Gia công thép không gỉ 101: Hướng dẫn cơ bản cho người mới bắt đầu và chuyên gia

Trong bài viết này, bạn sẽ xem xét nhiều ứng dụng khác nhau mà gia công thép không gỉ có trong các ngành công nghiệp khác nhau. Từ hàng không đến năng lượng sinh thái, chúng ta hãy tiết lộ cách các bộ phận bằng thép không gỉ được gia công hỗ trợ các công nghệ khác trong việc phát triển cơ sở hạ tầng hiện đại.

Là gì Thép không gỉ?

Thép không gỉ là một hợp kim kim loại bao gồm nhiều nguyên tố bao gồm sắt, niken, crom, molypden, v.v..

Nó là một trong những kim loại phổ biến nhất cho hầu hết các ứng dụng do đặc tính chống ăn mòn cùng với các tính năng cơ học và vật lý khác.

Thép không gỉ có thể gia công hàng đầu

· Thép không gỉ song công

Thép không gỉ 303 được đặc trưng bởi khả năng gia công và hiệu quả cắt cao do hàm lượng lưu huỳnh thấp. Điều này làm cho nó thuận tiện trong quá trình bẻ chip. Thành phần lưu huỳnh của nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc hoàn thiện với các cạnh không có gờ và độ mài mòn dụng cụ ở mức tối thiểu.

Điều này làm cho nó phù hợp cho các nhiệm vụ gia công phức tạp và chính xác như ren và khoan.

Sơ đồ pha thép không gỉ song công

Sơ đồ pha thép không gỉ song công

· Thép không gỉ 316

Gia công thép không gỉ 316 có vẻ khó khăn vì nó cứng và dễ bị cứng khi gia công. Việc lựa chọn dụng cụ cắt và điều kiện gia công được tối ưu hóa để ngăn ngừa hoặc giảm thiểu hiện tượng cứng hóa vật liệu. Đó chính là điều đảm bảo cho kết quả gia công phù hợp.

Ngoài ra, việc sử dụng chất làm mát hợp lý và việc thực hiện phoi chính xác giữa phoi và lưỡi cắt giúp gia công hiệu quả nhất.

· Lượng mưa: Thép không gỉ cứng

Thép không gỉ 17-4 thể hiện mức độ gia công nhất định, nhưng nó có thể khó gia công hơn các loại khác.

Xử lý nhiệt đúng cách ngay trước khi xử lý gia công sẽ cải thiện khả năng gia công của vật liệu. Bạn có thể sử dụng nó để giảm hao mòn dụng cụ và các vấn đề về độ cứng của vật liệu.

· Thép không gỉ Austenit

Thép không gỉ 304 cho thấy khả năng gia công tốt nhưng nó cũng có khả năng làm cứng xảy ra trong quá trình gia công. Giữ tốc độ cắt, vòi phun và sử dụng chất làm mát chính xác cũng như chọn đúng dụng cụ là cách chính để giảm bớt độ cứng trong công việc.

· Thép không gỉ Martensitic

Đây là một thách thức khá lớn đối với máy thép không gỉ 440C, vốn được biết đến với khả năng chống mài mòn và mài mòn cao. Các công cụ cacbua có khả năng chống mài mòn cao, thường được sử dụng để gia công hợp kim nhôm 440C, được sử dụng cho quy trình này.

Đảm bảo đường cắt thuận lợi bằng cách kiểm soát lực cắt và các thông số gia công tối ưu là rất quan trọng để tạo ra bề mặt mong muốn.

Đặc tính của thép không gỉ làm cho nó thích hợp để gia công.

Chống ăn mòn: Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ đảm bảo rằng các bộ phận gia công có khả năng chống lại sự xuống cấp, ngay cả trong môi trường khắc nghiệt.

Sức mạnh và độ dẻo dai: Tính năng độ bền và độ dẻo dai độc đáo của thép không gỉ cho phép nó chịu được lực gia công và duy trì độ ổn định kích thước cao của các bộ phận hoàn thiện.

