机械加工中影响表面物理力学性能的因素分析

HEATS

　　机械加工过程中，工件由于受到切削力、切削热的作用，其表面与基体材料性能有很大不同，在物理力学性能方面发生较大的变化。

　　一、加工表面层的冷作硬化

$ y# @1 H% U3 N3 M6 s! p+ O & R* C6 ]1 E3 |* \7 Z3 [$ b

　　在切削或磨削加工过程中，若加工表面层产生的塑性变形使晶体间产生剪切滑移，晶格严重扭曲，并产生晶粒的拉长、破碎和纤维化，引起表面层的强度和硬度提高的现象，称为冷作硬化现象。

　　表面层的硬化程度取决于产生塑性变形的力、变形速度及变形时的温度。力越大，塑性变形越大，产生的硬化程度也越大。变形速度越大，塑性变形越不充分，产生的硬化程度也就相应减小。变形时的温度影响塑性变形程度，温度高硬化程度减小。

0 r/ m( ^1 r) z" h/ H* ^3 j

　　(一)影响表面层冷作硬化的因素

2 N" O! g) a: ~/ i) A1 Z

　　1.刀具

9 ?; M4 }. e6 E% Q+ H, t/ b : r0 u4 |9 Q# v( K+ U# c( ?

　　刀具的刃口圆角和后刀面的磨损对表面层的冷作硬化有很大影响，刃口圆角和后刀面的磨损量越大，冷作硬化层的硬度和深度也越大。

" Y; x7 Y$ A) r0 Q+ Q% m

　　2.切削用量

5 V: f N0 W; P+ ^1 e3 a/ |

　　在切削用量中，影响较大的是切削速度V C和进给量f。当V C增大时，则表面层的硬化程度和深度都有所减小。这是由于一方面切削速度增大会使温度增高，有助于冷作硬化的回复；另一方面由于切削速度的增大，刀具与工件接触时间短,使工件的塑性变形程度减小。当进给量f增大时，则切削力增大，塑性变形程度也增大，因此表面层的冷作硬化现象也严重。但当f较小时，由于刀具的刃口圆角在加工表面上的挤压次数增多，因此表面层的冷作硬化现象也会增大。

. h6 m) b" @! ?4 ^+ ?

　　3.被加工材料

( w7 e: I! T0 V; K; x/ C

　　被加工材料的硬度越低和塑性越大，则切削加工后其表面层的冷作硬化现象越严重。

; E) i# }% G0 H! _4 h 1 j$ S; ?0 h2 X c/ C6 ]