Обработка нержавеющей стали 101: полное руководство для начинающих и экспертов

В этой статье вы познакомитесь с многочисленными применениями обработки нержавеющей стали в различных отраслях промышленности. От авиации до экоэнергетики, давайте покажем, как обработанные детали из нержавеющей стали помогают другим технологиям в развитии современной инфраструктуры.

Что такое Нержавеющая сталь?

Нержавеющая сталь металлический сплав, состоящий из многих элементов, включая железо, никель, хром, молибден и т. д.

Это один из самых популярных металлов для большинства применений благодаря устойчивости к коррозии, а также другим механическим и физическим характеристикам.

Верхняя обрабатываемая нержавеющая сталь

· Дуплексная нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь 303 отличается хорошей обрабатываемостью и высокой эффективностью резки благодаря низкому содержанию серы. Это делает его удобным во время ломки стружки. Содержащийся в нем серный компонент обеспечивает обработку кромок без заусенцев и минимальный износ инструмента.

Это делает его пригодным для сложных и точных задач обработки, таких как нарезание резьбы и сверление.

· Нержавеющая сталь 316

Обработка нержавеющей стали 316 может показаться чрезвычайно сложной, поскольку она прочная и склонна к наклепу. Выбор режущих инструментов и условий обработки, оптимизированных для предотвращения или минимизации наклепа. Это именно то, что гарантирует соответствующие результаты обработки.

Кроме того, правильное применение СОЖ и правильное расположение стружки между стружками и режущими кромками делают обработку наиболее эффективной.

· Осадки: закаленная нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь 17-4 демонстрирует определенный уровень обрабатываемости, но работать с ней может быть сложнее, чем с другими марками.

Правильная термообработка непосредственно перед механической обработкой улучшает обрабатываемость материалов. Вы можете использовать его, чтобы сократить износ инструмента и уменьшить проблемы с наклепом.

· Аустенитные нержавеющие стали

Нержавеющая сталь 304 демонстрирует хорошую обрабатываемость, но также обладает упрочнением, возникающим во время механической обработки. Соблюдение точных скоростей резания, использования сопел и охлаждающей жидкости, а также выбор правильных инструментов — это основной способ уменьшить нагартование.

· Мартенситные нержавеющие стали

Обработка нержавеющей стали 440C, известной своей высокой износостойкостью и абразивностью, представляет собой сложную задачу. Для этого процесса используются твердосплавные инструменты с высокой износостойкостью, которые обычно используются для обработки алюминиевых сплавов 440С.

Обеспечение благоприятного резания за счет контроля сил резания и оптимальных параметров обработки имеет решающее значение для получения желаемой поверхности.

Свойства нержавеющей стали, делающие ее пригодной для механической обработки.

Коррозионная стойкость: Способность нержавеющей стали противостоять коррозии гарантирует, что обработанные детали устойчивы к разрушению даже в экстремальных условиях.

Сила и выносливость: Уникальные характеристики прочности и вязкости нержавеющей стали позволяют ей выдерживать механические нагрузки и сохранять высокую стабильность размеров готовых деталей.

Упрочнение работы: Твердость и прочность нержавеющей стали может увеличиваться за счет явления наклепа во время механической обработки. Но правильный выбор инструмента и параметры резки очень важны для контроля этого эффекта.

Теплопроводность: Нержавеющая сталь отличается теплопроводностью и отводит тепло от инструмента, что предотвращает чрезмерный износ инструмента и стабильное поведение машины.

Методы и процессы обработки нержавеющей стали

· Выбор режущего инструмента

Вы учитываете марку и тип покрытия и формы режущего инструмента, чтобы минимизировать затраты и повысить долговечность. Для изготовления деталей из нержавеющей стали, твердосплавных или быстрорежущих сталей часто выбираются инструменты со специальным покрытием, например TiN или TiAlN, поскольку материал твердый и абразивный. Это помогает снизить износ инструмента и гарантирует точность размеров.

