Quins són els avantatges evidents de les peces CNC que utilitzen acer inoxidable com a matèria primera en comparació amb l'acer i els aliatges d'alumini?
L'acer inoxidable és una opció excel·lent per a una varietat d'aplicacions a causa de les seves propietats úniques. És altament resistent a la corrosió, cosa que el fa ideal per al seu ús en entorns durs com les indústries marines, aeroespacials i químiques. A diferència d'acer i aliatges d'alumini, l'acer inoxidable no s'oxida ni es corroeix fàcilment, la qual cosa augmenta la longevitat i la fiabilitat de les peces.
L'acer inoxidable també és increïblement fort i durador, comparable als aliatges d'acer i fins i tot superant la resistència dels aliatges d'alumini. Això el converteix en una opció fantàstica per a aplicacions que requereixen robustesa i integritat estructural, com ara l'automoció, l'aeroespacial i la construcció.
Un altre avantatge de l'acer inoxidable és que manté les seves propietats mecàniques tant a altes com a baixes temperatures. Aquesta característica el fa adequat per a aplicacions on es troben variacions extremes de temperatura. En canvi, els aliatges d'alumini poden experimentar una resistència reduïda a altes temperatures i l'acer pot ser susceptible a la corrosió a temperatures elevades.
L'acer inoxidable també és inherentment sanitari i fàcil de netejar. Això el converteix en una opció ideal per a aplicacions a les indústries mèdiques, farmacèutiques i de processament d'aliments on la neteja és essencial. A diferència de l'acer, l'acer inoxidable no requereix recobriments ni tractaments addicionals per mantenir les seves propietats higièniques.
Tot i que l'acer inoxidable té molts avantatges, no es poden ignorar les seves dificultats de processament.
Les dificultats en el processament de materials d'acer inoxidable inclouen principalment els aspectes següents:
1. Alta força de tall i alta temperatura de tall
Aquest material posseeix una gran resistència i una tensió tangencial important, i pateix una deformació plàstica important durant el tall, la qual cosa comporta una força de tall important. A més, el material té una conductivitat tèrmica deficient, la qual cosa fa que la temperatura de tall augmenti. L'alta temperatura sovint es concentra a l'àrea estreta prop de la vora de tall de l'eina, provocant un desgast accelerat de l'eina.
2. Enduriment greu
L'acer inoxidable austenític i alguns acers inoxidables d'aliatge d'alta temperatura tenen una estructura austenítica. Aquests materials tenen una major tendència a endurir-se durant el tall, normalment diverses vegades més que l'acer al carboni normal. Com a resultat, l'eina de tall funciona a la zona endurida, la qual cosa redueix la vida útil de l'eina.
3. Fàcil d'enganxar al ganivet
Tant l'acer inoxidable austenític com l'acer inoxidable martensític comparteixen les característiques de produir estelles fortes i de generar altes temperatures de tall mentre es processen. Això pot provocar l'adhesió, la soldadura i altres fenòmens d'adherència que poden interferir amb la rugositat superficial delpeces mecanitzades.
4. Desgast accelerat de l'eina
Els materials esmentats anteriorment contenen elements d'alt punt de fusió, són altament mal·leables i generen altes temperatures de tall. Aquests factors condueixen a un desgast accelerat de les eines, la qual cosa requereix l'esmolat i la substitució freqüents de les eines. Això afecta negativament l'eficiència de la producció i augmenta els costos d'ús de les eines. Per combatre-ho, es recomana reduir la velocitat i l'alimentació de la línia de tall. A més, el millor és utilitzar eines dissenyades específicament per processar acer inoxidable o aliatges d'alta temperatura, i utilitzar la refrigeració interna durant la perforació i el roscat.
Tecnologia de processament de peces d'acer inoxidable
Mitjançant l'anàlisi anterior de les dificultats de processament, la tecnologia de processament i el disseny dels paràmetres d'eines relacionats de l'acer inoxidable haurien de ser força diferents dels materials d'acer estructural ordinaris. La tecnologia de processament específica és la següent:
1. Processament de perforació
Quan es trepan materials d'acer inoxidable, el processament dels forats pot ser difícil a causa de la seva baixa conductivitat tèrmica i el seu petit mòdul elàstic. Per superar aquest repte, s'han de seleccionar els materials d'eina adequats, s'han de determinar paràmetres geomètrics raonables de l'eina i s'ha de definir la quantitat de tall de l'eina. Per perforar aquest tipus de materials es recomanen broques fetes amb materials com W6Mo5Cr4V2Al i W2Mo9Cr4Co8.
