تلقي الدراسة الضوء على العقبات التي تواجه معالجة مواد الفولاذ المقاوم للصدأ

ما هي المزايا الواضحة لأجزاء CNC التي تستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ كمواد خام مقارنة بالفولاذ وسبائك الألومنيوم؟

يعد الفولاذ المقاوم للصدأ خيارًا ممتازًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات نظرًا لخصائصه الفريدة. إنه مقاوم للغاية للتآكل، مما يجعله مثاليًا للاستخدام في البيئات القاسية مثل الصناعات البحرية والفضائية والكيميائية. على عكس سبائك الفولاذ والألمنيوم، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ لا يصدأ أو يتآكل بسهولة، مما يزيد من عمر وموثوقية الأجزاء.

كما أن الفولاذ المقاوم للصدأ قوي ومتين بشكل لا يصدق، ويمكن مقارنته بسبائك الفولاذ بل ويفوق قوة سبائك الألومنيوم. وهذا يجعله خيارًا رائعًا للتطبيقات التي تتطلب المتانة والسلامة الهيكلية، مثل السيارات والفضاء والبناء.

فائدة أخرى للفولاذ المقاوم للصدأ هي أنه يحافظ على خواصه الميكانيكية في درجات الحرارة العالية والمنخفضة. هذه الخاصية تجعلها مناسبة للتطبيقات التي تواجه تغيرات شديدة في درجات الحرارة. في المقابل، قد تواجه سبائك الألومنيوم قوة منخفضة عند درجات حرارة عالية، وقد يكون الفولاذ عرضة للتآكل عند درجات حرارة مرتفعة.

يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ أيضًا صحيًا بطبيعته وسهل التنظيف. وهذا يجعله خيارًا مثاليًا للتطبيقات في الصناعات الطبية والصيدلانية وتجهيز الأغذية حيث تكون النظافة أمرًا ضروريًا. على عكس الفولاذ، لا يتطلب الفولاذ المقاوم للصدأ طلاءات أو معالجات إضافية للحفاظ على خصائصه الصحية.

على الرغم من أن الفولاذ المقاوم للصدأ له العديد من المزايا، إلا أنه لا يمكن تجاهل صعوبات المعالجة الخاصة به.

تشمل الصعوبات في معالجة مواد الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل أساسي الجوانب التالية:

1. قوة القطع العالية ودرجة حرارة القطع العالية

هذه المادة تمتلك قوة عالية وضغط عرضي كبير، وتتعرض لتشوه بلاستيكي كبير أثناء القطع، مما يؤدي إلى قوة قطع كبيرة. علاوة على ذلك، فإن المادة لديها موصلية حرارية سيئة، مما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة القطع. غالبًا ما تتركز درجة الحرارة المرتفعة في المنطقة الضيقة القريبة من حافة القطع للأداة، مما يؤدي إلى تآكل سريع للأداة.

2. تصلب العمل الشديد

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي وبعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ ذات درجة الحرارة العالية لها هيكل أوستنيتي. تتمتع هذه المواد بميل أكبر إلى العمل بشكل أكثر صلابة أثناء القطع، وعادة ما تكون أكثر عدة مرات من الفولاذ الكربوني العادي. ونتيجة لذلك، تعمل أداة القطع في منطقة العمل الصلبة، مما يقلل من عمر الأداة.

3. من السهل التمسك بالسكين

يشترك كل من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي في خصائص إنتاج رقائق قوية وتوليد درجات حرارة قطع عالية أثناء المعالجة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى الالتصاق واللحام وظواهر الالتصاق الأخرى التي قد تتداخل مع خشونة السطحأجزاء تشكيله.

4. تسارع تآكل الأداة

تحتوي المواد المذكورة أعلاه على عناصر ذات نقطة انصهار عالية، وهي قابلة للطرق بدرجة كبيرة، وتولد درجات حرارة قطع عالية. تؤدي هذه العوامل إلى تآكل الأدوات بشكل سريع، مما يستلزم شحذها واستبدالها بشكل متكرر. وهذا يؤثر سلبًا على كفاءة الإنتاج ويزيد من تكاليف استخدام الأداة. لمكافحة ذلك، يوصى بتقليل سرعة خط القطع والتغذية. بالإضافة إلى ذلك، من الأفضل استخدام الأدوات المصممة خصيصًا لمعالجة الفولاذ المقاوم للصدأ أو السبائك ذات درجة الحرارة العالية، واستخدام التبريد الداخلي عند الحفر والتنصت.

