Обрабатываемость железа

Технически чистое железо, подобно меди и алюминию, вообще является материалом с плохой обрабатываемостью. Объемно-центрированная кубическая структура при комнатной температуре (a-железо) переходит в гранецентрированную кубическую структуру при температуре, незначительно превышающей 900° С, и в обоих состояниях железо имеет сравнительно низкий предел прочности на сдвиг и высокую пластичность. Силы резания выше, чем при обработке меди, особенно при низких скоростях резания, однако быстро уменьшаются с увеличением скорости резания. Большие силы резания связаны с большой площадью контакта на передней поверхности инструмента и толстой стружкой. Нарост не образуется ни при какой скорости резания, и сечения инструмента при мгновенном прекращении резания дают представление о зоне пластического течения толщиной 25—50 мкм, находящейся в условия схватывания с передней поверхностью инструмент. Эта зона является основным источником тепловыделения, способствующим повышена температуры инструмента.

При обсуждении распределения температуры проблема рассматривалась на примере обработки очень низкоуглеродистой стали, фактически являющейся технически чистым железом. На рис. 5.5, 5.6 и 5.9 показаны температурные поля в инструментах для обработки этого материала, являющегося очень важными в связи с рассмотрением обрабатываемости железа и стали. Верхний предел скорости съема металла для инструментов из быстрорежущей стали и твердого сплава определяется механизмами износа и пластической деформации, для которых определяющими являются эти температуры.

Вообще, такой же вид имеет температурное поле в инструментах для обработки углеродистой и легированной стали, включая аустенитные нержавеющие стали. Высокая температура развивается на передней поверхности инструмента достаточно далеко от режущей кромки, оставляя зону низкой температуры возле кромки. Температура растет по мере повышения скорости резания и подачи.