Les broques fetes amb materials d'alta qualitat tenen alguns desavantatges. Són relativament cars i difícils de comprar. Quan s'utilitza la broca d'acer d'alta velocitat estàndard W18Cr4V d'ús habitual, hi ha algunes deficiències. Per exemple, l'angle del vèrtex és massa petit, els xips produïts són massa amples per ser descarregats fora del forat a temps i el fluid de tall no pot refredar la broca ràpidament. A més, l'acer inoxidable, en ser un mal conductor tèrmic, provoca la concentració de la temperatura de tall a la vora de tall. Això pot provocar fàcilment cremades i estellades de les dues superfícies del flanc i de la vora principal, reduint la vida útil de la broca.
1) Disseny de paràmetres geomètrics de l'eina Quan es perfora amb un W18Cr4V Quan s'utilitza una broca d'acer d'alta velocitat normal, la força de tall i la temperatura es concentren principalment a la punta del trepant. Per millorar la durabilitat de la part de tall de la broca, podem augmentar l'angle del vèrtex a uns 135 ° ~ 140 °. Això també reduirà l'angle de rasclet de la vora exterior i reduirà les estelles de perforació per facilitar-ne l'eliminació. Tanmateix, augmentar l'angle del vèrtex farà que la vora del cisell de la broca sigui més ampla, donant lloc a una major resistència al tall. Per tant, hem de rectificar la vora del cisell de la broca. Després de la mòlta, l'angle de bisell de la vora del cisell ha d'estar entre 47 ° i 55 ° i l'angle de rasclet ha de ser de 3 ° ~ 5 °. Mentre triturem la vora del cisell, hem d'arrodonir la cantonada entre la vora de tall i la superfície cilíndrica per augmentar la força de la vora del cisell.
Els materials d'acer inoxidable tenen un mòdul elàstic petit, el que significa que el metall sota la capa d'encenall té una gran recuperació elàstica i un enduriment per treball durant el processament. Si l'angle de separació és massa petit, el desgast de la superfície del flanc de la broca s'accelerarà, la temperatura de tall augmentarà i la vida útil de la broca es reduirà. Per tant, cal augmentar l'angle de relleu adequadament. Tanmateix, si l'angle de relleu és massa gran, la vora principal de la broca es farà més fina i la rigidesa de la vora principal es reduirà. En general, es prefereix un angle de relleu de 12° a 15°. Per tal d'estrenyir els encenalls i facilitar l'eliminació de les estelles, també és necessari obrir ranures esglaonades a les dues superfícies de flanc de la broca.
2) En seleccionar la quantitat de tall per a la perforació, la selecció de la Quan es tracta de tallar, el punt de partida hauria de ser reduir la temperatura de tall. El tall a alta velocitat dóna lloc a un augment de la temperatura de tall, que al seu torn agreuja el desgast de l'eina. Per tant, l'aspecte més important del tall és seleccionar la velocitat de tall adequada. En general, la velocitat de tall recomanada és d'entre 12 i 15 m/min. La velocitat d'avanç, d'altra banda, té poc efecte sobre la vida útil de l'eina. Tanmateix, si la velocitat d'alimentació és massa baixa, l'eina tallarà la capa endurida, cosa que empitjorarà el desgast. Si la velocitat d'alimentació és massa alta, la rugositat de la superfície també empitjorarà. Tenint en compte els dos factors anteriors, la velocitat d'alimentació recomanada és entre 0,32 i 0,50 mm/r.
3) Selecció del fluid de tall: per reduir la temperatura de tall durant la perforació, es pot utilitzar l'emulsió com a mitjà de refrigeració.
2. Processament d'escariat
1) En escaridar materials d'acer inoxidable, s'utilitzen habitualment escariadors de carbur. L'estructura i els paràmetres geomètrics de l'escariador difereixen dels dels escariadors ordinaris. Per evitar l'obstrucció d'encenalls durant l'escariat i millorar la força de les dents del tallador, el nombre de dents de l'escariador es manté generalment relativament baix. L'angle de rascat de l'escariador sol ser d'entre 8° i 12°, encara que en alguns casos específics, es pot utilitzar un angle de rascat de 0° a 5° per aconseguir un escariat d'alta velocitat. L'angle de separació és generalment d'entre 8° i 12°.
