的2倍。

（2）钛合金在600℃以上的温度时，与气体发生剧烈的化学作用。

（3）钛合金塑性较低，特别是和周围的气体发生化学变化后，硬度增高，剪切角增大，切屑与前角面的接触长度很小，使前刀面上应力很大，刀刃容易发生破损。

（4）钛合金的弹性模量低，弹性变形大，接近后刀面处工件表面的回弹量大，故已加工表面与后刀面的接触面积特别大，磨损也比较严重。

根据钛合金的性质和切削过程中的特点，切削时应该考虑的措施是：（1）尽可能使用硬质合金刀具，以提高生产率，应该选用与钛合金亲和力小，导热性能良好的强度高的细晶粒钨钴类硬质合金。

成型和复杂刀具可选用高温性能好的高速高。

（2）为增大切屑与前刀面的接触长度，以提高耐用度，应采用较小的前角。

后角应比切普通钢的大。

刀尖采用圆弧过渡刃，刀刃上避免有尖角出现。

（3）刀刃的粗糙度应尽可能小，以保证排屑流畅和避免崩刃。

（4）切削速度宜低，切削深度可以较大，进给量应适当。

进给量过大易引起刀刃的烧损；进给量过小将因刀刃在加工硬化层中工作而磨损过快。

（5）应进行充分冷却，慎用含氯的极压切削液。

在使用含氯的切削液时，使用后应将工件充分清洗，以防止应力腐蚀。

经常听到做机加工的人说某个零件难加工，那么到底什么样的零件才算难加工呢？今天为您全面总结一下，难加工零件的种种特征，以及在加工难加工零件时，需要注意哪些问题。

难加工零件的特征：首先在于零件材料。

难加工材料普遍具有“四高”，即高硬度、高强度、高韧性和高脆性的特点，另外，还有的工件导热性低，有微观的硬质点或硬夹杂物，化学性质活泼。

这些特性会导致切削过程中的切削力变大、切削热增加、切屑不易控制、刀具耐用度下降，从而影响加工的表面质量，降低加工效率和加工质量。

其次是零件外形。

外形越复杂的零件越难加工，像是具有不规则外形的异形件、壁厚度不一致的箱体类零件、半封闭腔体零件，都无法再普通机床上加工，必须使用数控设备才能够加工出来。

还有加工精度和加工误差的要求。

加工精度和加工误差都是评价加工表面几何参数的术语。

加工精度越高误差也就越低，反之亦然。

有些工件对加工精度有着极高的要求，加工误差必须控制在很小的范围内，这类工件加工起来难度是比较大的。

加工难加工零件的注意问题：遇到难加工零件，有以下几个问题需要注意：首先是工艺编制。

在工艺编制的过程中，要根据零件的实际情况设定合理的加工顺序，并选择合适的加工工具，这样有助于加工更加便捷、快速、高效的完成。

如果工艺编制不合理，就会严重影响到加工的效率和质量。

其次是刀具的选择。

选择了适合的刀具可以使加工顺利地进行，尤其对于难加工零件，正确选择刀具就显得更加重要。

选择刀具应该充分考虑机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相关因素。

例如在粗加工时，由于需要快速切除大量材料，应选择足够大且拥有足够切削能力的刀具；在精加工时，为了保证零件外形结构的精度，应选择较小的刀具；在切削低硬度材料的时候，可以使用高速钢刀具，而当零件材料硬度很高时，就必须选择硬质合金刀具。

接下来是零件的装卡。

正确装卡可以保证零件在切削过程中，在切削力的作用下不会发生位移，始终保持正确的位置。

不锈钢加工的难点及对策1 切削过程中的难点及原因分析在零件试生产时，我们按车削普通碳钢的工艺方法对3Cr13不锈钢进展了车削试验，结果是刀具磨损非常严重，生产率极低，零件外表质量达不到要求。

