Koje su očigledne prednosti CNC dijelova koji koriste nehrđajući čelik kao sirovinu u odnosu na čelik i aluminijske legure?
Nehrđajući čelik je odličan izbor za razne primjene zbog svojih jedinstvenih svojstava. Veoma je otporan na koroziju, što ga čini idealnim za upotrebu u teškim okruženjima kao što su pomorska, svemirska i hemijska industrija. Za razliku od čelika i aluminijskih legura, nehrđajući čelik ne hrđa ili korodira lako, što povećava dugovječnost i pouzdanost dijelova.
Nehrđajući čelik je također nevjerovatno jak i izdržljiv, uporediv sa čeličnim legurama i čak nadmašuje snagu aluminijskih legura. To ga čini odličnom opcijom za aplikacije koje zahtijevaju robusnost i strukturalni integritet, kao što su automobilska, zrakoplovna i građevinska.
Još jedna prednost nehrđajućeg čelika je da održava svoja mehanička svojstva i na visokim i na niskim temperaturama. Ova karakteristika ga čini pogodnim za primjene gdje se susreću ekstremne temperaturne varijacije. Nasuprot tome, legure aluminija mogu imati smanjenu čvrstoću na visokim temperaturama, a čelik može biti osjetljiv na koroziju na povišenim temperaturama.
Nerđajući čelik je takođe sam po sebi sanitarni i jednostavan za čišćenje. To ga čini idealnim izborom za primjenu u medicinskoj, farmaceutskoj i prehrambenoj industriji gdje je čistoća ključna. Za razliku od čelika, nehrđajući čelik ne zahtijeva dodatne premaze ili tretmane za održavanje svojih higijenskih svojstava.
Iako nehrđajući čelik ima mnoge prednosti, ne mogu se zanemariti njegove poteškoće u obradi.
Poteškoće u obradi materijala od nehrđajućeg čelika uglavnom uključuju sljedeće aspekte:
1. Velika sila rezanja i visoka temperatura rezanja
Ovaj materijal ima visoku čvrstoću i značajno tangencijalno naprezanje, a tokom rezanja trpi značajnu plastičnu deformaciju, što dovodi do značajne sile rezanja. Štaviše, materijal ima slabu toplotnu provodljivost, što uzrokuje porast temperature rezanja. Visoka temperatura je često koncentrisana u uskom području blizu rezne ivice alata, što dovodi do ubrzanog trošenja alata.
2. Teško radno kaljenje
Austenitni nerđajući čelik i neki visokotemperaturni legirani nerđajući čelici imaju austenitnu strukturu. Ovi materijali imaju veću sklonost ka stvrdnjavanju tokom rezanja, obično nekoliko puta više od običnog ugljeničnog čelika. Kao rezultat toga, rezni alat radi u području kaljenom, što skraćuje vijek trajanja alata.
3. Lako se zalijepi za nož
I austenitni nehrđajući čelik i martenzitni nehrđajući čelik dijele karakteristike proizvodnje jakih strugotina i generiranja visokih temperatura rezanja tijekom obrade. To može dovesti do prianjanja, zavarivanja i drugih pojava lijepljenja koje mogu ometati hrapavost površinemašinski obrađeni delovi.
4. Ubrzano trošenje alata
Gore navedeni materijali sadrže elemente visoke tačke topljenja, vrlo su savitljivi i stvaraju visoke temperature rezanja. Ovi faktori dovode do ubrzanog trošenja alata, što zahtijeva često oštrenje i zamjenu alata. Ovo negativno utiče na efikasnost proizvodnje i povećava troškove korišćenja alata. Da bi se ovo spriječilo, preporučuje se smanjenje brzine rezne linije i pomaka. Osim toga, najbolje je koristiti alate posebno dizajnirane za obradu nehrđajućeg čelika ili legura na visokim temperaturama, te koristiti unutrašnje hlađenje prilikom bušenja i urezivanja.
Tehnologija obrade dijelova od nehrđajućeg čelika
Kroz gornju analizu poteškoća u obradi, tehnologija obrade i odgovarajući dizajn parametara alata nehrđajućeg čelika bi se trebali prilično razlikovati od običnih materijala od konstrukcijskog čelika. Specifična tehnologija obrade je sljedeća:
1. Obrada bušenja
Prilikom bušenja materijala od nehrđajućeg čelika, obrada rupa može biti teška zbog njihove slabe toplinske provodljivosti i malog modula elastičnosti. Da bi se prevazišao ovaj izazov, potrebno je odabrati odgovarajuće materijale alata, odrediti razumne geometrijske parametre alata i podesiti količinu rezanja alata. Za bušenje ovih vrsta materijala preporučuju se burgije od materijala kao što su W6Mo5Cr4V2Al i W2Mo9Cr4Co8.