تكنولوجيا معالجة أجزاء الفولاذ المقاوم للصدأ

من خلال التحليل أعلاه لصعوبات المعالجة، يجب أن تكون تكنولوجيا المعالجة وتصميم معلمات الأداة ذات الصلة للفولاذ المقاوم للصدأ مختلفة تمامًا عن المواد الفولاذية الإنشائية العادية. تكنولوجيا المعالجة المحددة هي كما يلي:

1. معالجة الحفر

عند حفر مواد الفولاذ المقاوم للصدأ، قد تكون معالجة الثقب صعبة بسبب ضعف التوصيل الحراري ومعامل المرونة الصغير. للتغلب على هذا التحدي، يجب اختيار مواد الأداة المناسبة، ويجب تحديد المعلمات الهندسية المعقولة للأداة، ويجب تعيين مقدار القطع للأداة. يوصى باستخدام لقم الثقب المصنوع من مواد مثل W6Mo5Cr4V2Al وW2Mo9Cr4Co8 لحفر هذه الأنواع من المواد.

لقم الثقب المصنوعة من مواد عالية الجودة بعض العيوب. فهي باهظة الثمن نسبيًا ويصعب شراؤها. عند استخدام لقمة الحفر الفولاذية عالية السرعة القياسية W18Cr4V شائعة الاستخدام، هناك بعض العيوب. على سبيل المثال، زاوية الرأس صغيرة جدًا، والرقائق المنتجة واسعة جدًا بحيث لا يمكن تفريغها من الحفرة في الوقت المناسب، وسائل القطع غير قادر على تبريد لقمة الحفر بسرعة. علاوة على ذلك، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ، كونه موصلًا حراريًا سيئًا، يسبب تركيز درجة حرارة القطع على حافة القطع. يمكن أن يؤدي ذلك بسهولة إلى حدوث حروق وتقطيع في السطحين الجانبيين والحافة الرئيسية، مما يقلل من عمر خدمة لقمة الحفر.

1) تصميم المعلمات الهندسية للأداة عند الحفر باستخدام W18Cr4V عند استخدام لقمة مثقاب فولاذية عادية عالية السرعة، فإن قوة القطع ودرجة الحرارة تتركز بشكل أساسي على طرف المثقاب. لتحسين متانة جزء القطع من لقمة الحفر، يمكننا زيادة زاوية الرأس إلى حوالي 135 درجة ~ 140 درجة. سيؤدي ذلك أيضًا إلى تقليل زاوية مشط الحافة الخارجية وتضييق رقائق الحفر لتسهيل إزالتها. ومع ذلك، فإن زيادة زاوية الرأس ستجعل حافة الإزميل لقمة الحفر أوسع، مما يؤدي إلى زيادة مقاومة القطع. لذلك، يجب علينا طحن حافة الإزميل لقمة الحفر. بعد الطحن، يجب أن تكون الزاوية المائلة لحافة الإزميل بين 47 درجة إلى 55 درجة، ويجب أن تكون زاوية الجرف من 3 إلى 5 درجات. أثناء طحن حافة الإزميل، يجب أن نقوم بتقريب الزاوية بين حافة القطع والسطح الأسطواني لزيادة قوة حافة الإزميل.

تحتوي مواد الفولاذ المقاوم للصدأ على معامل مرونة صغير، مما يعني أن المعدن الموجود أسفل طبقة الرقاقة يتمتع بقدر كبير من المرونة والتصلب أثناء المعالجة. إذا كانت زاوية الخلوص صغيرة جدًا، فسيتم تسريع تآكل السطح الجانبي لقمة الحفر، وسيتم زيادة درجة حرارة القطع، وسيتم تقليل عمر لقمة الحفر. ولذلك، فمن الضروري زيادة زاوية الإغاثة بشكل مناسب. ومع ذلك، إذا كانت زاوية التخفيف كبيرة جدًا، فستصبح الحافة الرئيسية لقمة الحفر رقيقة، وستنخفض صلابة الحافة الرئيسية. يفضل بشكل عام زاوية تخفيف تتراوح من 12 درجة إلى 15 درجة. من أجل تضييق رقائق الحفر وتسهيل إزالة الرقائق، من الضروري أيضًا فتح أخاديد رقائق متداخلة على السطحين الجانبيين لقمة الحفر.