Làm việc chăm chỉ: Thép không gỉ có thể tăng độ cứng và độ bền thông qua hiện tượng tôi cứng trong quá trình gia công. Nhưng việc lựa chọn dao thích hợp và các thông số cắt là rất quan trọng để kiểm soát hiệu ứng này.

Dẫn nhiệt: Đặc tính dẫn nhiệt của thép không gỉ khác biệt và tản nhiệt từ dụng cụ, giúp ngăn ngừa mài mòn dụng cụ quá mức và hoạt động ổn định của máy.

Kỹ thuật và quy trình gia công thép không gỉ

· Lựa chọn dụng cụ cắt

Bạn xem xét cấp độ và loại lớp phủ cũng như hình dạng của dụng cụ cắt để giảm thiểu chi phí và tăng độ bền. Để chế tạo các bộ phận từ thép không gỉ, các dụng cụ cacbua hoặc thép tốc độ cao thường được lựa chọn với các lớp phủ cụ thể như TiN hoặc TiAlN vì vật liệu này cứng và dễ mài mòn. Điều này giúp giảm mài mòn dụng cụ và đảm bảo độ chính xác về kích thước.

Phương pháp gia công

  • Quay: Bạn xoay phôi trong khi giữ dụng cụ một điểm để tạo phôi có hình tròn. Tiện có thể rất linh hoạt bằng cách cung cấp dung sai gần và chất lượng bề mặt tốt khiến nó phù hợp cho việc chế tạo trục, ống lót hoặc xi lanh.
  • Phay: Loại bỏ vật liệu khỏi phôi bằng các công cụ cắt xoay một cách thực tế để tạo ra nhiều hình dạng, khe và phù điêu. Phay hỗ trợ việc tạo ra các hình dạng phức tạp và rất hiệu quả trong việc chế tạo các bộ phận như bánh răng, giá đỡ và vỏ với số lượng nhỏ.
Máy phay CNC

Máy phay CNC

  • Khoan: Bạn tạo lỗ trên chi tiết gia công bằng cách xoay mũi khoan. Khoan là hoạt động chính để lắp ráp và gia công các bộ phận; nó tạo ra các lỗ có kích thước sẵn trên các bộ phận bằng thép không gỉ như van, mặt bích và phụ kiện.
Máy khoan CNC

Máy khoan CNC

  • Sự cắt bằng tia la-ze: Bạn sử dụng chùm tia laze có mục tiêu tốt để làm nóng hoặc làm bay hơi thép không gỉ để có được những đường cắt rất chính xác và ít gây tổn thất vật liệu nhất. Cắt laser nhanh và chính xác, khiến nó trở thành công cụ phù hợp để tạo các hình dạng phức tạp trên các tấm mỏng.
  • EDM (Gia công phóng điện): Bạn sử dụng phương pháp phóng điện này để làm bay hơi và cắt vật liệu khỏi phôi, tạo ra các hình dạng tiên tiến với độ chính xác cực cao. EDM được chứng minh là có hiệu quả cao trên các vật liệu khó gia công, chẳng hạn như thép cứng, tạo ra các khuôn, khuôn và dụng cụ phức tạp cho quy trình sản xuất.
Máy EDM

Máy EDM

  • mài: Bạn lấy vật liệu từ bề mặt phôi bằng cách mài nó bằng bánh xe cứng, mang lại dung sai gần và chất lượng bề mặt cao. Mặt khác, mài rất quan trọng đối với các bộ phận có độ chính xác cao, trong đó độ chính xác về kích thước và chất lượng bề mặt là rất quan trọng.
  • Cơ khí CNC: Bạn ở vị trí có toàn quyền kiểm soát các hoạt động gia công cho phép độ phức tạp của hình dạng và kích thước bộ phận hoặc các hoạt động chặt chẽ. Quy trình gia công CNC này mang lại độ lặp lại và hiệu quả chính xác, giúp tiết kiệm đáng kể thời gian xử lý và chi phí chung.