Bušilice izrađene od visokokvalitetnih materijala imaju neke nedostatke. Relativno su skupi i teško ih je kupiti. Kada se koristi uobičajeno W18Cr4V standardno svrdlo od brzog čelika, postoje neki nedostaci. Na primjer, ugao vrha je premali, proizvedena strugotina je preširoka da bi se na vrijeme izbacila iz rupe, a tekućina za sečenje ne može brzo ohladiti burgiju. Štaviše, nerđajući čelik, kao loš toplotni provodnik, uzrokuje koncentraciju temperature rezanja na reznoj ivici. To može lako dovesti do opekotina i lomljenja dvije bočne površine i glavne ivice, smanjujući vijek trajanja burgije.
1) Dizajn geometrijskih parametara alata Kod bušenja sa W18Cr4V Kada se koristi obična svrdla od brzog čelika, sila rezanja i temperatura su uglavnom koncentrisane na vrh burgije. Da bismo poboljšali izdržljivost reznog dijela burgije, možemo povećati ugao vrha na oko 135°~140°. Ovo će također smanjiti ugao vanjskog ruba i suziti strugotine za bušenje kako bi ih bilo lakše ukloniti. Međutim, povećanje ugla vrha će učiniti ivicu dleta burgije širom, što će rezultirati većom otpornošću na sečenje. Stoga moramo izbrusiti ivicu dlijeta burgije. Nakon brušenja, ugao ivice dlijeta treba da bude između 47° do 55°, a nagibni ugao treba da bude 3°~5°. Prilikom brušenja ruba dlijeta treba zaokružiti ugao između rezne ivice i cilindrične površine kako bismo povećali čvrstoću ivice dlijeta.
Materijali od nerđajućeg čelika imaju mali modul elastičnosti, što znači da metal ispod sloja strugotine ima veliki elastični oporavak i radno očvršćavanje tokom obrade. Ako je zazorni ugao premali, habanje bočne površine burgije će se ubrzati, temperatura rezanja će se povećati, a životni vek burgije će se smanjiti. Stoga je potrebno na odgovarajući način povećati ugao reljefa. Međutim, ako je ugao reljefa prevelik, glavna ivica burgije će postati tanka, a krutost glavne ivice će se smanjiti. Općenito je poželjan ugao reljefa od 12° do 15°. Kako bi se suzile strugotine i olakšalo uklanjanje strugotine, također je potrebno otvoriti raspoređene žljebove za strugotine na dvije bočne površine burgije.
2) Prilikom odabira količine rezanja za bušenje, odabir Kada je u pitanju sečenje, početna tačka treba da bude smanjenje temperature rezanja. Rezanje velikom brzinom rezultira povećanom temperaturom rezanja, što zauzvrat pogoršava trošenje alata. Stoga je najvažniji aspekt rezanja odabrati odgovarajuću brzinu rezanja. Općenito, preporučena brzina rezanja je između 12-15 m/min. Brzina posmaka, s druge strane, ima mali utjecaj na vijek trajanja alata. Međutim, ako je brzina pomaka preniska, alat će se urezati u očvrsnuti sloj, što će pogoršati habanje. Ako je brzina pomaka previsoka, hrapavost površine će se također pogoršati. Uzimajući u obzir gornja dva faktora, preporučeni protok je između 0,32 i 0,50 mm/r.
3) Izbor tečnosti za sečenje: Da bi se smanjila temperatura rezanja tokom bušenja, emulzija se može koristiti kao rashladni medij.
2. Obrada razvrtanja
1) Prilikom razvrtanja materijala od nerđajućeg čelika obično se koriste karbidni razvrtači. Struktura i geometrijski parametri razvrtača razlikuju se od onih kod običnih razvrtača. Da bi se spriječilo začepljenje strugotine tijekom razvrtanja i povećala čvrstoća zubaca rezača, broj zubaca razvrtača je općenito relativno nizak. Nagibni ugao razvrtača je obično između 8° do 12°, iako se u nekim specifičnim slučajevima može koristiti nagibni ugao od 0° do 5° za postizanje velike brzine razvrtanja. Zazorni ugao je općenito oko 8° do 12°.