2) عند اختيار كمية القطع للحفر، يجب أن تكون نقطة البداية عندما يتعلق الأمر بالقطع هي تقليل درجة حرارة القطع. يؤدي القطع عالي السرعة إلى زيادة درجة حرارة القطع، مما يؤدي بدوره إلى تفاقم تآكل الأداة. ولذلك، فإن الجانب الأكثر أهمية في القطع هو اختيار سرعة القطع المناسبة. بشكل عام، سرعة القطع الموصى بها تتراوح بين 12-15m/min. من ناحية أخرى، فإن معدل التغذية له تأثير ضئيل على عمر الأداة. ومع ذلك، إذا كان معدل التغذية منخفضًا جدًا، فسوف تقطع الأداة الطبقة الصلبة، مما يؤدي إلى تفاقم التآكل. إذا كان معدل التغذية مرتفعًا جدًا، فسوف تتفاقم خشونة السطح أيضًا. مع الأخذ في الاعتبار العاملين المذكورين أعلاه، فإن معدل التغذية الموصى به يتراوح بين 0.32 و 0.50mm/r.

3) اختيار سائل القطع: من أجل تقليل درجة حرارة القطع أثناء الحفر، يمكن استخدام المستحلب كوسيط تبريد.

2. معالجة التوسيع

1) عند توسيع المواد الفولاذية المقاومة للصدأ، يتم استخدام موسعات كربيد بشكل شائع. يختلف هيكل المثقاب والمعلمات الهندسية عن تلك الخاصة بالموسعات العادية. لمنع انسداد الرقاقة أثناء التوسيع وتعزيز قوة أسنان القاطع، يتم الاحتفاظ بشكل عام بعدد أسنان المثقاب منخفض نسبيًا. تتراوح زاوية المشط للموسع عادة بين 8 درجات إلى 12 درجة، على الرغم من أنه في بعض الحالات المحددة، يمكن استخدام زاوية المشط من 0 درجة إلى 5 درجات لتحقيق التوسيع عالي السرعة. تتراوح زاوية الخلوص بشكل عام من 8 إلى 12 درجة.

يتم اختيار زاوية الانحراف الرئيسية اعتمادًا على الفتحة. بشكل عام، بالنسبة للثقب من خلال، تكون الزاوية من 15 درجة إلى 30 درجة، بينما بالنسبة للثقب غير من خلال، تكون 45 درجة. لتفريغ الرقائق للأمام عند التوسيع، يمكن زيادة زاوية ميل الحافة بنحو 10 درجات إلى 20 درجة. يجب أن يتراوح عرض الشفرة بين 0.1 إلى 0.15 ملم. يجب أن يكون الاستدقاق المقلوب على مخرطة الثقب أكبر من الموسعات العادية. يتراوح حجم مخرطة الكربيد بشكل عام من 0.25 إلى 0.5 مم / 100 مم، في حين أن مخرطة الفولاذ عالية السرعة تتراوح من 0.1 إلى 0.25 مم / 100 مم من حيث الاستدقاق.

يتراوح الجزء التصحيحي من مخرطة الثقب بشكل عام من 65% إلى 80% من طول موسعات الثقوب العادية. يتراوح طول الجزء الأسطواني عادة ما بين 40% إلى 50% من طول موسعات الثقوب العادية.

2) عند التوسيع، من المهم اختيار كمية التغذية المناسبة، والتي يجب أن تكون بين 0.08 إلى 0.4mm/r، وسرعة القطع، والتي يجب أن تتراوح بين 10 إلى 20m/min. يجب أن يتراوح بدل التوسيع الخام بين 0.2 إلى 0.3 مم، في حين يجب أن يتراوح بدل التوسيع الدقيق بين 0.1 إلى 0.2 مم. يوصى باستخدام أدوات الكربيد للتوسيع الخشن، والأدوات الفولاذية عالية السرعة للتوسيع الدقيق.

3) عند اختيار سائل القطع لتوسيع المواد الفولاذية المقاومة للصدأ، يمكن استخدام زيت نظام الفقد الكلي أو ثاني كبريتيد الموليبدينوم كوسيط تبريد.