比较3Cr13钢与40钢、45钢等碳素构造钢的机械性能可知，3Cr1 3钢的强度比40钢和45钢高，它是一种强度高、塑性好的中碳马氏体不锈钢。

由于切削时加工硬化严重，切削抗力大，切削温度高，导致刀具磨损严重，磨刀次数增多，增加了停机时间和机床调整时间，降低了生产率。

同时又容易粘刀，产生积屑瘤，引起工件尺寸的变化并影响外表粗糙度，而且切屑不易卷曲和折断，易损伤工件已加工外表，影响零件质量。

所以，不能用切削45钢的工艺来切削3Cr13,也不能把通用车床上的加工方法照搬到自动车床上来。

因为一般自动车床装刀较少，要求最好一次走刀就能使被加工外表到达要求的尺寸和外表粗糙度，以保证较高的生产率。

2 主要技术措施1.通过热处理，改变材料的硬度马氏体不锈钢在热处理后的不同硬度，对车削加工的影响很大。

表1是用YW2材料的车刀对热处理后不同硬度的3Cr13钢的车削情况。

可见，退火状0.10.10.1态的马氏体不锈钢虽然硬度低，但车削性能差，这是因为材料塑性和韧性大，组织不均匀，粘附，熔着性强，切削过程易产生刀瘤，不易获得较好的外表质量。

而调质处理后硬度在HRC30以下的3Cr13材料，车削加工性较好，易到达较好的外表质量。

用硬度在HRC30以上的材料加工出的零件，外表质量虽然较好，但刀具易磨损。

所以，在条件允许的情况下，可以在材料进厂后，先进展调质处理，硬度到达HRC25～HRC30,然后再进展切削加工。

表13Cr13钢材料切削用量刀具耐用度min加工外表粗糙度μmνm/minsmm/rHB240(退火)45～550.190～115Ra6.3～Ra3.2HRC25～30(调质)45～550.195～110Ra3.2HRC35～38(调质)45～550.160～75Ra3.22.刀具材料的选择在自动车床上车削不锈钢，一般使用的硬质合金的刀具材料有：YG6、YG8、YT15、YT30、YW1、YW2等材料。

难加工材料细长薄板件的加工周文【摘要】针对难加工材料细长薄板零件的加工特点,设计了这类零件加工的刨削加工工艺方案,探讨了刨削加工方法在细长薄板零件加工中的应用.【期刊名称】《南通纺织职业技术学院学报》【年(卷),期】2014(014)004【总页数】3页(P12-13,21)【关键词】薄板零件;刨削加工;工艺方案【作者】周文【作者单位】江苏工程职业技术学院,南通226007【正文语种】中文【中图分类】TH162板类零件是机械加工中常见的零件之一，这类零件常用的加工方法是采用铣削加工，但对于长度尺寸远大于宽度尺寸的细长薄板而言，在铣床上加工会受到限制，甚至变得不可能。

如图1所示零件，其材料为40 Cr，是不锈钢材料，属于难加工材料，零件厚度为50 mm，相对长度而言属于薄板零件，由于角度的存在，在铣床上加工十分困难，如何选择适当的加工方法就成了提高加工效率和保证加工精度的关键。

图1所示的薄板零件的厚度、宽度尺寸和上平面的形状与位置精度及表面粗糙度要求比较高，而长度尺寸精度要求不高。

该零件的主要技术要求为：①零件上底面的平面度0.050 mm，对下底面的平行度0.20 mm；②上、下底面的尺寸公差为0.020 mm；③左、右两侧面的尺寸公差为0.020 mm。

根据零件宽度、厚度尺寸以及长度尺寸，该零件属于典型的细长薄板件，其在加工过程中具有如下特点[1]：①由于材料含有合金元素Cr，其塑性、韧性较大，切削过程中易于形成积屑瘤，精加工时会影响工件加工的尺寸精度与表面粗糙度；②切削力大，加工硬化严重；③热导率低，工件热变形大。

由此可见，该零件在加工过程中的难点和关键是如何防止在加工中出现因设备、刀具以及切削参数等方面考虑不周而出现零件加工不合格现象。

根据零件图，零件所有表面均需要加工，部分表面为斜面，因而不能或很难采用铣削加工，需选择其他工艺方案。

零件比较薄，狭长，加工过程容易变形，可选择在龙门刨床上加工。