Glavni kut deklinacije bira se ovisno o rupi. Uglavnom, za prolaznu rupu, ugao je od 15° do 30°, dok je za ne-prolaznu rupu 45°. Za izbacivanje strugotine naprijed prilikom razvrtanja, kut nagiba ruba može se povećati za oko 10° do 20°. Širina oštrice treba da bude između 0,1 do 0,15 mm. Obrnuti konus na razvrtaču treba da bude veći od onog kod običnih razvrtača. Karbidni razvrtači su uglavnom 0,25 do 0,5 mm/100 mm, dok su razvrtači od brzoreznog čelika 0,1 do 0,25 mm/100 mm u smislu njihovog konusa.
Korekcijski dio razvrtača je općenito 65% do 80% dužine običnih razvrtača. Dužina cilindričnog dijela je obično 40% do 50% dužine običnih razvrtača.
2) Prilikom razvrtanja važno je odabrati pravu količinu posmaka, koja bi trebala biti između 0,08 do 0,4 mm/r, i brzinu rezanja koja bi trebala biti u rasponu od 10 do 20 m/min. Količina grubog razvrtanja treba da bude između 0,2 do 0,3 mm, dok bi dodatak za fino razvrtanje trebalo da bude između 0,1 do 0,2 mm. Preporučuje se upotreba alata od tvrdog metala za grubo razvrtanje, a alata od brzoreznog čelika za fino razvrtanje.
3) Prilikom odabira tečnosti za rezanje za razvrtanje materijala od nerđajućeg čelika, kao rashladni medij može se koristiti ulje sistema totalnih gubitaka ili molibden disulfid.
3. Dosadna obrada
1) Prilikom odabira materijala alata za obradu dijelova od nehrđajućeg čelika, važno je uzeti u obzir visoku silu rezanja i temperaturu. Preporučuju se karbidi visoke čvrstoće i dobre toplotne provodljivosti, kao što su YW ili YG karbid. Za završnu obradu mogu se koristiti i YT14 i YT15 karbidni umeci. Alati za keramičke materijale mogu se koristiti za serijsku obradu. Međutim, važno je napomenuti da se ovi materijali odlikuju visokom žilavošću i teškim radnim otvrdnjavanjem, što će uzrokovati vibriranje alata i može rezultirati mikroskopskim vibracijama na oštrici. Stoga, prilikom odabira keramičkih alata za rezanje ovih materijala, treba uzeti u obzir mikroskopsku žilavost. Trenutno je α/βSialon materijal bolji izbor zbog njegove odlične otpornosti na visokotemperaturnu deformaciju i difuzijsko trošenje. Uspješno se koristi u rezanju legura na bazi nikla, a njegov vijek trajanja daleko premašuje keramiku na bazi Al2O3. Keramika ojačana SiC brkovima je također efikasan alatni materijal za rezanje nehrđajućeg čelika ili legura na bazi nikla.
CBN (kubni bor nitrid) sečiva se preporučuju za obradu kaljenih delova od ovih materijala. CBN je drugi nakon dijamanta u pogledu tvrdoće, sa nivoom tvrdoće koji može doseći 7000~8000HV. Ima visoku otpornost na habanje i može izdržati visoke temperature rezanja do 1200°C. Štaviše, hemijski je inertan i nema hemijsku interakciju sa metalima grupe gvožđa na 1200 do 1300°C, što ga čini idealnim za obradu materijala od nerđajućeg čelika. Njegov vijek trajanja može biti desetine puta duži od karbidnih ili keramičkih alata.
2) Dizajn geometrijskih parametara alata je kritičan za postizanje efikasnih performansi rezanja. Alati od tvrdog metala zahtijevaju veći nagibni ugao kako bi se osigurao gladak proces rezanja i duži vijek trajanja alata. Nagibni ugao treba da bude oko 10° do 20° za grubu obradu, 15° do 20° za poluzavršnu obradu i 20° do 30° za završnu obradu. Glavni ugao otklona treba izabrati na osnovu krutosti procesnog sistema, sa rasponom od 30° do 45° za dobru krutost i 60° do 75° za lošu krutost. Kada odnos dužine i prečnika radnog komada premašuje deset puta, glavni ugao otklona može biti 90°.
