ماشینکاری فولاد ضد زنگ 101: راهنمای نهایی برای مبتدیان و متخصصان

در این مقاله، شما به کاربردهای متعددی از صنایع مختلف که ماشین‌کاری فولاد ضد زنگ دارد نگاهی می‌اندازید. از هوانوردی گرفته تا انرژی زیست محیطی، اجازه دهید نشان دهیم که چگونه قطعات فولادی ضد زنگ ماشینکاری شده به فناوری‌های دیگر در توسعه زیرساخت‌های مدرن کمک می‌کنند.

چیست فولاد ضد زنگ؟

فولاد زنگ نزن یک آلیاژ فلزی است که از عناصر بسیاری از جمله آهن، نیکل، کروم، مولیبدن و غیره تشکیل شده است.

این فلز به دلیل خاصیت مقاوم در برابر خوردگی در میان سایر ویژگی های مکانیکی و فیزیکی یکی از محبوب ترین فلزات برای اکثر کاربردها است.

فولاد ضد زنگ ماشینکاری بالا

· فولاد ضد زنگ دوبلکس

فولاد ضد زنگ 303 به دلیل داشتن گوگرد کم با قابلیت ماشینکاری و راندمان برش بالا مشخص می شود. این باعث می شود در هنگام شکستن تراشه راحت باشد. جزء گوگردی آن با لبه‌های بدون سوراخ و حداقل سایش ابزار، پوشش را تسهیل می‌کند.

که آن را برای کارهای ماشینکاری پیچیده و دقیق مانند رزوه کاری و سوراخ کاری مناسب می کند.

نمودار فاز فولاد ضد زنگ دوبلکس

نمودار فاز فولاد ضد زنگ دوبلکس

· فولاد ضد زنگ 316

ماشینکاری فولاد ضد زنگ 316 می تواند بسیار دشوار به نظر برسد زیرا سخت است و مستعد سخت شدن است. انتخاب ابزارهای برش و شرایط ماشینکاری که برای جلوگیری یا به حداقل رساندن سخت شدن کار بهینه شده اند. این تنها چیزی است که نتایج ماشینکاری مناسب را تضمین می کند.

همچنین استفاده صحیح از مایع خنک کننده و اجرای صحیح براده ها بین براده ها و لبه های برش، ماشین کاری را به بیشترین میزان ممکن می رساند.

· بارش: فولاد ضد زنگ سخت شده

فولاد ضد زنگ 17-4 سطح خاصی از ماشین کاری را نشان می دهد، اما ممکن است کار با آن نسبت به سایر گریدها سخت تر باشد.

عملیات حرارتی مناسب درست قبل از عملیات ماشینکاری، توانایی ماشینکاری مواد را بهبود می بخشد. می توانید از آن برای کاهش سایش ابزار و مشکلات سخت شدن استفاده کنید.

· فولادهای زنگ نزن آستنیتی

فولاد ضد زنگ 304 قابلیت ماشینکاری خوبی را نشان می دهد، اما همچنین دارای سخت شدن کاری است که در حین ماشینکاری اتفاق می افتد. حفظ سرعت برش دقیق، نازل ها و استفاده از مایع خنک کننده و انتخاب ابزارهای صحیح، راه اصلی برای کاهش سخت شدن کار است.

· فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی

این یک چالش برای ماشین آلات فولاد ضد زنگ 440C است که به دلیل مقاومت در برابر سایش و سایندگی بالا شناخته شده است. ابزارهای کاربید با مقاومت سایش بالا که معمولاً برای ماشینکاری آلیاژ آلومینیوم 440 درجه سانتیگراد استفاده می شود، برای این فرآیند استفاده می شود.

اطمینان از برش مطلوب با کنترل نیروهای برش و پارامترهای ماشینکاری بهینه برای تولید سطح مطلوب بسیار مهم است.

خواص فولاد ضد زنگ که آن را برای ماشینکاری مناسب می کند.

مقاومت در برابر خوردگی: توانایی فولاد ضد زنگ برای مقاومت در برابر خوردگی تضمین می کند که قطعات ماشینکاری شده در برابر تخریب، حتی در محیط های شدید مقاوم هستند.

