使不锈钢更易于加工

不锈钢是最难加工的材料之一。添加硫以降低可加工性，如在奥氏体等级如303，仍然容易形成边缘，难以保持良好的零件表面光洁度和减少刀具寿命。根据需要减少304和316的硫添加，使这些问题变得更糟，并增加了减少切屑倾向的清单。炼金术士们到处寻找把铅变成金子的秘方。钢铁生产商在寻找一种不锈钢配方，使这些材料对机械师更友好。

早在20世纪早期到中期，冶金学家就发现了不锈钢中硫的用处。他们发现，硫磺在不锈钢中形成化合物，有助于在加工过程中打破不锈钢屑，并在刀具顶部形成润滑层，减少摩擦，延长刀具寿命。随着硫在整个不锈钢工业中的使用的扩大，导致了高速切削的成绩如303,416和420F。

然而，这些高硫添加物也有其阴暗的一面。硫破坏不锈钢的优良特性。腐蚀受损，干扰焊接，并可能成为裂纹发生的起始点，特别是当零件发生任何变形或有薄壁截面时。硫的使用也出现在其他常见的不锈钢等级中，如410、304/304L和316/316L等。这些牌号中的硫对性能的不利影响不如自由加工牌号的显著。焊接、耐腐蚀、延展性一般都不是问题。这些小的硫添加量确实对不锈钢的可加工性有很大的影响，因为0.005%的增加可以增加50%或更多的可加工性。

修改化学和/或改变制造工艺参数可以提供适度的收益切削加工性能，但这些仍然是硫在较高的加工速度下提供的限制。

那么如何进一步提高不锈钢的可加工性呢?一种方法是最大化硫的含量。然而，技术文献和工业研究似乎表明，随着硫水平的增加，硫在机械加工方面的收益递减。图1显示了不锈钢制造商生成的加工数据，Ugitech，在不同的硫水平高于0.15%的情况下。这张图验证了已发表的文献，表明硫磺含量越高，尤其是在0.30%以上的水平，可加工性的回报就会递减。主要原因是在较高的加工温度或加工速度下失去润滑性。在这一点上，硫主要作为断屑器，停止润滑工具。硫化物粒度和分布因素也对切削性能有影响。

修改化学成分和/或改变制造工艺参数可以提供适度的可加工性，但这些仍然是硫在较高的加工速度下提供的限制。在法国的研究中心，Ugitech采用了不同的方法，找到了一种不影响机械和物理性能的重新配制不锈钢的方法。这种新配方改变了通常存在于所有不锈钢中的硬质磨料氧化物，形成一种“高温润滑剂”，与硫共存，实现更高的加工速度。

在不锈钢的每一次加热中，各种各样的氧化物，如图2所示，以坚硬的研磨颗粒的形式存在。这些氧化物在加工过程中与刀具接触，导致刀具磨损和额外的热量，导致刀具过早失效。然而，如果这些氧化物变成具有延展性和延展性的物质，这些新的氧化物将提供一种具有高温润滑特性的物质，并将充当额外的碎屑器。Ugitech将这种可控氧化物命名为Ugima．

当你看到这些氧化物在热轧过程中像硫一样拉长时，这些观点就变得很明显(图3)。通过对工具表面的x射线化学分析，进一步证实了这一观点(图4)锰在工具表面发现了硫化物和受控氧化物的化学特征。根据303不锈钢加工测试(图5)，所有这些都转化为更高25%的加工速度能力。另一个观察结果是，Ugima 303的加工能力没有像AISI 303那样逐渐减弱，导致了可控氧化物和硫之间的协同作用。

一个案例研究来举例说明这些等级的可加工性是图6所示的303工作。由三分之三英寸的303圆舒特等人数控八轴多轴，零件表面有多个开槽槽，外径有两个直滚花。钻孔和铰孔同时进行，在过渡到303 Ugima棒的过程中，客户增加了一个内螺纹。在完成加工优化后，客户能够将循环时间减少45%至8.3秒(表1)，使每小时零件数量增加了74%。作为一个额外的好处，大多数工具的使用寿命都有所提高。这意味着每部分节省0.24美元(假设是100美元/小时)。机器成本在80%的效率)和增加81%的零件每小时。

一致性是加工中的另一个重要属性，它与减少循环时间一样重要。

一致性是加工中的另一个重要属性，它与减少循环时间一样重要。机械师不想为一批新货安装机器。Ugitech工厂已经开发出了为他们的机加工客户提供最好产品的制造方法，允许很小的变化——机加工车间使用的每一个订单都应该看到相同的加工行为热后，订单后。

关于这种一致性最好的例子是一家商店，它使用316/316L Ugima来完成每年一次的小型工作。车间优化了材料的安装并制造了零件。一年后，客户又购买了316/316L的捆绑。使用相同的工具、机床、数控代码等，工作运行的不是很好。经过一些挖掘，该店发现它替换了另一家制造商的“相同”冷却剂。一旦替换了原来的冷却剂，作业就会像以前一样运行。商店老板和机械师都看重这种类型的一致性。

Ugitech的可控氧化物，高切削性能不锈钢可在普通不锈钢等级。这种技术，连同一致的制造和技术结合，如SMQ(瑞士机器质量-精密冷拔棒材与瑞士公差和优越的棒材直线度)，大大降低了加工成本，并在这个高度竞争的市场保持成本效益。