Mitkä ovat ruostumatonta terästä raaka-aineena käyttävien CNC-osien ilmeiset edut teräkseen ja alumiiniseoksiin verrattuna?
Ainutlaatuisten ominaisuuksiensa ansiosta ruostumaton teräs on erinomainen valinta erilaisiin käyttötarkoituksiin. Se on erittäin kestävä korroosiota vastaan, mikä tekee siitä ihanteellisen käytettäväksi ankarissa ympäristöissä, kuten meri-, ilmailu- ja kemianteollisuudessa. Toisin kuin teräs ja alumiiniseokset, ruostumaton teräs ei ruostu tai ruostu helposti, mikä lisää osien pitkäikäisyyttä ja luotettavuutta.
Ruostumaton teräs on myös uskomattoman vahvaa ja kestävää, verrattavissa terässeoksiin ja jopa ylittää alumiiniseosten lujuuden. Tämä tekee siitä erinomaisen vaihtoehdon sovelluksiin, jotka vaativat kestävyyttä ja rakenteellista eheyttä, kuten auto-, ilmailu- ja rakennusteollisuudessa.
Toinen ruostumattoman teräksen etu on, että se säilyttää mekaaniset ominaisuutensa sekä korkeissa että matalissa lämpötiloissa. Tämä ominaisuus tekee siitä sopivan sovelluksiin, joissa kohdataan äärimmäisiä lämpötilavaihteluita. Sitä vastoin alumiiniseosten lujuus voi heikentyä korkeissa lämpötiloissa, ja teräs voi olla alttiina korroosiolle korkeissa lämpötiloissa.
Ruostumaton teräs on myös luonnostaan hygieeninen ja helppo puhdistaa. Tämä tekee siitä ihanteellisen valinnan lääke-, lääke- ja elintarviketeollisuuden sovelluksiin, joissa puhtaus on välttämätöntä. Toisin kuin teräs, ruostumaton teräs ei vaadi ylimääräisiä pinnoitteita tai käsittelyjä hygieenisten ominaisuuksiensa säilyttämiseksi.
Vaikka ruostumattomalla teräksellä on monia etuja, sen käsittelyvaikeuksia ei voida jättää huomiotta.
Ruostumattoman teräksen materiaalien käsittelyn vaikeudet sisältävät pääasiassa seuraavat seikat:
1. Suuri leikkausvoima ja korkea leikkauslämpötila
Tällä materiaalilla on suuri lujuus ja merkittävä tangentiaalinen jännitys, ja se käy läpi merkittävää plastista muodonmuutosta leikkauksen aikana, mikä johtaa merkittävään leikkausvoimaan. Lisäksi materiaalilla on huono lämmönjohtavuus, mikä aiheuttaa leikkauslämpötilan nousun. Korkea lämpötila keskittyy usein kapealle alueelle lähellä työkalun leikkuureunaa, mikä johtaa työkalun kiihtyvään kulumiseen.
2. Kova työkarkaisu
Austeniittisella ruostumattomalla teräksellä ja joillakin korkeissa lämpötiloissa seostetuilla ruostumattomilla teräksillä on austeniittinen rakenne. Näillä materiaaleilla on suurempi taipumus kovettua leikattaessa, tyypillisesti useita kertoja enemmän kuin tavallisella hiiliteräksellä. Tämän seurauksena leikkuutyökalu toimii työkarkaistulla alueella, mikä lyhentää työkalun käyttöikää.
3. Helppo kiinnittää veitseen
Sekä austeniittisella ruostumattomalla teräksellä että martensiittisella ruostumattomalla teräksellä on samat ominaisuudet, jotka tuottavat vahvoja lastuja ja tuottavat korkeita leikkauslämpötiloja prosessoinnin aikana. Tämä voi aiheuttaa adheesiota, hitsausta ja muita tarttumisilmiöitä, jotka voivat häiritä pinnan karheutta.koneistettuja osia.