قدرت و استحکام: ویژگی های منحصر به فرد استحکام و چقرمگی فولاد ضد زنگ به آن اجازه می دهد تا در برابر نیروهای ماشینکاری مقاومت کند و پایداری ابعادی بالای قطعات تمام شده را حفظ کند.

سخت کاری: فولاد ضد زنگ می تواند از طریق پدیده سخت شدن کار در حین ماشینکاری افزایش سختی و استحکام را تجربه کند. اما انتخاب ابزار مناسب و پارامترهای برش برای کنترل این اثر بسیار مهم است.

رسانایی گرمایی: خاصیت هدایت حرارتی فولاد ضد زنگ متفاوت است و گرما را از ابزار دفع می کند که از سایش بیش از حد ابزار و رفتار ثابت دستگاه جلوگیری می کند.

تکنیک ها و فرآیندهای ماشینکاری فولاد ضد زنگ

· انتخاب ابزار برش

درجه و نوع پوشش و شکل ابزار برش را برای به حداقل رساندن هزینه ها و افزایش استقامت در نظر می گیرید. برای ساخت قطعات از فولاد ضد زنگ، ابزارهای کاربید یا فولادی با سرعت بالا اغلب با پوشش های خاصی مانند TiN یا TiAlN انتخاب می شوند زیرا مواد سخت و ساینده هستند. این به کاهش سایش ابزار کمک می کند و دقت ابعاد را تضمین می کند.

روش های ماشینکاری

  • پیچ: قطعه کار را در حالی که ابزار تک نقطه ای را نگه داشته اید می چرخانید تا یک قطعه کار گرد شکل بسازید. تراشکاری می تواند با ایجاد تحمل نزدیک و کیفیت سطح خوب بسیار متنوع باشد که آن را برای ساخت شفت، بوشینگ یا سیلندر مناسب می کند.
  • آسیاب: عملاً با ابزارهای برش چرخان مواد را از قطعه کار جدا کنید تا چندین اشکال، شکاف ها و برجستگی ها را بسازید. فرز به تولید اشکال پیچیده کمک می کند و در ساخت قطعاتی مانند چرخ دنده ها، براکت ها و بدنه ها در مقادیر کم بسیار موثر است.
دستگاه فرز CNC

دستگاه فرز CNC

  • حفاری: با چرخاندن مته ها سوراخ هایی در قطعه کار ایجاد می کنید. حفاری عملیات اصلی برای مونتاژ و ماشینکاری قطعات است. در قطعات فولادی ضد زنگ مانند سوپاپ ها، فلنج ها و اتصالات، سوراخ هایی با اندازه پیش ساخته ایجاد می کند.
دستگاه حفاری CNC

دستگاه حفاری CNC

  • برش لیزری: شما از یک پرتو لیزر با هدف‌گیری خوب استفاده می‌کنید که فولاد ضد زنگ را گرم یا تبخیر می‌کنید تا برش‌های بسیار دقیقی به دست آورید که باعث از بین رفتن حداقل مواد می‌شود. برش لیزری سریع و دقیق است و آن را به ابزار مناسبی برای ساخت فرم های پیچیده در ورق های نازک تبدیل می کند.
  • EDM (ماشینکاری تخلیه الکتریکی): شما از این روش تخلیه الکتریکی برای تبخیر و برش مواد از قطعه کار استفاده می کنید و اشکال پیشرفته ای را با دقت بسیار بالا ایجاد می کنید. ثابت شده است که EDM بر روی موادی که به سختی ماشین کاری می شوند، مانند فولاد سخت شده، ایجاد قالب های پیچیده، قالب ها و ابزارآلات برای فرآیندهای تولید، بسیار موثر است.
دستگاه EDM

دستگاه EDM

  • سنگ زنی: شما مواد را از سطح قطعه کار با آسیاب کردن آن با استفاده از چرخ های سخت می گیرید و در نتیجه تلرانس های نزدیک و کیفیت سطح بالایی را به همراه دارد. از سوی دیگر، سنگ زنی برای اجزای دقیق که دقت ابعاد و کیفیت سطح بسیار مهم است، حیاتی است.
  • ماشینکاری CNC: شما در موقعیتی هستید که کنترل کاملی بر عملیات ماشینکاری دارید که پیچیدگی هندسه و اندازه قطعات یا موارد سخت را امکان پذیر می کند. این فرآیند ماشینکاری CNC تکرارپذیری و کارایی دقیقی را فراهم می کند که تا حد زیادی باعث صرفه جویی در زمان پردازش و هزینه های سربار می شود.