Методы обработки

• Поворот: вы вращаете заготовку, удерживая одноточечный инструмент, чтобы получить заготовку круглой формы. Токарная обработка может быть очень универсальной, поскольку обеспечивает строгие допуски и хорошее качество поверхности, что делает ее подходящей для изготовления валов, втулок или цилиндров.
• Фрезерование: Удаление материала с заготовки с помощью вращающихся режущих инструментов практически для изготовления различных форм, пазов и рельефов. Фрезерование помогает в производстве сложных форм и очень эффективно при производстве таких компонентов, как шестерни, кронштейны и корпуса, в небольших количествах.

• Бурение: Вы делаете отверстия в заготовке, вращая сверла. Сверление является основной операцией для сборки и обработки компонентов; оно создает отверстия предварительного размера в деталях из нержавеющей стали, таких как клапаны, фланцы и фитинги.

• Лазерная резка: вы используете хорошо направленный лазерный луч, который нагреваете или испаряете нержавеющую сталь, чтобы получить очень точную резку с минимальными потерями материала. Лазерная резка быстрая и точная, что делает ее подходящим инструментом для изготовления сложных форм из тонких листов.
• EDM (Электроэрозионная обработка): этот метод электрического разряда используется для испарения и вырезания материала из заготовки, создавая сложные формы с чрезвычайной точностью. Доказано, что электроэрозионная обработка очень эффективна при обработке труднообрабатываемых материалов, таких как закаленная сталь, при создании сложных штампов, форм и инструментов для производственных процессов.

• Шлифовка: материал снимается с поверхности заготовки путем его шлифования твердыми кругами, что обеспечивает жесткие допуски и высокое качество поверхности. С другой стороны, шлифование жизненно важно для прецизионных деталей, где точность размеров и качество поверхности имеют решающее значение.
• Обработка на станках с ЧПУ: Вы имеете полный контроль над операциями обработки, которые обеспечивают сложную геометрию и размер детали или очень узкие. Этот процесс обработки с ЧПУ обеспечивает точную повторяемость и эффективность, что значительно экономит время обработки и накладные расходы.

Рекомендации по обработке нержавеющей стали

Выбор оборудования и правильное применение охлаждающих жидкостей, а также методы зажима также являются решающими факторами для обработки на станках с ЧПУ, и эти факторы не являются тривиальными.

Нагрузка, которую должна выдерживать стружка, снижается, а качество поверхности улучшается благодаря выделению тепла и отводу стружки.

Факторы, влияющие на обработку нержавеющей стали.

• Состав материала заготовки: учитывается как состав сплава нержавеющей стали, включающий содержание хрома и никеля, так и его обрабатываемость и склонность к наклепу.
• Геометрия заготовки: Вы думаете о том, насколько мала или велика заготовка, и таким образом решаете, какую стратегию обработки лучше всего использовать, которая будет соответствовать переменным станка.
• Параметры резки: вы контролируете скорость резания, скорость подачи и глубину резания в зависимости от марки нержавеющей стали, инструмента и качества поверхности, изменяя сорт, режущие инструменты и качество поверхности. Износ инструмента и отсутствие материала увеличиваются, поскольку применяется лучший прочный материал, который вы будете использовать.
• Жесткость машины: Производство станков с упором на их стабильность и жесткость, позволяющие выдерживать большие силы при твердой резке нержавеющей стали. Это также помогает уменьшить вибрацию и прогиб, что приводит к большей точности размеров и качества обработки поверхности.

Проблемы и решения в области обработки нержавеющей стали.

· Упрочнение работы

Холодная закалка при механической обработке является неприятным фактором. Это продлевает срок службы инструмента и обеспечивает прочность рабочего материала, в результате чего материал работы становится менее обрабатываемым. Придется оптимизировать параметры черновой обработки, чтобы снизить тепловыделение, и выбрать инструмент из быстрорежущей стали или кобальта вместе с нанесенными поверхностными покрытиями.

· Контроль стружки

Резка может привести к неконтролируемому образованию стружки и извержениям инструмента, а иногда и поврежденного компонента. Абразивные резцы используют стружколомы, надлежащи