3. معالجة مملة

1) عند اختيار مادة الأداة لمعالجة أجزاء الفولاذ المقاوم للصدأ، من المهم مراعاة قوة القطع العالية ودرجة الحرارة. يوصى باستخدام الكربيدات ذات القوة العالية والتوصيل الحراري الجيد، مثل كربيد YW أو YG. للتشطيب، يمكن أيضًا استخدام إدراجات كربيد YT14 وYT15. يمكن استخدام أدوات المواد الخزفية لمعالجة الدفعات. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن هذه المواد تتميز بالصلابة العالية والتصلب الشديد أثناء العمل، مما يؤدي إلى اهتزاز الأداة وقد يؤدي إلى اهتزازات مجهرية على الشفرة. ولذلك، عند اختيار أدوات السيراميك لقطع هذه المواد، ينبغي أن تؤخذ في الاعتبار المتانة المجهرية. حاليًا، تعد مادة α/βSialon خيارًا أفضل نظرًا لمقاومتها الممتازة للتشوه الناتج عن درجات الحرارة العالية وتآكل الانتشار. لقد تم استخدامه بنجاح في قطع السبائك القائمة على النيكل، وعمر الخدمة الخاص به يتجاوز بكثير السيراميك المعتمد على Al2O3. يعد السيراميك المقوى بشعيرات SiC أيضًا مادة أداة فعالة لقطع الفولاذ المقاوم للصدأ أو السبائك القائمة على النيكل.

يوصى باستخدام شفرات CBN (نيتريد البورون المكعب) لمعالجة الأجزاء المسقية المصنوعة من هذه المواد. CBN هو الثاني بعد الماس من حيث الصلابة، مع مستوى صلابة يمكن أن يصل إلى 7000 ~ 8000HV. تتميز بمقاومة عالية للتآكل ويمكنها تحمل درجات حرارة القطع العالية حتى 1200 درجة مئوية. علاوة على ذلك، فهو خامل كيميائيًا ولا يوجد لديه أي تفاعل كيميائي مع معادن مجموعة الحديد عند درجة حرارة 1200 إلى 1300 درجة مئوية، مما يجعله مثاليًا لمعالجة مواد الفولاذ المقاوم للصدأ. يمكن أن يكون عمر أدواتها أطول بعشرات المرات من عمر أدوات الكربيد أو السيراميك.

2) يعد تصميم المعلمات الهندسية للأداة أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق أداء القطع الفعال. تتطلب أدوات الكربيد زاوية أشعل النار أكبر لضمان عملية قطع سلسة وعمر أطول للأداة. يجب أن تكون زاوية أشعل النار حوالي 10° إلى 20° للمعالجة الخشنة، و15° إلى 20° للتشطيب النصفي، و20° إلى 30° للتشطيب. ينبغي اختيار زاوية الانحراف الرئيسية على أساس صلابة نظام المعالجة، مع نطاق من 30 درجة إلى 45 درجة للصلابة الجيدة ومن 60 درجة إلى 75 درجة للصلابة الضعيفة. عندما تتجاوز نسبة الطول إلى القطر لقطعة العمل عشرة أضعاف، يمكن أن تكون زاوية الانحراف الرئيسية 90 درجة.

عند استخدام مواد مملة من الفولاذ المقاوم للصدأ مع أدوات السيراميك، يتم استخدام زاوية مشط سلبية بشكل عام للقطع، تتراوح من -5° إلى -12°. وهذا يساعد على تقوية الشفرة ويستفيد بشكل كامل من قوة الضغط العالية للأدوات الخزفية. يؤثر حجم زاوية التنفيس بشكل مباشر على تآكل الأداة وقوة الشفرة، بمدى يتراوح من 5 إلى 12 درجة. تؤثر التغييرات في زاوية الانحراف الرئيسية على قوى القطع الشعاعية والمحورية، بالإضافة إلى عرض القطع وسمكه. نظرًا لأن الاهتزاز يمكن أن يكون ضارًا لأدوات قطع السيراميك، فيجب اختيار زاوية الانحراف الرئيسية لتقليل الاهتزاز، وعادةً ما تكون في نطاق 30 درجة إلى 75 درجة.

عند استخدام CBN كمادة للأداة، يجب أن تتضمن المعلمات الهندسية للأداة زاوية مشط من 0 درجة إلى 10 درجة، وزاوية تخفيف من 12 درجة إلى 20 درجة، وزاوية انحراف رئيسية من 45 درجة إلى 90 درجة.