ملاحظات برای ماشینکاری فولاد ضد زنگ

انتخاب تجهیزات و کاربرد مناسب خنک کننده ها و همچنین روش های گیره نیز از عوامل تعیین کننده برای ماشینکاری CNC هستند و این عوامل بی اهمیت نیستند.

باری که تراشه‌ها باید تحمل کنند کاهش می‌یابد، و پرداخت سطح با تولید گرما و جابجایی تخلیه تراشه در قلب آن کامل می‌شود.

عوامل موثر بر ماشینکاری فولاد ضد زنگ

  • ترکیب مواد قطعه کار: شما ترکیب آلیاژی فولاد ضد زنگ را که شامل کروم و نیکل است، برای ماشین کاری و تمایل به سخت شدن در نظر می گیرید.
  • هندسه قطعه کار: به این فکر می کنید که قطعه کار چقدر کوچک یا بزرگ است، و بنابراین بهترین استراتژی ماشینکاری را برای استفاده انتخاب می کنید که با متغیرهای ماشین مطابقت داشته باشد.
  • پارامترهای برش: سرعت برش، سرعت تغذیه و عمق برش را با توجه به درجه فولاد ضد زنگ، ابزارآلات و پرداخت سطح با تغییر درجه، ابزارهای برش و پرداخت سطح کنترل می‌کنید. سایش ابزار و عدم افزایش مواد به عنوان بهترین ماده بادوام اعمال می شود که شما از آن استفاده خواهید کرد.
  • سختی ماشین: تولید ماشین ابزار با تمرکز بر پایداری و صلاحیت سختی آن برای مقاومت در برابر نیروهای سنگین برش سخت در فولاد ضد زنگ. این همچنین باعث کاهش لرزش و انحراف می شود که منجر به دقت بیشتر در دقت ابعاد و پرداخت سطح می شود.

چالش ها و راه حل ها در ماشینکاری فولاد ضد زنگ.

· سخت کاری

سخت شدن سرد در حین ماشینکاری یک عامل مشکل ساز است. عمر طولانی تر و مواد کار قوی را به ابزار می بخشد و در نتیجه مواد کار کمتر ماشینکاری می شود. شما باید پارامترهای زبر را برای کاهش تولید گرما ساده کنید و ابزارهای فولادی یا کبالتی با سرعت بالا را همراه با پوشش های سطح اعمال شده انتخاب کنید.

· کنترل تراشه

برش می تواند منجر به تشکیل تراشه های مدیریت نشده و فوران های مربوط به ابزار و گاهی اوقات جزء آسیب دیده شود. برش‌های ساینده از تراشه‌شکن‌ها، اسپری‌های خنک‌کننده مناسب و نرخ تغذیه مناسب برای خرد کردن مواد و بیرون راندن موثر باقی مانده‌ها استفاده می‌کنند. این تضمین می کند که تراشه شکافته نشود و حداقل سایش ابزار برش در طول پردازش فولاد ضد زنگ با هر دو عملیات انجام شود.

· پوشیدن ابزار و زندگی

این مشکل سایش ابزار با سرعت بالای برش فولاد ضد زنگ مرتبط است که منجر به تغییر حجم محصولات تولیدی و بودجه می شود. با رویکردهایی مانند انتخاب مواد و پوشش های ابزار، انتخاب سرعت برش و تغذیه، و استفاده از تکنیک های کنترل تراشه، عمر ابزار را می توان افزایش داد.

