Apa keuntungan nyata dari suku cadang CNC yang menggunakan bahan baku baja tahan karat dibandingkan dengan baja dan paduan aluminium?
Baja tahan karat adalah pilihan yang sangat baik untuk berbagai aplikasi karena sifatnya yang unik. Ini sangat tahan terhadap korosi, sehingga ideal untuk digunakan di lingkungan yang keras seperti industri kelautan, ruang angkasa, dan kimia. Tidak seperti baja dan paduan aluminium, baja tahan karat tidak mudah berkarat atau terkorosi, sehingga meningkatkan umur panjang dan keandalan suku cadang.
Baja tahan karat juga sangat kuat dan tahan lama, sebanding dengan paduan baja dan bahkan melebihi kekuatan paduan aluminium. Hal ini menjadikannya pilihan tepat untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan dan integritas struktural, seperti otomotif, ruang angkasa, dan konstruksi.
Manfaat lain dari baja tahan karat adalah mempertahankan sifat mekaniknya pada suhu tinggi dan rendah. Karakteristik ini membuatnya cocok untuk aplikasi yang menghadapi variasi suhu ekstrem. Sebaliknya, paduan aluminium mungkin mengalami penurunan kekuatan pada suhu tinggi, dan baja mungkin rentan terhadap korosi pada suhu tinggi.
Baja tahan karat juga bersifat sanitasi dan mudah dibersihkan. Hal ini menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi dalam industri medis, farmasi, dan pengolahan makanan yang mengutamakan kebersihan. Berbeda dengan baja, baja tahan karat tidak memerlukan pelapisan atau perawatan tambahan untuk menjaga sifat higienisnya.
Meskipun baja tahan karat memiliki banyak keunggulan, kesulitan pengolahannya tidak dapat diabaikan.
Kesulitan dalam pengolahan bahan stainless steel terutama meliputi aspek-aspek berikut:
1. Gaya potong tinggi dan suhu pemotongan tinggi
Bahan ini memiliki kekuatan tinggi dan tegangan tangensial yang signifikan, serta mengalami deformasi plastis yang signifikan selama pemotongan, yang menghasilkan gaya pemotongan yang signifikan. Selain itu, bahan tersebut memiliki konduktivitas termal yang buruk, menyebabkan suhu pemotongan meningkat. Temperatur yang tinggi sering kali terkonsentrasi di area sempit dekat tepi tajam pahat, sehingga mempercepat keausan pahat.
2. Pengerasan kerja yang parah
Baja tahan karat austenitik dan beberapa baja tahan karat paduan suhu tinggi memiliki struktur austenitik. Bahan-bahan ini memiliki kecenderungan lebih tinggi untuk mengeras selama pemotongan, biasanya beberapa kali lebih banyak daripada baja karbon biasa. Akibatnya, pahat pemotong beroperasi di area yang mengalami pengerasan kerja, sehingga memperpendek masa pakai pahat.
3. Mudah menempel pada pisau
Baja tahan karat austenitik dan baja tahan karat martensitik memiliki karakteristik yang sama dalam menghasilkan serpihan yang kuat dan menghasilkan suhu pemotongan yang tinggi saat diproses. Hal ini dapat mengakibatkan terjadinya adhesi, pengelasan, dan fenomena lengket lainnya yang dapat mengganggu kekasaran permukaanbagian-bagian mesin.
4. Keausan alat yang dipercepat
Bahan-bahan yang disebutkan di atas mengandung unsur dengan titik leleh tinggi, sangat mudah dibentuk, dan menghasilkan suhu pemotongan yang tinggi. Faktor-faktor ini menyebabkan percepatan keausan alat, sehingga alat sering diasah dan diganti. Hal ini berdampak negatif terhadap efisiensi produksi dan meningkatkan biaya penggunaan alat. Untuk mengatasi hal ini, disarankan untuk mengurangi kecepatan garis potong dan pengumpanan. Selain itu, yang terbaik adalah menggunakan perkakas yang dirancang khusus untuk memproses baja tahan karat atau paduan bersuhu tinggi, dan menggunakan pendingin internal saat mengebor dan mengetuk.