4. Nopeutettu työkalun kuluminen
Edellä mainitut materiaalit sisältävät korkean sulamispisteen alkuaineita, ovat erittäin muokattavia ja tuottavat korkeita leikkauslämpötiloja. Nämä tekijät johtavat työkalun kiihtyvään kulumiseen, mikä edellyttää usein työkalujen teroitusta ja vaihtoa. Tämä vaikuttaa negatiivisesti tuotannon tehokkuuteen ja lisää työkalujen käyttökustannuksia. Tämän torjumiseksi on suositeltavaa vähentää leikkuusiiman nopeutta ja syöttöä. Lisäksi on parasta käyttää työkaluja, jotka on suunniteltu erityisesti ruostumattoman teräksen tai korkean lämpötilan metalliseosten käsittelyyn, ja käyttää sisäistä jäähdytystä porattaessa ja kierteitettynä.
Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen osien käsittelytekniikka
Yllä olevan käsittelyvaikeuksien analyysin perusteella ruostumattoman teräksen prosessointitekniikan ja siihen liittyvien työkaluparametrien tulisi olla melko erilaisia kuin tavallisia rakenneteräsmateriaaleja. Erityinen käsittelytekniikka on seuraava:
1. Poran käsittely
Ruostumattomia teräsmateriaaleja porattaessa reikien käsittely voi olla vaikeaa niiden huonon lämmönjohtavuuden ja pienen kimmokertoimen vuoksi. Tämän haasteen voittamiseksi on valittava sopivat työkalumateriaalit, määritettävä työkalun kohtuulliset geometriset parametrit ja asetettava työkalun leikkausmäärä. Tällaisten materiaalien poraamiseen suositellaan poranteriä, jotka on valmistettu materiaaleista, kuten W6Mo5Cr4V2Al ja W2Mo9Cr4Co8.
Laadukkaista materiaaleista valmistetuilla poranterillä on joitain haittoja. Ne ovat suhteellisen kalliita ja vaikeita ostaa. Käytettäessä yleisesti käytettyä W18Cr4V-standardin nopeaa teräsporanterää, on joitain puutteita. Esimerkiksi kärkikulma on liian pieni, syntyneet lastut ovat liian leveitä poistuakseen reiästä ajoissa, eikä leikkausneste pysty jäähdyttämään poranterää nopeasti. Lisäksi ruostumaton teräs, koska se on huono lämmönjohdin, aiheuttaa leikkauslämpötilan keskittymistä leikkuureunaan. Tämä voi helposti johtaa palovammoihin ja molempien sivupintojen ja pääreunan halkeamiin, mikä lyhentää poranterän käyttöikää.
1) Työkalun geometristen parametrien suunnittelu Porattaessa W18Cr4V:llä Tavallista nopeaa teräsporaa käytettäessä leikkausvoima ja lämpötila keskittyvät pääasiassa poran kärkeen. Poranterän leikkausosan kestävyyden parantamiseksi voimme nostaa kärkikulmaa noin 135°-140°:een. Tämä pienentää myös ulkoreunan kaltevuuskulmaa ja kaventaa porauslastuja helpottaen niiden poistamista. Vertex-kulman kasvattaminen leventää kuitenkin poranterän talttareunaa, mikä lisää leikkausvastusta. Siksi meidän on hiottava poranterän talttareuna. Hionnan jälkeen taltan reunan viistokulman tulee olla 47° - 55° ja kaltevuuskulman 3° ~ 5°. Taltan reunaa hiottaessa tulee pyöristää leikkuureunan ja lieriömäisen pinnan välistä kulmaa taltan reunan lujuuden lisäämiseksi.
Ruostumattomilla teräsmateriaaleilla on pieni kimmokerroin, mikä tarkoittaa, että lastukerroksen alla olevalla metallilla on suuri elastinen palautuminen ja työstökarkaisu käsittelyn aikana. Jos välyskulma on liian pieni, poranterän kyljen pinnan kuluminen kiihtyy, leikkauslämpötila nousee ja poranterän käyttöikä lyhenee. Tästä syystä on tarpeen suurentaa helpotuskulmaa asianmukaisesti. Jos kevennyskulma on kuitenkin liian suuri, poranterän pääreuna ohenee ja pääreunan jäykkyys heikkenee. Yleensä 12° - 15° kohokulma on edullinen. Poran lastujen kaventamiseksi ja lastunpoiston helpottamiseksi on myös tarpeen avata porrastettuja lastuuria poranterän kahdelle sivupinnalle.