Kada se koriste materijali od nerđajućeg čelika sa keramičkim alatima, za rezanje se obično koristi negativan nagibni ugao, u rasponu od -5° do -12°. Ovo pomaže u jačanju oštrice i u potpunosti iskorištava visoku tlačnu čvrstoću keramičkih alata. Veličina ugla rasterećenja direktno utiče na habanje alata i čvrstoću sečiva, u rasponu od 5° do 12°. Promjene glavnog ugla otklona utiču na radijalne i aksijalne sile rezanja, kao i na širinu i debljinu rezanja. Budući da vibracije mogu biti štetne za keramičke rezne alate, glavni ugao otklona treba odabrati kako bi se smanjile vibracije, obično u rasponu od 30° do 75°.
Kada se CBN koristi kao materijal alata, geometrijski parametri alata trebaju uključivati nagibni ugao od 0° do 10°, ugao reljefa od 12° do 20° i glavni ugao otklona od 45° do 90°.
3) Prilikom oštrenja površine grabulja, važno je da vrijednost hrapavosti bude mala. To je zato što kada alat ima malu vrijednost hrapavosti, pomaže u smanjenju otpora strujanja strugotine i izbjegava problem lijepljenja strugotine za alat. Kako bi se osigurala mala vrijednost hrapavosti, preporučuje se pažljivo brušenje prednje i stražnje površine alata. Ovo će također pomoći u izbjegavanju lijepljenja strugotina za nož.
4) Važno je da oštrica alata bude oštra kako bi se smanjilo otvrdnjavanje pri radu. Dodatno, količina pomaka i količina povratnog rezanja treba da budu razumni kako bi se izbjeglo urezivanje alata u očvrsli sloj, što bi moglo negativno utjecati na vijek trajanja alata.
5) Pri radu sa nerđajućim čelikom važno je obratiti pažnju na proces mlevenja lomača strugotine. Ove strugotine su poznate po svojim jakim i čvrstim karakteristikama, tako da lomač strugotine na grabuljnoj površini alata treba da bude pravilno brušen. Ovo će olakšati lomljenje, držanje i uklanjanje strugotine tokom procesa rezanja.
6) Prilikom rezanja nehrđajućeg čelika, preporučuje se korištenje male brzine i velike količine posmaka. Za bušenje keramičkim alatima, odabir prave količine rezanja je ključan za optimalne performanse. Za kontinuirano sečenje, količinu rezanja treba odabrati na osnovu odnosa između trajnosti habanja i količine rezanja. Za povremeno sečenje, odgovarajuću količinu rezanja treba odrediti na osnovu obrasca loma alata.
Budući da keramički alati imaju odličnu otpornost na toplinu i habanje, utjecaj količine rezanja na vijek trajanja alata nije toliko značajan kao kod karbidnih alata. Općenito, kada se koriste keramički alati, brzina pomaka je najosjetljiviji faktor za lom alata. Stoga, kada bušite dijelove od nehrđajućeg čelika, pokušajte odabrati veliku brzinu rezanja, veliku količinu povratnog rezanja i relativno mali napredak, na osnovu materijala radnog komada i ovisno o snazi alatne mašine, krutosti procesa i čvrstoći oštrice.
7) Prilikom rada sa nerđajućim čelikom važno je odabrati pravu tekućinu za rezanje kako biste osigurali uspješno bušenje. Nerđajući čelik je sklon lepljenju i slabo odvodi toplotu, tako da odabrana tečnost za rezanje mora imati dobru otpornost na lepljenje i svojstva odvođenja toplote. Na primjer, može se koristiti tekućina za rezanje s visokim sadržajem hlora.
Osim toga, dostupni su vodeni rastvori bez mineralnih ulja, bez nitrata koji imaju dobre efekte hlađenja, čišćenja, protiv rđe i podmazivanja, kao što je sintetička tečnost za rezanje H1L-2. Korištenjem odgovarajuće tekućine za rezanje, poteškoće povezane s obradom nehrđajućeg čelika mogu se prevladati, što rezultira poboljšanim vijekom trajanja alata tokom bušenja, razvrtanja i bušenja, smanjenim oštrenjem i izmjenama alata, poboljšanom efikasnošću proizvodnje i kvalitetnijom obradom rupa. Ovo u konačnici može smanjiti intenzitet rada i troškove proizvodnje uz postizanje zadovoljavajućih rezultata.
U Anebonu, naša ideja je da prioritet postavimo kvalitetu i poštenju, pružimo iskrenu pomoć i težimo zajedničkom profitu. Cilj nam je dosljedno stvarati odličnotokovane metalne delovei mikroCNC dijelovi za glodanje. Cijenimo vaš upit i odgovorit ćemo vam u najkraćem mogućem roku.
Vrijeme objave: Apr-24-2024