Teknologi pemrosesan komponen baja tahan karat
Melalui analisis kesulitan pemrosesan di atas, teknologi pemrosesan dan desain parameter perkakas terkait dari baja tahan karat harus sangat berbeda dari material baja struktural biasa. Teknologi pemrosesan spesifiknya adalah sebagai berikut:
1. Proses pengeboran
Saat mengebor bahan baja tahan karat, pemrosesan lubang bisa jadi sulit karena konduktivitas termal yang buruk dan modulus elastisitas yang kecil. Untuk mengatasi tantangan ini, bahan perkakas yang sesuai harus dipilih, parameter geometrik pahat yang wajar harus ditentukan, dan jumlah pemotongan pahat harus ditetapkan. Mata bor yang terbuat dari bahan seperti W6Mo5Cr4V2Al dan W2Mo9Cr4Co8 direkomendasikan untuk mengebor bahan jenis ini.
Mata bor yang terbuat dari bahan berkualitas tinggi memiliki beberapa kekurangan. Harganya relatif mahal dan sulit dibeli. Saat menggunakan mata bor baja kecepatan tinggi standar W18Cr4V yang umum digunakan, ada beberapa kekurangan. Misalnya, sudut titik terlalu kecil, serpihan yang dihasilkan terlalu lebar untuk dikeluarkan dari lubang tepat waktu, dan cairan pemotong tidak mampu mendinginkan mata bor dengan cepat. Selain itu, baja tahan karat, karena merupakan konduktor panas yang buruk, menyebabkan konsentrasi suhu pemotongan pada ujung tombak. Hal ini dapat dengan mudah mengakibatkan luka bakar dan terkelupasnya kedua permukaan sisi dan tepi utama, sehingga mengurangi masa pakai mata bor.
1) Desain parameter geometris alat Saat mengebor dengan W18Cr4V Saat menggunakan mata bor baja berkecepatan tinggi biasa, gaya potong dan suhu terutama terkonsentrasi pada ujung bor. Untuk meningkatkan ketahanan bagian pemotongan mata bor, kita dapat meningkatkan sudut titik menjadi sekitar 135°~140°. Ini juga akan mengurangi sudut penggaruk tepi luar dan mempersempit serpihan pengeboran agar lebih mudah dikeluarkan. Namun, meningkatkan sudut titik akan membuat tepi pahat mata bor lebih lebar, sehingga menghasilkan ketahanan pemotongan yang lebih tinggi. Oleh karena itu, kita harus menggiling bagian tepi mata bor dengan pahat. Setelah penggilingan, sudut kemiringan tepi pahat harus antara 47° hingga 55°, dan sudut rake harus 3°~5°. Saat menggiling tepi pahat, kita harus membulatkan sudut antara tepi tajam dan permukaan silinder untuk meningkatkan kekuatan tepi pahat.
Bahan baja tahan karat memiliki modulus elastisitas yang kecil, artinya logam di bawah lapisan chip memiliki pemulihan elastis yang besar dan pengerasan kerja selama pemrosesan. Jika sudut jarak bebas terlalu kecil, keausan permukaan sayap mata bor akan semakin cepat, suhu pemotongan akan meningkat, dan umur mata bor akan berkurang. Oleh karena itu, perlu dilakukan peningkatan sudut relief secara tepat. Namun, jika sudut relief terlalu besar, tepi utama mata bor akan menjadi tipis, dan kekakuan tepi utama akan berkurang. Sudut relief 12° hingga 15° umumnya lebih disukai. Untuk mempersempit serpihan bor dan memudahkan pelepasan serpihan, alur serpihan yang terhuyung-huyung juga perlu dibuka pada kedua permukaan sisi mata bor.