L'angle de declinació principal s'escull en funció del forat. Generalment, per a un forat passant, l'angle és de 15 ° a 30 °, mentre que per a un forat no passant, és de 45 °. Per descarregar les fitxes cap endavant durant l'escariat, l'angle d'inclinació de la vora es pot augmentar d'uns 10 ° a 20 °. L'amplada de la fulla ha d'estar entre 0,1 i 0,15 mm. El conic invertit de l'escariador ha de ser més gran que el dels escariadors normals. Els escariadors de carbur generalment són de 0,25 a 0,5 mm/100 mm, mentre que els escariadors d'acer d'alta velocitat són de 0,1 a 0,25 mm/100 mm pel que fa a la seva conicitat.
La part de correcció de l'escariador és generalment del 65% al 80% de la longitud dels escariadors normals. La longitud de la part cilíndrica sol ser del 40% al 50% de la de les escariadores normals.
2) En escaridar, és important triar la quantitat d'alimentació adequada, que ha d'estar entre 0,08 i 0,4 mm/r, i la velocitat de tall, que ha d'oscil·lar entre 10 i 20 m/min. El marge d'escariat gruixut ha d'estar entre 0,2 i 0,3 mm, mentre que el marge d'escariat fi ha d'estar entre 0,1 i 0,2 mm. Es recomana utilitzar eines de carbur per a l'escariat en brut i eines d'acer d'alta velocitat per a l'escariat fi.
3) Quan es selecciona el fluid de tall per escariar materials d'acer inoxidable, es pot utilitzar com a mitjà de refrigeració l'oli del sistema de pèrdua total o el disulfur de molibdè.
3. Processament avorrit
1) En seleccionar el material de l'eina per processar peces d'acer inoxidable, és important tenir en compte l'elevada força i temperatura de tall. Es recomanen carburs d'alta resistència i bona conductivitat tèrmica, com ara el carbur YW o YG. Per a l'acabat, també es poden utilitzar inserts de carbur YT14 i YT15. Les eines de material ceràmic es poden utilitzar per al processament per lots. Tanmateix, és important tenir en compte que aquests materials es caracteritzen per una alta tenacitat i un dur enduriment per treball, que farà que l'eina vibri i pot provocar vibracions microscòpiques a la fulla. Per tant, a l'hora de seleccionar eines ceràmiques per tallar aquests materials, s'ha de tenir en compte la duresa microscòpica. Actualment, el material α/βSialon és una millor opció per la seva excel·lent resistència a la deformació a alta temperatura i al desgast per difusió. S'ha utilitzat amb èxit en el tall d'aliatges a base de níquel i la seva vida útil supera amb escreix la ceràmica basada en Al2O3. La ceràmica reforçada amb bigotis de SiC també és un material d'eina eficaç per tallar acer inoxidable o aliatges a base de níquel.
Les fulles de CBN (nitrur de bor cúbic) es recomanen per processar peces trempades fetes d'aquests materials. El CBN és el segon només després del diamant en termes de duresa, amb un nivell de duresa que pot arribar als 7000 ~ 8000HV. Té una alta resistència al desgast i pot suportar altes temperatures de tall de fins a 1200 °C. A més, és químicament inert i no té interacció química amb els metalls del grup del ferro entre 1200 i 1300 °C, el que el fa ideal per processar materials d'acer inoxidable. La seva vida útil pot ser desenes de vegades més llarga que la de les eines de carbur o ceràmica.
2) El disseny dels paràmetres geomètrics de l'eina és fonamental per aconseguir un rendiment de tall eficient. Les eines de carbur requereixen un angle de rastell més gran per garantir un procés de tall suau i una vida útil més llarga. L'angle de rasclet ha de ser d'uns 10 ° a 20 ° per al mecanitzat en brut, de 15 ° a 20 ° per al semiacabat i de 20 ° a 30 ° per a l'acabat. L'angle de deflexió principal s'ha de triar en funció de la rigidesa del sistema de procés, amb un rang de 30 ° a 45 ° per a una bona rigidesa i de 60 ° a 75 ° per a una mala rigidesa. Quan la relació longitud-diàmetre de la peça supera deu vegades, l'angle de deflexió principal pot ser de 90 °.