2) Kun valitset porauksen leikkausmäärää, valitse Leikkauksen osalta lähtökohtana leikkauslämpötilan alentaminen. Nopea leikkaus lisää leikkauslämpötilaa, mikä puolestaan pahentaa työkalun kulumista. Siksi tärkein osa leikkausta on valita sopiva leikkausnopeus. Yleensä suositeltu leikkausnopeus on 12-15 m/min. Sen sijaan syöttönopeudella on vain vähän vaikutusta työkalun käyttöikään. Jos syöttönopeus on kuitenkin liian alhainen, työkalu leikkaa kovettuneen kerroksen sisään, mikä pahentaa kulumista. Jos syöttönopeus on liian suuri, myös pinnan karheus huononee. Kun otetaan huomioon edellä mainitut kaksi tekijää, suositeltu syöttönopeus on 0,32–0,50 mm/r.
3) Leikkausnesteen valinta: Leikkauslämpötilan alentamiseksi porauksen aikana emulsiota voidaan käyttää jäähdytysväliaineena.
2. Kalvauskäsittely
1) Ruostumattomien terästen materiaalien kalvauksessa käytetään yleisesti kovametallikalvimia. Kalvimen rakenne ja geometriset parametrit poikkeavat tavallisten kalvinten vastaavista. Kalvin hampaiden määrä pidetään yleensä suhteellisen pienenä lastujen tukkeutumisen estämiseksi kalvuksen aikana ja terän hampaiden lujuuden parantamiseksi. Kalvoimen kallistuskulma on tavallisesti 8° - 12°, vaikka joissain erityistapauksissa voidaan käyttää 0° - 5°:n kaltevuuskulmaa nopean kalvauksen aikaansaamiseksi. Poistokulma on yleensä noin 8° - 12°.
Päädeklinaatiokulma valitaan reiän mukaan. Yleensä läpimenevän reiän kulma on 15° - 30°, kun taas ei-läpiviennissä se on 45°. Lastujen purkamiseksi eteenpäin kalvattaessa reunan kaltevuuskulmaa voidaan suurentaa noin 10° - 20°. Terän leveyden tulee olla 0,1-0,15 mm. Kalvimen käänteisen kartiomaisen tulee olla suurempi kuin tavallisten kalvinten. Kovametallikalvimet ovat yleensä 0,25-0,5 mm/100 mm, kun taas nopeat teräskalvimet ovat 0,1-0,25 mm/100 mm kartiomaisesti mitattuna.
Kalvimen korjausosa on yleensä 65-80 % tavallisten kalvinten pituudesta. Sylinterimäisen osan pituus on yleensä 40-50 % tavallisten kalvinten pituudesta.
2) Kalvattaessa on tärkeää valita oikea syöttömäärä, jonka tulisi olla välillä 0,08 - 0,4 mm/r, ja leikkausnopeus, jonka tulisi olla välillä 10 - 20 m/min. Karkea kalvausvaran tulee olla välillä 0,2 - 0,3 mm, kun taas hienon kalvausvaran tulee olla välillä 0,1 - 0,2 mm. Karkeaan kalvaukseen suositellaan kovametallityökaluja ja hienokalvaukseen pikaterästyökaluja.
3) Valittaessa leikkausnestettä ruostumattoman teräksen materiaalien kalvaukseen, jäähdytysväliaineena voidaan käyttää kokonaishäviöjärjestelmän öljyä tai molybdeenidisulfidia.