2) Saat memilih jumlah pemotongan untuk pengeboran, pemilihan titik awal pemotongan adalah mengurangi suhu pemotongan. Pemotongan berkecepatan tinggi mengakibatkan peningkatan suhu pemotongan, yang selanjutnya memperparah keausan pahat. Oleh karena itu, aspek pemotongan yang paling penting adalah memilih kecepatan potong yang sesuai. Umumnya, kecepatan potong yang disarankan adalah antara 12-15m/menit. Sebaliknya laju pengumpanan mempunyai pengaruh yang kecil terhadap umur pahat. Namun, jika laju pengumpanan terlalu rendah, pahat akan memotong lapisan yang mengeras, sehingga memperparah keausan. Jika feed rate terlalu tinggi maka kekasaran permukaan juga akan semakin buruk. Mengingat dua faktor di atas, laju pengumpanan yang direkomendasikan adalah antara 0,32 dan 0,50 mm/r.
3) Pemilihan cairan pemotongan: Untuk mengurangi suhu pemotongan selama pengeboran, emulsi dapat digunakan sebagai media pendingin.
2. Pemrosesan reaming
1) Saat mengolah bahan baja tahan karat, alat untuk membesarkan lubang karbida biasanya digunakan. Struktur dan parameter geometri alat untuk membesarkan lubang berbeda dengan alat untuk membesarkan lubang biasa. Untuk mencegah penyumbatan chip selama reaming dan meningkatkan kekuatan gigi pemotong, jumlah gigi reamer umumnya dijaga relatif rendah. Sudut rake alat untuk membesarkan lubang biasanya antara 8° hingga 12°, meskipun dalam beberapa kasus tertentu, sudut rake 0° hingga 5° dapat digunakan untuk mencapai reaming kecepatan tinggi. Sudut jarak bebas umumnya sekitar 8° hingga 12°.
Sudut deklinasi utama dipilih tergantung pada lubangnya. Umumnya, untuk lubang tembus, sudutnya adalah 15° hingga 30°, sedangkan untuk lubang tidak tembus adalah 45°. Untuk melepaskan chip ke depan saat reaming, sudut kemiringan tepi dapat ditingkatkan sekitar 10° hingga 20°. Lebar bilah harus antara 0,1 hingga 0,15 mm. Kemiringan terbalik pada alat untuk membesarkan lubang harus lebih besar dari pada alat untuk membesarkan lubang biasa. Reamer karbida umumnya berukuran 0,25 hingga 0,5 mm/100 mm, sedangkan reamer baja berkecepatan tinggi berukuran 0,1 hingga 0,25 mm/100 mm dalam hal lancipnya.
Bagian koreksi alat untuk membesarkan lubang umumnya 65% hingga 80% dari panjang alat untuk membesarkan lubang biasa. Panjang bagian silinder biasanya 40% hingga 50% dari panjang reamer biasa.
2) Saat melakukan reaming, penting untuk memilih jumlah umpan yang tepat, yaitu antara 0,08 hingga 0,4 mm/r, dan kecepatan potong, yang harus berkisar antara 10 hingga 20m/menit. Kelonggaran reaming kasar harus antara 0,2 hingga 0,3 mm, sedangkan kelonggaran reaming halus harus antara 0,1 hingga 0,2 mm. Disarankan untuk menggunakan perkakas karbida untuk reaming kasar, dan perkakas baja berkecepatan tinggi untuk reaming halus.
3) Saat memilih cairan pemotongan untuk reaming bahan baja tahan karat, oli sistem kehilangan total atau molibdenum disulfida dapat digunakan sebagai media pendingin.
