有经验的金属切削加工行业从业者都知道,在CNC加工中,如果是正常的干式切削,几乎所有的钢材切出来的屑呈现紫色才是合理的。今天我们就来谈谈CNC加工中铁屑颜色的变化。
随着切削温度的提高,干式切削时铁屑颜色的变化规律为:银白色→淡黄色→暗黄色→绛红色→暗蓝色→蓝色→蓝灰色→灰白色→紫黑色。温度变化可从约200℃上升到500℃以上。
铁屑颜色变化的过程也就是切削过程中所消耗的功的绝大部分转换成切削热的过程,
同时也可以看作是刀具损耗(锋利-钝化-剧烈钝化-报废)过程(无积屑瘤时)。
注意我们通常所说的切削温度是指平均温度。切屑颜色与切削温度关系:
银白色:<200℃以下
淡黄色:≈220℃
深蓝色:≈300℃
淡灰色:≈400℃
深紫黑色:>500℃
切削颜色为蓝或蓝紫色时较为合理, 如果银白或黄色,则未充分发挥效率, 如果蓝灰则切削用量太大。使用高速钢刀具,则削为银白和微黄为宜,如果削蓝则要减小转速或进给。
除了切削温度,还有其他一些因素可能影响铁屑颜色:
① 切削速度和进给量:较高的切削速度和进给量会导致切削区域产生更多热量,铁屑颜色会变得更深,可能呈现深蓝色甚至黑色;相反,较低的切削速度和进给量会使热量产生较少,铁屑颜色较浅,可能呈现金黄色或棕黄色。
② 刀具材质和几何形状:不同材质的刀具(如高速钢和硬质合金)在切削过程中的磨损和散热性能不同,影响铁屑颜色。刀具几何形状的设计也会影响切削力和热量的分布,进而影响铁屑颜色。
③ 被加工金属材料的成分和组织结构:金属材料的合金元素含量、晶粒大小和内部组织结构会影响其加工时的塑性变形和热传导性能,从而影响铁屑颜色。例如,含碳量较高的钢材在切削时容易产生更多热量,导致铁屑更易氧化变色。
④ 冷却和润滑条件:充足的冷却和润滑可降低切削区域的温度,减少摩擦和热量的产生,有助于保持铁屑颜色的一致性和较浅的色调;反之,冷却和润滑不足会导致切削区域温度升高,使氧化加剧,颜色加深。
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