3. Tylsä käsittely
1) Kun valitset työkalumateriaalia ruostumattomien teräsosien käsittelyyn, on tärkeää ottaa huomioon suuri leikkausvoima ja lämpötila. Suosittelemme kovametallia, jolla on suuri lujuus ja hyvä lämmönjohtavuus, kuten YW- tai YG-karbidi. Viimeistelyssä voidaan käyttää myös YT14 ja YT15 kovametalliteriä. Eräkäsittelyssä voidaan käyttää keraamisia materiaalityökaluja. On kuitenkin tärkeää huomata, että näille materiaaleille on ominaista suuri sitkeys ja kova työkarkaisu, mikä saa työkalun tärisemään ja voi aiheuttaa mikroskooppisia tärinöitä terässä. Siksi valittaessa keraamisia työkaluja näiden materiaalien leikkaamiseen on otettava huomioon mikroskooppinen sitkeys. Tällä hetkellä α/βSialon-materiaali on parempi valinta, koska se kestää erinomaisen korkean lämpötilan muodonmuutoksia ja diffuusiokulumista. Sitä on käytetty menestyksekkäästi nikkelipohjaisten metalliseosten leikkaamiseen, ja sen käyttöikä ylittää selvästi Al2O3-pohjaisen keramiikan. SiC viiksillä vahvistettu keramiikka on myös tehokas työkalumateriaali ruostumattoman teräksen tai nikkelipohjaisten metalliseosten leikkaamiseen.
Näistä materiaaleista valmistettujen karkaisujen osien käsittelyyn suositellaan CBN-teriä (cubic boorinitridi). CBN on kovuudessa toiseksi timantin jälkeen, ja sen kovuus voi olla 7000–8000HV. Sillä on korkea kulutuskestävyys ja se kestää korkeita leikkauslämpötiloja aina 1200°C asti. Lisäksi se on kemiallisesti inertti, eikä sillä ole kemiallista vuorovaikutusta rautaryhmän metallien kanssa 1200-1300°C:ssa, joten se soveltuu ihanteellisesti ruostumattomien teräsmateriaalien käsittelyyn. Sen työkalujen käyttöikä voi olla kymmeniä kertoja pidempi kuin kovametalli- tai keraamisten työkalujen.
2) Työkalun geometristen parametrien suunnittelu on ratkaisevan tärkeää tehokkaan leikkaussuorituskyvyn saavuttamiseksi. Kovametallityökalut vaativat suuremman harakulman tasaisen leikkausprosessin ja pidemmän työkalun käyttöiän varmistamiseksi. Kallistuskulman tulee olla noin 10° - 20° karkeatyöstössä, 15° - 20° puoliviimeistelyssä ja 20° - 30° viimeistelyssä. Pääpoikkeutuskulma tulee valita prosessijärjestelmän jäykkyyden perusteella. Alue on 30° - 45° hyvää jäykkyyttä varten ja 60° - 75° huonoa jäykkyyttä varten. Kun työkappaleen pituuden ja halkaisijan suhde ylittää kymmenen kertaa, pääpoikkeutuskulma voi olla 90°.
Käytettäessä ruostumattomia teräsmateriaaleja keraamisilla työkaluilla, käytetään yleensä leikkaamiseen negatiivista kallistuskulmaa, joka vaihtelee välillä -5° - -12°. Tämä auttaa vahvistamaan terää ja hyödyntää täysin keraamisten työkalujen suurta puristuslujuutta. Kuormakulman koko vaikuttaa suoraan työkalun kulumiseen ja terän lujuuteen välillä 5° - 12°. Pääpoikkeutuskulman muutokset vaikuttavat radiaalisiin ja aksiaalisiin leikkausvoimiin sekä leikkuuleveyteen ja paksuuteen. Koska tärinä voi olla haitallista keraamisille leikkaustyökaluille, pääpoikkeutuskulma tulee valita tärinän vähentämiseksi, yleensä välillä 30° - 75°.
Kun työkalumateriaalina käytetään CBN:ää, työkalun geometrisiin parametreihin tulee sisältyä kallistuskulma 0° - 10°, helpotuskulma 12° - 20° ja pääpoikkeutuskulma 45° - 90°.
