Katere so očitne prednosti CNC delov, ki kot surovino uporabljajo nerjavno jeklo, v primerjavi z jeklom in aluminijevimi zlitinami?
Nerjavno jeklo je odlična izbira za različne namene zaradi svojih edinstvenih lastnosti. Je zelo odporen proti koroziji, zaradi česar je idealen za uporabo v težkih okoljih, kot so pomorska, vesoljska in kemična industrija. Za razliko od jekla in aluminijevih zlitin nerjaveče jeklo ne rjavi ali zlahka korodira, kar poveča dolgo življenjsko dobo in zanesljivost delov.
Nerjaveče jeklo je tudi neverjetno močno in vzdržljivo, primerljivo z jeklenimi zlitinami in celo presega trdnost aluminijevih zlitin. Zaradi tega je odlična možnost za aplikacije, ki zahtevajo robustnost in strukturno celovitost, kot so avtomobilska, vesoljska in gradbena industrija.
Druga prednost nerjavečega jekla je, da ohrani svoje mehanske lastnosti pri visokih in nizkih temperaturah. Zaradi te lastnosti je primeren za aplikacije, kjer naletimo na ekstremna temperaturna nihanja. Nasprotno pa se lahko aluminijevim zlitinam pri visokih temperaturah zmanjša trdnost, jeklo pa je lahko dovzetno za korozijo pri povišanih temperaturah.
Nerjaveče jeklo je tudi samo po sebi sanitarno in enostavno za čiščenje. Zaradi tega je idealna izbira za uporabo v medicinski, farmacevtski in živilsko predelovalni industriji, kjer je čistoča bistvenega pomena. V nasprotju z jeklom nerjaveče jeklo ne potrebuje dodatnih premazov ali obdelav za ohranitev svojih higienskih lastnosti.
Čeprav ima nerjavno jeklo številne prednosti, ne gre zanemariti težav pri njegovi obdelavi.
Težave pri obdelavi materialov iz nerjavnega jekla vključujejo predvsem naslednje vidike:
1. Visoka rezalna sila in visoka temperatura rezanja
Ta material ima visoko trdnost in znatno tangencialno napetost ter je med rezanjem podvržen pomembnim plastičnim deformacijam, kar vodi do znatne rezalne sile. Poleg tega ima material slabo toplotno prevodnost, zaradi česar se temperatura rezanja dvigne. Visoka temperatura je pogosto skoncentrirana v ozkem območju blizu rezalnega roba orodja, kar povzroči pospešeno obrabo orodja.
2. Hudo delovno utrjevanje
Avstenitno nerjavno jeklo in nekatera visokotemperaturna legirana nerjavna jekla imajo avstenitno strukturo. Ti materiali imajo večjo nagnjenost k utrjevanju med rezanjem, običajno nekajkrat več kot običajno ogljikovo jeklo. Posledično rezilo deluje v utrjenem območju, kar skrajša življenjsko dobo orodja.
3. Enostaven za prilepitev na nož
Tako avstenitno nerjavno jeklo kot martenzitno nerjavno jeklo ima skupne značilnosti proizvajanja močnih odrezkov in ustvarjanja visokih temperatur rezanja med obdelavo. To lahko povzroči adhezijo, varjenje in druge lepljive pojave, ki lahko vplivajo na hrapavost površinestrojno obdelani deli.
4. Pospešena obraba orodja
Zgoraj omenjeni materiali vsebujejo elemente z visokim tališčem, so zelo voljni in ustvarjajo visoke temperature rezanja. Ti dejavniki povzročajo pospešeno obrabo orodja, kar zahteva pogosto ostrenje in menjavo orodja. To negativno vpliva na učinkovitost proizvodnje in poveča stroške uporabe orodja. Da bi se temu izognili, je priporočljivo zmanjšati hitrost in podajanje rezalne nitke. Poleg tega je najbolje uporabiti orodja, posebej zasnovana za obdelavo nerjavnega jekla ali visokotemperaturnih zlitin, in uporabiti notranje hlajenje pri vrtanju in narezovanju navojev.
Tehnologija obdelave delov iz nerjavečega jekla
Z zgornjo analizo težav pri obdelavi bi se morala tehnologija obdelave in s tem povezana zasnova parametrov orodja nerjavečega jekla precej razlikovati od običajnih strukturnih jeklenih materialov. Posebna tehnologija obdelave je naslednja:
1. Obdelava vrtanja
Pri vrtanju materialov iz nerjavnega jekla je obdelava lukenj lahko težavna zaradi njihove slabe toplotne prevodnosti in majhnega modula elastičnosti. Da bi premagali ta izziv, je treba izbrati ustrezne materiale za orodje, določiti razumne geometrijske parametre orodja in nastaviti rezalno količino orodja. Za vrtanje teh vrst materialov se priporočajo svedri iz materialov, kot sta W6Mo5Cr4V2Al in W2Mo9Cr4Co8.