Những cân nhắc khi gia công thép không gỉ

Việc lựa chọn thiết bị và sử dụng chất làm mát thích hợp cũng như phương pháp kẹp cũng là những yếu tố quyết định đối với gia công CNC và những yếu tố này không hề nhỏ.

Tải trọng mà chip phải chịu được giảm xuống và độ hoàn thiện bề mặt được hoàn thiện nhờ khả năng sinh nhiệt và xử lý thoát phoi ở trung tâm của nó.

Các yếu tố ảnh hưởng đến việc gia công thép không gỉ.

  • Thành phần vật liệu phôi: Bạn đếm cả thành phần hợp kim của thép không gỉ, bao gồm hàm lượng crom và niken, để biết khả năng gia công và xu hướng làm việc cứng lại.
  • Hình học phôi: Bạn nghĩ xem phôi gia công nhỏ hay lớn như thế nào và từ đó bạn quyết định chiến lược gia công tốt nhất sẽ sử dụng để đáp ứng các biến số của máy.
  • Thông số cắt: Bạn kiểm soát tốc độ cắt, tốc độ tiến dao và độ sâu cắt theo cấp độ thép không gỉ, dụng cụ và độ hoàn thiện bề mặt bằng cách thay đổi cấp độ, dụng cụ cắt và độ hoàn thiện bề mặt. Độ mòn của dụng cụ và vật liệu không tăng vì vật liệu có độ bền tốt nhất được áp dụng mà bạn sẽ sử dụng.
  • Độ cứng của máy: Sản xuất máy công cụ tập trung vào độ ổn định và độ cứng để chịu được lực cắt cứng lớn bằng thép không gỉ. Điều này cũng giúp giảm độ rung và độ lệch, dẫn đến độ chính xác cao hơn về độ chính xác kích thước và độ hoàn thiện bề mặt.

Những thách thức và giải pháp trong gia công thép không gỉ.

· Làm việc chăm chỉ

Làm cứng lạnh trong quá trình gia công là một yếu tố rắc rối. Nó mang lại cho công cụ tuổi thọ cao hơn và vật liệu gia công bền hơn, dẫn đến thực tế là vật liệu gia công trở nên ít được gia công hơn. Bạn sẽ phải hợp lý hóa các thông số gia công thô để giảm sinh nhiệt và chọn các dụng cụ bằng thép hoặc coban tốc độ cao cùng với lớp phủ bề mặt được áp dụng.

· Kiểm soát chip

Việc cắt có thể dẫn đến sự hình thành phoi không được quản lý và phát sinh liên quan đến dụng cụ và đôi khi là bộ phận bị hỏng. Máy cắt mài mòn sử dụng máy cắt phoi, phun chất làm mát thích hợp và tốc độ nạp phù hợp để cắt vật liệu và loại bỏ thức ăn thừa một cách hiệu quả. Điều này đảm bảo phoi không bị tách và mài mòn dụng cụ cắt ở mức tối thiểu trong quá trình gia công thép không gỉ bằng cả hai nguyên công.

· Dụng cụ mài mòn và tuổi thọ

Vấn đề mài mòn dụng cụ này có liên quan đến việc cắt thép không gỉ ở tốc độ cao, dẫn đến sự thay đổi cả về khối lượng sản phẩm được sản xuất và ngân sách. Với các phương pháp tiếp cận như lựa chọn vật liệu dụng cụ và lớp phủ, lựa chọn tốc độ cắt và bước tiến cũng như việc sử dụng các kỹ thuật kiểm soát phoi, tuổi thọ của dụng cụ có thể được kéo dài.

Thực hành tốt nhất về gia công thép không gỉ

1. Chuẩn bị nguyên liệu

Bạn làm việc để đảm bảo rằng các dụng cụ có hình tròn, kết cấu bề mặt sạch sẽ và công việc đủ cường độ để làm cho các lỗ không có khuyết tật trên bề mặt và các lỗ.