3. Pemrosesan yang membosankan
1) Saat memilih bahan perkakas untuk memproses bagian baja tahan karat, penting untuk mempertimbangkan gaya pemotongan dan suhu yang tinggi. Karbida dengan kekuatan tinggi dan konduktivitas termal yang baik, seperti karbida YW atau YG, direkomendasikan. Untuk penyelesaian akhir, sisipan karbida YT14 dan YT15 juga dapat digunakan. Alat bahan keramik dapat digunakan untuk pemrosesan batch. Namun, penting untuk dicatat bahwa bahan-bahan ini mempunyai ciri ketangguhan tinggi dan pengerasan kerja yang parah, yang akan menyebabkan alat bergetar dan dapat mengakibatkan getaran mikroskopis pada bilahnya. Oleh karena itu, ketika memilih alat keramik untuk memotong bahan-bahan ini, ketangguhan mikroskopis harus dipertimbangkan. Saat ini, material α/βSialon adalah pilihan yang lebih baik karena ketahanannya yang sangat baik terhadap deformasi suhu tinggi dan keausan difusi. Ini telah berhasil digunakan dalam pemotongan paduan berbasis nikel, dan masa pakainya jauh melebihi keramik berbasis Al2O3. Keramik yang diperkuat kumis SiC juga merupakan bahan perkakas yang efektif untuk memotong baja tahan karat atau paduan berbahan dasar nikel.
Pisau CBN (cubic boron nitride) direkomendasikan untuk memproses bagian-bagian yang dipadamkan yang terbuat dari bahan-bahan ini. CBN berada di urutan kedua setelah intan dalam hal kekerasan, dengan tingkat kekerasan yang bisa mencapai 7000~8000HV. Ini memiliki ketahanan aus yang tinggi dan dapat menahan suhu pemotongan tinggi hingga 1200°C. Selain itu, secara kimiawi inert dan tidak memiliki interaksi kimia dengan logam golongan besi pada suhu 1200 hingga 1300°C, sehingga ideal untuk memproses bahan baja tahan karat. Umur perkakasnya bisa puluhan kali lebih lama dibandingkan perkakas karbida atau keramik.
2) Desain parameter geometri pahat sangat penting untuk mencapai kinerja pemotongan yang efisien. Perkakas karbida memerlukan sudut rake yang lebih besar untuk memastikan proses pemotongan yang mulus dan masa pakai perkakas yang lebih lama. Sudut rake harus sekitar 10° hingga 20° untuk pemesinan kasar, 15° hingga 20° untuk semi-finishing, dan 20° hingga 30° untuk finishing. Sudut defleksi utama harus dipilih berdasarkan kekakuan sistem proses, dengan kisaran 30° hingga 45° untuk kekakuan yang baik dan 60° hingga 75° untuk kekakuan yang buruk. Ketika rasio panjang terhadap diameter benda kerja melebihi sepuluh kali lipat, sudut defleksi utama bisa menjadi 90°.
Jika digunakan bahan baja tahan karat yang dibor dengan perkakas keramik, sudut rake negatif umumnya digunakan untuk pemotongan, berkisar antara -5° hingga -12°. Hal ini membantu memperkuat mata pisau dan memanfaatkan sepenuhnya kekuatan tekan yang tinggi dari perkakas keramik. Ukuran sudut relief secara langsung mempengaruhi keausan pahat dan kekuatan bilah, dengan kisaran 5° hingga 12°. Perubahan sudut defleksi utama mempengaruhi gaya potong radial dan aksial, serta lebar dan tebal pemotongan. Karena getaran dapat merugikan alat pemotong keramik, sudut defleksi utama harus dipilih untuk mengurangi getaran, biasanya dalam kisaran 30° hingga 75°.
Jika CBN digunakan sebagai material perkakas, parameter geometri pahat harus mencakup sudut rake 0° hingga 10°, sudut relief 12° hingga 20°, dan sudut defleksi utama 45° hingga 90°.