3) Haravan pintaa teroitaessa on tärkeää pitää karheusarvo pienenä. Tämä johtuu siitä, että kun työkalulla on pieni karheusarvo, se auttaa vähentämään leikkauslastujen virtausvastusta ja välttää lastujen tarttumisen työkaluun. Pienen karkeusarvon varmistamiseksi on suositeltavaa hioa huolellisesti työkalun etu- ja takapinnat. Tämä auttaa myös välttämään lastujen tarttumista veitseen.
4) On tärkeää pitää työkalun leikkuureuna terävänä työkarkaisun vähentämiseksi. Lisäksi syöttömäärän ja takaisinleikkauksen määrän tulee olla kohtuullinen, jotta työkalu ei leikkaa kovettunutta kerrosta, mikä voi vaikuttaa negatiivisesti työkalun käyttöikään.
5) On tärkeää kiinnittää huomiota lastunmurtajan hiontaprosessiin, kun työskennellään ruostumattoman teräksen kanssa. Nämä lastut tunnetaan vahvoista ja sitkeistä ominaisuuksistaan, joten työkalun haravan pinnalla olevan lastunmurtajan tulee olla kunnolla hiottu. Tämä helpottaa lastujen rikkomista, pitämistä ja poistamista leikkausprosessin aikana.
6) Ruostumatonta terästä sahattaessa on suositeltavaa käyttää hidasta nopeutta ja suuria syöttömääriä. Keraamisilla työkaluilla porattaessa oikean leikkausmäärän valinta on optimaalisen suorituskyvyn kannalta ratkaisevaa. Jatkuvaa leikkaamista varten leikkausmäärä tulee valita kulumiskestävyyden ja leikkausmäärän välisen suhteen perusteella. Jaksottaisessa leikkaamisessa sopiva leikkausmäärä tulee määrittää työkalun murtumiskuvion perusteella.
Koska keraamisilla työkaluilla on erinomainen lämmön- ja kulutuskestävyys, leikkausmäärän vaikutus työkalun käyttöikään ei ole yhtä merkittävä kuin kovametallityökaluilla. Yleensä keraamisia työkaluja käytettäessä syöttönopeus on herkin tekijä työkalun rikkoutumiselle. Siksi, kun poraat ruostumattomia osia, yritä valita suuri leikkausnopeus, suuri takaleikkausmäärä ja suhteellisen pieni etukäteistyö työkappaleen materiaalin perusteella ja työstökoneen tehon, prosessijärjestelmän jäykkyyden ja terän lujuuden mukaan.
7) Ruostumattoman teräksen kanssa työskenneltäessä on tärkeää valita oikea leikkausneste onnistuneen porauksen varmistamiseksi. Ruostumaton teräs on herkkä tarttumaan ja sillä on huono lämmönpoisto, joten valitulla leikkausnesteellä tulee olla hyvät sidoskestävyys ja lämmönpoistoominaisuudet. Voidaan käyttää esimerkiksi leikkausnestettä, jossa on korkea klooripitoisuus.
Lisäksi saatavilla on mineraaliöljyttömiä, nitraattittomia vesiliuoksia, joilla on hyvät jäähdytys-, puhdistus-, ruosteenesto- ja voiteluvaikutukset, kuten synteettinen H1L-2-leikkausneste. Käyttämällä sopivaa leikkausnestettä voidaan voittaa ruostumattoman teräksen käsittelyyn liittyvät vaikeudet, mikä parantaa työkalun käyttöikää porauksen, kalvauksen ja porauksen aikana, vähentää työkalun teroitusta ja muutoksia, parantaa tuotannon tehokkuutta ja laadukkaampaa reikien käsittelyä. Tämä voi viime kädessä vähentää työvoimaintensiteettiä ja tuotantokustannuksia ja samalla saavuttaa tyydyttäviä tuloksia.
Anebonin ideana on priorisoida laatu ja rehellisyys, tarjota vilpitöntä apua ja pyrkiä molemminpuoliseen voittoon. Pyrimme jatkuvasti luomaan erinomaistasorvatut metalliosatja mikroCNC-jyrsintäosat. Arvostamme kyselyäsi ja vastaamme sinulle mahdollisimman pian.
Postitusaika: 24.4.2024