3) عند شحذ سطح المشط، من المهم الحفاظ على قيمة الخشونة صغيرة. وذلك لأنه عندما تكون للأداة قيمة خشونة صغيرة، فإن ذلك يساعد في تقليل مقاومة التدفق لرقائق القطع وتجنب مشكلة التصاق الرقائق بالأداة. لضمان قيمة خشونة صغيرة، يوصى بطحن الأسطح الأمامية والخلفية للأداة بعناية. سيساعد هذا أيضًا في تجنب التصاق الرقائق بالسكين.

4) من المهم الحفاظ على حافة القطع للأداة حادة لتقليل تصلب العمل. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تكون كمية التغذية وكمية القطع الخلفي معقولة لتجنب قطع الأداة إلى الطبقة الصلبة، مما قد يؤثر سلبًا على عمر الأداة.

5) من المهم الانتباه إلى عملية طحن قاطع الرقائق عند العمل مع الفولاذ المقاوم للصدأ. هذه الرقائق معروفة بخصائصها القوية والصعبة، لذا يجب أن يتم تأريض قاطع الرقائق الموجود على سطح الأداة بشكل صحيح. سيسهل ذلك كسر الرقائق وإمساكها وإزالتها أثناء عملية القطع.

6) عند قطع الفولاذ المقاوم للصدأ، يوصى باستخدام سرعة منخفضة وكميات تغذية كبيرة. بالنسبة للملل باستخدام أدوات السيراميك، يعد اختيار كمية القطع المناسبة أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الأداء الأمثل. بالنسبة للقطع المستمر، يجب اختيار كمية القطع على أساس العلاقة بين متانة التآكل وكمية القطع. بالنسبة للقطع المتقطع، يجب تحديد كمية القطع المناسبة بناءً على نمط كسر الأداة.

نظرًا لأن الأدوات الخزفية تتمتع بمقاومة ممتازة للحرارة والتآكل، فإن تأثير كمية القطع على عمر تآكل الأداة ليس بنفس أهمية أدوات الكربيد. بشكل عام، عند استخدام الأدوات الخزفية، فإن معدل التغذية هو العامل الأكثر حساسية لكسر الأداة. لذلك، عند حفر أجزاء من الفولاذ المقاوم للصدأ، حاول تحديد سرعة قطع عالية، وكمية قطع خلفية كبيرة، وتقدم صغير نسبيًا، استنادًا إلى مادة قطعة العمل وتخضع لقوة أداة الآلة، وصلابة نظام المعالجة، وقوة الشفرة.

7) عند العمل مع الفولاذ المقاوم للصدأ، من المهم اختيار سائل القطع المناسب لضمان التجويف الناجح. الفولاذ المقاوم للصدأ عرضة للترابط وله تبديد سيئ للحرارة، لذلك يجب أن يتمتع سائل القطع المحدد بمقاومة جيدة للترابط وخصائص تبديد الحرارة. على سبيل المثال، يمكن استخدام سائل القطع الذي يحتوي على نسبة عالية من الكلور.

بالإضافة إلى ذلك، تتوفر محاليل مائية خالية من الزيوت المعدنية والنترات والتي تتمتع بتأثيرات جيدة للتبريد والتنظيف ومقاومة للصدأ والتشحيم، مثل سائل القطع الاصطناعي H1L-2. باستخدام سائل القطع المناسب، يمكن التغلب على الصعوبات المرتبطة بمعالجة الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يؤدي إلى تحسين عمر الأداة أثناء الحفر، والتوسيع، والتثقيب، وتقليل شحذ الأداة وتغييراتها، وتحسين كفاءة الإنتاج، ومعالجة الثقب ذات الجودة العالية. وهذا يمكن أن يؤدي في النهاية إلى تقليل كثافة اليد العاملة وتكاليف الإنتاج مع تحقيق نتائج مرضية.

في Anebon، فكرتنا هي إعطاء الأولوية للجودة والصدق، وتقديم المساعدة المخلصة، والسعي لتحقيق الربح المتبادل. ونحن نهدف إلى خلق ممتازة باستمرارتحولت الأجزاء المعدنيةوالجزئيأجزاء الطحن باستخدام الحاسب الآلي. نحن نقدر استفسارك وسوف نقوم بالرد عليك في أقرب وقت ممكن.