在工業(yè)生產(chǎn)中，加工硬化是一種常見的現(xiàn)象，它通常指的是在加工過(guò)程中，材料的硬度增加。那么，加工硬化的原因是什么呢？加工硬化產(chǎn)生的原因切削時(shí)在已加工表面層內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生不同程度的塑性變形，嚴(yán)重的變形會(huì)改變被切削材料的加工性能。
任何刀具的切削刃都不可能磨得絕對(duì)鋒利，當(dāng)在鈍圓弧切削刃及其鄰近的后刀面的切削、擠壓和摩擦作用下，使已加工表面的金屬晶粒產(chǎn)生扭曲、擠壓和破碎，如圖所示，這種因嚴(yán)重的塑性變形而使表面層硬度增高的現(xiàn)象稱為加工硬化，又稱冷作硬化。金屬材料經(jīng)硬化后提高了屈服強(qiáng)度，并在已加工表面上出現(xiàn)顯微裂紋和殘余應(yīng)力，降低材料疲勞強(qiáng)度。
影響加工硬化的因素有：
1、增大刀具的前角、減小刀具鈍圓的半徑，切削層金屬的塑性變形減小，從而減小了工件的加工硬化程度。
2、工件材料的塑性越大，強(qiáng)化指數(shù)越大，則硬化越嚴(yán)重。對(duì)于一般碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳含量越少，塑性越大，硬化越嚴(yán)重。高錳鋼Mn12的強(qiáng)化指數(shù)很大，切削后已加工表面的硬度提高2倍以上;有色合金金屬的熔點(diǎn)低，容易弱化，加工硬化比結(jié)構(gòu)鋼輕得多，銅件比鋼件小30%，鋁件比鋼件小75%左右。
3、當(dāng)進(jìn)給量比較大時(shí)，切削力增大，表面層金屬的塑性變形加劇，硬化程度增加。
4、切削速度增加時(shí)，塑性變形減小，塑性變形區(qū)也縮小，因此，硬化層深度減小。另一方面，切削速度增加時(shí)，切削溫度升高，弱化過(guò)程加快。但切削速度增加，又會(huì)使導(dǎo)熱時(shí)間縮短，因而弱化來(lái)不及進(jìn)行。當(dāng)切削溫度超過(guò)Ac3時(shí)，表面層組織將產(chǎn)生相變，形成淬火組織。因此，硬化層深度及硬化程度又將增加。硬化層深度先是隨切削速度的增加而減小，然后又隨切削速度的增加而增大。采用有效的冷卻潤(rùn)滑措施，可使加工硬化層深度減小。
加工硬化是材料加工過(guò)程中常見的現(xiàn)象，其原因包括材料的變形和晶粒的細(xì)化，而加工硬化對(duì)產(chǎn)品性能的影響既有積極的一面，也存在一定的局限性。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體產(chǎn)品的需求，合理控制加工硬化的程度，以實(shí)現(xiàn)最佳的材料性能。