2. Thiết kế lịch thi đấu

Trách nhiệm của bạn là quan tâm đến các thiết bị cố định có độ ổn định cao và đặc tính rung động tối thiểu để có thể cải thiện độ chính xác gia công và độ lặp lại.

3. Tối ưu hóa đường chạy dao

Các đường cắt được định hình của công cụ tối ưu hóa đó cố gắng giảm thiểu sự tương tác của công cụ và cũng để hạn chế lực cắt, từ đó mang lại lợi ích nhờ độ hoàn thiện của bộ phận tốt hơn và cũng bằng cách làm cho công cụ tồn tại lâu hơn.

4. Làm mát và bôi trơn

Bạn đạt được điều này thông qua việc làm mát và bôi trơn hiệu quả để giảm thiểu việc tạo nhiệt cũng như ma sát có thể dẫn đến phôi quá nóng và mài mòn dụng cụ khi gia công thép không gỉ.

5. Mài bavia và hoàn thiện

Nhưng bằng cách sử dụng các công cụ khác nhau, chẳng hạn như bộ mài nhẵn hoặc bàn chải, bạn sẽ loại bỏ các gờ và khuyết tật trên lớp bề mặt và đạt được các bộ phận có chất lượng hoàn hảo và chức năng hoàn hảo.

6. Kiểm tra

Bạn kiểm tra thủ công các bộ phận để phù hợp với kích thước và bề mặt theo bản vẽ và bản vẽ nhất định về thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn chất lượng.

Ứng dụng của gia công thép không gỉ

  • Hàng không vũ trụ: Cánh tuabin và hệ thống xả, cũng như các ốc vít hàng không vũ trụ như bu lông và ốc vít.
  • Ô tô: Hệ thống xả, bộ phận động cơ, bộ phận truyền động và gia cố khung gầm.
  • Thiết bị y tế: Dụng cụ phẫu thuật, cấy ghép chỉnh hình, dụng cụ nha khoa và thiết bị chẩn đoán.
Thiết bị y tế bằng thép không gỉ

Thiết bị y tế bằng thép không gỉ

  • Thiết bị chế biến thực phẩm: Băng tải, thùng trộn, lưỡi cắt và phụ kiện vệ sinh
Lưỡi cắt thép không gỉ

Lưỡi cắt thép không gỉ

  • Dầu khí: Van, máy bơm, đường ống và khoan
Van bi thép không gỉ

Van bi thép không gỉ

  • Hàng hải: Đóng tàu, xây dựng ngoài khơi và hệ thống động lực hàng hải
  • Xử lý hóa học: Gia công thép không gỉ là một bước sản xuất quan trọng để sản xuất các thiết bị được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa chất, như lò phản ứng, bộ trao đổi nhiệt, bể chứa và đường ống.
  • Năng lượng tái tạo: Các bộ phận được sản xuất bằng thép không gỉ gia công được sử dụng trong ngành năng lượng tái tạo, chẳng hạn như sản xuất năng lượng gió và mặt trời, các bộ phận tuabin, khung bảng năng lượng mặt trời và các cấu trúc lắp đặt.

Phần kết luận

Trọng tâm của tất cả các ngành công nghiệp là việc sử dụng rộng rãi gia công thép không gỉ, đóng vai trò như một lời nhắc nhở về vai trò không thể thay thế của nó. Với sự phát triển của công nghệ và các ngành công nghiệp, gia công thép không gỉ vẫn sẽ là một lực lượng bắt buộc phục vụ nhu cầu năng động của xã hội.

Nhiêu tai nguyên hơn:

Khoan thép không gỉ – Nguồn: TSINFA

Dụng cụ gia công CNC – Nguồn: TSINFA

Gia công thép không gỉ – Nguồn: 3ERP