بهترین روش های ماشینکاری فولاد ضد زنگ

1. آماده سازی مواد

شما در تضمین گرد بودن ابزارها، بافت سطحی تمیز، و شدت کار به اندازه کافی کار می کنید تا سوراخ ها بدون نقص روی سطوح و سوراخ ها باشند.

2. طراحی فیکسچر

مسئولیت شما این است که به وسایلی با ویژگی های پایداری بالا و حداقل ارتعاشات توجه کنید، بنابراین می توان دقت ماشینکاری و تکرارپذیری را بهبود بخشید.

3. بهینه سازی مسیر ابزار

مسیرهای برش شکل این ابزار بهینه‌سازی تلاش می‌کنند تا درگیری ابزار را به حداقل برسانند و همچنین نیروی برش را مهار کنند، که به نوبه خود از پایان بهتر قطعه و همچنین با ماندگاری بیشتر ابزار سود می‌برد.

4. خنک کننده و روانکاری

شما این کار را از طریق خنک کاری و روانکاری موثر برای به حداقل رساندن ایجاد گرما و همچنین اصطکاک که منجر به گرمای بیش از حد قطعه کار و سایش ابزار در ماشینکاری فولاد ضد زنگ می شود، به دست می آورید.

5. سوراخ کردن و تکمیل

اما با استفاده از ابزارهای مختلف مانند ست برس زدن یا برس زدن، سوراخ ها و عیوب لایه سطحی را از بین می برید و به قطعاتی با کیفیت عالی و عملکرد بی عیب و نقص دست می یابید.

6. بازرسی

شما به صورت دستی قطعات را بررسی می کنید تا مطابق با نقشه ها و نقشه های داده شده برای مشخصات و استاندارد کیفیت متناسب با اندازه و سطح باشند.

کاربردهای ماشینکاری فولاد ضد زنگ

  • هوافضا: پره‌های توربین و سیستم‌های اگزوز و همچنین بست‌های هوافضا مانند پیچ‌ها و پیچ‌ها.
  • خودرو: سیستم‌های اگزوز، قطعات موتور، اجزای گیربکس و تقویت‌کننده‌های شاسی.
  • تجهیزات پزشکی: ابزار جراحی، ایمپلنت های ارتوپدی، ابزار دندانپزشکی و تجهیزات تشخیصی.
دستگاه های پزشکی فولاد ضد زنگ

دستگاه های پزشکی فولاد ضد زنگ

  • تجهیزات پردازش مواد غذایی: تسمه نقاله، مخازن مخلوط کردن، تیغه های برش، و اتصالات بهداشتی
تیغه های برش فولاد ضد زنگ

تیغه های برش فولاد ضد زنگ

  • نفت و گاز: شیرها، پمپ ها، لوله ها و حفاری
شیر توپی استیل ضد زنگ

شیر توپی استیل ضد زنگ

  • دریایی: کشتی سازی، ساخت و ساز فراساحلی و سیستم های نیروی محرکه دریایی
  • پردازش شیمیایی: فرآوری فولاد ضد زنگ یک مرحله تولید حیاتی برای ساخت دستگاه‌های مورد استفاده در صنایع شیمیایی مانند راکتورها، مبدل‌های حرارتی، مخازن و لوله‌کشی است.
  • انرژی های تجدیدپذیر: قطعات تولید شده از فولاد زنگ نزن ماشینکاری شده در صنعت انرژی های تجدیدپذیر مانند تولید برق بادی و خورشیدی، اجزای توربین، قاب های پنل خورشیدی و سازه های نصب استفاده می شود.

نتیجه

در قلب همه صنایع استفاده فراگیر از شرکت های ماشینکاری فولاد ضد زنگ نهفته است که یادآور نقش بی بدیل آن است. با تکامل فن آوری و صنایع، خدمات ماشینکاری فولاد ضد زنگ به عنوان یک نیروی ضروری برای تامین نیازهای پویای جامعه باقی خواهد ماند.

منابع بیشتر:

حفاری فولاد ضد زنگ – منبع: TSINFA

ابزارهای ماشینکاری CNC – منبع: TSINFA

ماشینکاری فولاد ضد زنگ – منبع: 3ERP