金属加工：不锈钢钻孔的 6 个技巧

每个机械师都应该知道如何使用各种材料，但总有改进的余地。这里有一些技巧和指导，用于钻削一种更具挑战性的金属组，即不锈钢，广泛用于医疗、航空航天和一般工程应用。

由于从一种合金到另一种合金的机械加工性变化，在孔加工操作期间确定最佳进给量和速度可能具有挑战性。这适用于任何材料组，不锈钢更是如此。这是因为在 303 和 304 不锈钢上钻孔之间存在天壤之别，尤其是当硒 (303SE) 或铜 (304Cu) 等添加剂加入时，这两种不锈钢合金都更容易切割。

类似的例子存在于不锈钢系列的其他地方。例如，416 不锈钢的可加工性远高于 440C，尤其是在后者处于硬化状态时（例如在岩石上钻孔）。尽管 13-8 PH 和 15-5 PH 等沉淀硬化 (PH) 合金与其他不锈钢属于同一范畴，但它们的切削加工性能可与某些高温合金相媲美。

冶金学家将解释这种差异是由于这一广泛材料家族中的各种晶粒结构和化学成分造成的。他们将指出铬和镍的含量——决定可加工性的两个关键因素——并讨论四类不锈钢，即奥氏体、铁素体、马氏体和双相不锈钢，它们都具有不同的物理特性和加工特性。

尽管从技术角度来看，这一切都可能很有趣，但对于提出基本问题的人来说却没有什么意义：对于我正在研究的这种不锈钢部件，最好的钻头是什么，我应该以多快的速度运行它？

史蒂夫乔治有一些建议。 Kennametal 全球产品工程高级经理表示，高效的钻孔始于正确的工具。

提示 1：选择整体硬质合金钻头

“不锈钢会产生大量热量，整体硬质合金钻头不仅比高速钢 [HSS] 和钴更耐热，而且更硬、更坚固，”George 说。

“那，他们通常通过工具配备冷却剂，”他继续说道。 “正因为如此，您可以更快、更积极地推动它们，从而实现更高效的流程，并最终提高每个零件的利润。但是，设置参数必须支持它。使用刚性较差的工件夹具、磨损或维护不当的刀柄以及较旧、速度较慢的机床的车间可能会更好地使用高速钢。”

提示 2：更加努力

Kennametal 区域产品经理 Keith Hoover 补充说，不锈钢中的合金元素使其更容易发生加工硬化。

“不锈钢具有相对较高的抗拉强度和屈服强度，因此如果您没有达到一定的每转进给量，您将无法获得产生适当切屑所需的穿透率，”胡佛说。 “即使冷却液流动良好，您也可能会无意中形成加工硬化的表面，并且很难通过。这就是为什么，根据不锈钢的类型，我通常建议从推荐切削速度范围的低端开始，并使用相当激进的进给速​​度。”

提示 3：具体

Brandon Hull 完全同意刀具冷却液。 Guhring Inc. 的产品管理和业务开发副总裁指出，不锈钢通常具有粘性和粘性。这可能会导致钻头上的积屑瘤最终脱落，通常会带走一些碳化物。除了使用充足的冷却液供应（最好是在高压下）外，选择针对特定工件材料设计的钻头也很关键。

“通常，您正在寻找更锋利的切削刃和相对较轻的珩磨，”他说。 “再加上正确的凹槽轮廓和刀尖几何形状以及可减少热量并促进排屑的涂层，硬质合金钻头对于大批量应用来说是必不可少的。”

在本期 MSC 的 Tooling Up 视频系列中，金属加工和制造专家讨论了美国制造业的健康状况：

技巧 4：右握

Hull 涉足了长达数年的液压刀柄与机械刀柄与热缩刀柄的争论，他指出，只要刀柄质量高且维护良好，所有这些都完全可以挂在硬质合金钻头上。他还表示，好的 ER 筒夹没有任何问题。

“我通常推荐液压刀柄，但 ER 适用于较小直径的钻头——例如，任何八分之三英寸或更小的钻头，”他说。 “但是，我知道人们往往会过度拧紧它们，这会产生同心度问题。始终使用扭矩扳手，并始终遵循制造商的建议，因为它们因制造商而异。”

技巧 5：控制筹码

OSG Tool 区域应用工程师 Daniel Dominski 在各个方面都提供了类似的建议。他还指出了适用于大多数不锈钢的一些情况：切屑很长、很粘而且很危险，如果您不控制它们，您将面临由于工作空间堵塞和机器损坏或切割造成的人身伤害而造成的不必要停机.

“这是不锈钢最大的难题之一，通常是因为商店使用的是通用钻头，”Dominski 说。 “然后他们被迫啄食，但这会导致加工硬化和刀具寿命变差。但是，如果他们使用专门为不锈钢制造的钻头，他们就有更好的机会将这些切屑卷曲得又好又紧。当然，对于真正具有粘性的材料，如 304L，它们可能还必须降低切削速度或提高进给速度。不管怎样，没有人应该满足于燕窝。”

提示 6：做数学题

正如许多机器设备所有者和采购人员所证明的那样，问题在于硬质合金的成本较高。这种观点在工作生产工作场所和其他高混合、低产量的制造商中尤其普遍。同样，HSS 可能只是这里的门票，但 Dominski 和他的同事们一致认为，硬质合金几乎总是能产生较低的单件成本。

“很多人仍然停留在前期成本上，看不到花额外的钱购买硬质合金的好处，”他说。 “但我可以提供多个商店在一项工作中为该工具付费的例子。例如，我们最近与一家商店合作，在 304 不锈钢上钻了 4.42 毫米的孔，从每把刀具 425 个孔增加到使用硬质合金的 4,000 个孔，而另一个客户钻钛合金的刀具寿命提高了八倍以上。”

他补充说，这些例子相当典型，而且都没有提到碳化物的更高生产率，这很重要。诚然，它并非适用于所有应用，但在不锈钢和其他坚韧材料上，整体硬质合金钻头是轻而易举的事。

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不锈钢钻孔：这 6 个技巧中哪一个最有用？

对更具挑战性的金属组之一不锈钢进行钻孔的最佳方法是什么？

从使用整体硬质合金钻头到良好的切屑管理，有一些重要的考虑因素。

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