3) Saat mengasah permukaan penggaruk, penting untuk menjaga nilai kekasaran tetap kecil. Hal ini dikarenakan ketika pahat memiliki nilai kekasaran yang kecil, hal ini membantu mengurangi hambatan aliran pada kepingan pemotongan dan menghindari masalah menempelnya serpihan pada pahat. Untuk memastikan nilai kekasaran yang kecil, disarankan untuk menggiling permukaan depan dan belakang pahat secara hati-hati. Ini juga akan membantu menghindari serpihan menempel pada pisau.
4) Penting untuk menjaga ujung tajam pahat tetap tajam untuk mengurangi pengerasan kerja. Selain itu, jumlah pemakanan dan jumlah pemotongan balik harus masuk akal untuk menghindari alat memotong lapisan yang mengeras, yang dapat berdampak negatif pada masa pakai alat.
5) Penting untuk memperhatikan proses penggilingan pemecah chip saat bekerja dengan baja tahan karat. Keripik ini dikenal karena karakteristiknya yang kuat dan tangguh, sehingga pemecah keping pada permukaan penggaruk alat harus digiling dengan benar. Hal ini akan memudahkan untuk memecahkan, menahan, dan mengeluarkan serpihan selama proses pemotongan.
6) Saat memotong baja tahan karat, disarankan untuk menggunakan kecepatan rendah dan jumlah umpan yang besar. Untuk membosankan dengan alat keramik, memilih jumlah pemotongan yang tepat sangat penting untuk kinerja optimal. Untuk pemotongan terus menerus, jumlah pemotongan harus dipilih berdasarkan hubungan antara ketahanan aus dan jumlah pemotongan. Untuk pemotongan terputus-putus, jumlah pemotongan yang tepat harus ditentukan berdasarkan pola kerusakan pahat.
Karena perkakas keramik memiliki ketahanan panas dan aus yang sangat baik, dampak jumlah pemotongan terhadap umur pakai perkakas tidak sepenting perkakas karbida. Secara umum, saat menggunakan perkakas keramik, laju pengumpanan merupakan faktor yang paling sensitif terhadap kerusakan perkakas. Oleh karena itu, ketika mengebor komponen baja tahan karat, usahakan untuk memilih kecepatan potong yang tinggi, jumlah pemotongan balik yang besar, dan waktu gerak maju yang relatif kecil, berdasarkan bahan benda kerja dan tergantung pada kekuatan perkakas mesin, kekakuan sistem proses, dan kekuatan bilah.
7) Saat bekerja dengan baja tahan karat, penting untuk memilih cairan pemotongan yang tepat untuk memastikan keberhasilan pengeboran. Baja tahan karat rentan terhadap ikatan dan memiliki pembuangan panas yang buruk, sehingga cairan pemotongan yang dipilih harus memiliki ketahanan ikatan dan sifat pembuangan panas yang baik. Misalnya, cairan pemotongan dengan kandungan klorin tinggi dapat digunakan.
Selain itu, tersedia larutan berair bebas minyak mineral dan bebas nitrat yang memiliki efek pendinginan, pembersihan, anti karat, dan pelumas yang baik, seperti cairan pemotongan sintetis H1L-2. Dengan menggunakan cairan pemotongan yang tepat, kesulitan yang terkait dengan pemrosesan baja tahan karat dapat diatasi, sehingga meningkatkan umur pahat selama pengeboran, reaming, dan membosankan, mengurangi penajaman dan penggantian pahat, meningkatkan efisiensi produksi, dan kualitas pemrosesan lubang yang lebih tinggi. Hal ini pada akhirnya dapat mengurangi intensitas tenaga kerja dan biaya produksi sekaligus mencapai hasil yang memuaskan.
Di Anebon, ide kami adalah mengutamakan kualitas dan kejujuran, memberikan bantuan yang tulus, dan mengupayakan keuntungan bersama. Kami bertujuan untuk secara konsisten menciptakan yang terbaikmengubah bagian logamdan mikroBagian penggilingan CNC. Kami menghargai pertanyaan Anda dan akan merespons Anda sesegera mungkin.
Waktu posting: 24 April-2024