Quan s'utilitzen materials d'acer inoxidable avorrits amb eines ceràmiques, generalment s'utilitza un angle de rasclet negatiu per tallar, que oscil·la entre -5 ° i -12 °. Això ajuda a reforçar la fulla i aprofita al màxim l'alta resistència a la compressió de les eines ceràmiques. La mida de l'angle de relleu afecta directament el desgast de l'eina i la força de la fulla, amb un rang de 5 ° a 12 °. Els canvis en l'angle de deflexió principal afecten les forces de tall radials i axials, així com l'amplada i el gruix de tall. Atès que la vibració pot ser perjudicial per a les eines de tall de ceràmica, s'ha d'escollir l'angle de deflexió principal per reduir la vibració, normalment en el rang de 30 ° a 75 °.
Quan s'utilitza CBN com a material de l'eina, els paràmetres geomètrics de l'eina haurien d'incloure un angle de rasclet de 0 ° a 10 °, un angle de relleu de 12 ° a 20 ° i un angle de deflexió principal de 45 ° a 90 °.
3) Quan s'esmola la superfície del rastell, és important mantenir el valor de rugositat petit. Això es deu al fet que quan l'eina té un valor de rugositat petit, ajuda a reduir la resistència al flux de les encenalls de tall i evita el problema d'enganxar les estelles a l'eina. Per assegurar un valor de rugositat petit, es recomana rectificar amb cura les superfícies frontal i posterior de l'eina. Això també ajudarà a evitar que les xips s'enganxin al ganivet.
4) És important mantenir el tall de l'eina afilat per tal de reduir l'enduriment. A més, la quantitat d'alimentació i la quantitat de tall posterior han de ser raonables per evitar que l'eina es talli a la capa endurida, cosa que podria afectar negativament la vida útil de l'eina.
5) És important parar atenció al procés de mòlta del trencador d'encenalls quan es treballa amb acer inoxidable. Aquestes fitxes són conegudes per les seves característiques fortes i resistents, de manera que el trencament d'encenalls de la superfície de rasclet de l'eina s'ha de tallar correctament. Això farà que sigui més fàcil trencar, subjectar i treure estelles durant el procés de tall.
6) En tallar acer inoxidable, es recomana utilitzar una velocitat baixa i grans quantitats d'alimentació. Per avorrir amb eines de ceràmica, seleccionar la quantitat de tall adequada és crucial per obtenir un rendiment òptim. Per al tall continu, la quantitat de tall s'ha de triar en funció de la relació entre la durabilitat del desgast i la quantitat de tall. Per al tall intermitent, s'ha de determinar la quantitat de tall adequada en funció del patró de trencament de l'eina.
Atès que les eines de ceràmica tenen una excel·lent resistència a la calor i al desgast, l'impacte de la quantitat de tall en la vida útil de l'eina no és tan important com amb les eines de carbur. En general, quan s'utilitzen eines de ceràmica, la velocitat d'avanç és el factor més sensible per al trencament de l'eina. Per tant, en avorrir peces d'acer inoxidable, intenteu seleccionar una velocitat de tall alta, una gran quantitat de tall posterior i un avanç relativament petit, basat en el material de la peça i subjecte a la potència de la màquina-eina, la rigidesa del sistema de procés i la força de la fulla.
7) Quan es treballa amb acer inoxidable, és important triar el fluid de tall adequat per garantir un avorriment reeixit. L'acer inoxidable és propens a unir-se i té una mala dissipació de la calor, de manera que el fluid de tall seleccionat ha de tenir una bona resistència a la unió i propietats de dissipació de calor. Per exemple, es pot utilitzar un fluid de tall amb un alt contingut de clor.
A més, hi ha solucions aquoses lliures d'oli mineral i sense nitrats disponibles que tenen bons efectes de refrigeració, neteja, antioxidants i lubricants, com ara el fluid de tall sintètic H1L-2. Mitjançant l'ús del fluid de tall adequat, es poden superar les dificultats associades al processament de l'acer inoxidable, donant lloc a una millor vida útil de l'eina durant la perforació, escariat i mandrinat, una reducció de l'afilat i canvis d'eines, una millora de l'eficiència de producció i un processament de forats de major qualitat. Això en última instància pot reduir la intensitat laboral i els costos de producció alhora que s'aconsegueix resultats satisfactoris.
A Anebon, la nostra idea és prioritzar la qualitat i l'honestedat, oferir una assistència sincera i lluitar pel benefici mutu. Pretenem crear constantment excel·lentspeces de metall tornejatsi microPeces de fresat CNC. Valorem la teva consulta i et respondrem el més aviat possible.
Hora de publicació: 24-abril-2024