Svedri iz visokokakovostnih materialov imajo nekaj slabosti. So relativno dragi in jih je težko kupiti. Pri uporabi običajno uporabljenega standardnega svedra za hitrorezno jeklo W18Cr4V obstaja nekaj pomanjkljivosti. Na primer, kot vrha je premajhen, proizvedeni ostružki so preširoki, da bi jih pravočasno izpustili iz luknje, rezalna tekočina pa ne more hitro ohladiti svedra. Poleg tega nerjaveče jeklo, ki je slab toplotni prevodnik, povzroča koncentracijo rezalne temperature na rezalnem robu. To lahko zlahka povzroči opekline in odkrušenje obeh bočnih površin in glavnega roba, kar zmanjša življenjsko dobo svedra.
1) Zasnova geometrijskih parametrov orodja Pri vrtanju z W18Cr4V Pri uporabi navadnega svedra za hitrorezno jeklo sta rezalna sila in temperatura v glavnem osredotočeni na konico svedra. Za izboljšanje vzdržljivosti rezalnega dela svedra lahko povečamo vrhni kot na približno 135°~140°. To bo tudi zmanjšalo nagibni kot zunanjega roba in zožilo vrtalne ostružke, da jih boste lažje odstranili. Vendar bo povečanje kota vrha razširilo rob dleta svedra, kar bo povzročilo večjo rezalno odpornost. Zato moramo obrusiti rob dleta svedra. Po brušenju mora biti poševni kot roba dleta med 47° in 55°, nagibni kot pa 3°~5°. Pri brušenju roba dleta moramo zaokrožiti vogal med rezalnim robom in valjasto površino, da povečamo trdnost roba dleta.
Materiali iz nerjavnega jekla imajo majhen modul elastičnosti, kar pomeni, da ima kovina pod plastjo odrezkov veliko elastično okrevanje in delovno utrjevanje med obdelavo. Če je varni kot premajhen, se obraba bočne površine svedra pospeši, temperatura rezanja se poveča in življenjska doba svedra se zmanjša. Zato je potrebno ustrezno povečati reliefni kot. Če pa je reliefni kot prevelik, bo glavni rob svedra postal tanjši, togost glavnega roba pa se bo zmanjšala. Na splošno je zaželen reliefni kot od 12° do 15°. Da bi zožili ostružke in olajšali odstranjevanje ostružkov, je potrebno odpreti zamaknjene utore za ostružke na obeh bočnih površinah svedra.
2) Ko izbirate količino rezanja za vrtanje, izberite Ko gre za rezanje, mora biti izhodišče zmanjšanje temperature rezanja. Rezanje z visoko hitrostjo povzroči povišano temperaturo rezanja, kar posledično poslabša obrabo orodja. Zato je najpomembnejši vidik rezanja izbira ustrezne hitrosti rezanja. Na splošno je priporočena hitrost rezanja med 12-15 m/min. Hitrost pomika pa na drugi strani malo vpliva na življenjsko dobo orodja. Če pa je pomik premajhen, bo orodje zarezalo v utrjeno plast, kar bo poslabšalo obrabo. Če je pomik previsok, se bo poslabšala tudi hrapavost površine. Ob upoštevanju zgornjih dveh dejavnikov je priporočena hitrost podajanja med 0,32 in 0,50 mm/r.
3) Izbira rezalne tekočine: Za znižanje rezalne temperature med vrtanjem se lahko kot hladilni medij uporabi emulzija.
2. Obdelava povrtavanja
1) Pri povrtavanju materialov iz nerjavnega jekla se običajno uporabljajo karbidna povrtala. Struktura in geometrijski parametri povrtala se razlikujejo od običajnih povrtal. Da bi preprečili zamašitev odrezkov med povrtavanjem in povečali trdnost rezalnih zob, je število zob povrtal na splošno razmeroma nizko. Nagibni kot povrtala je običajno med 8° in 12°, čeprav je v nekaterih posebnih primerih mogoče uporabiti nagibni kot 0° do 5° za doseganje hitrega povrtavanja. Varnostni kot je običajno okoli 8° do 12°.
Glavni kot deklinacije je izbran glede na luknjo. Na splošno je za skoznjo luknjo kot 15° do 30°, medtem ko je za neskoznjo luknjo 45°. Za odvajanje odrezkov naprej pri povrtavanju se lahko kot nagiba roba poveča za približno 10° do 20°. Širina rezila mora biti med 0,1 in 0,15 mm. Obrnjeni konus na povrtalu mora biti večji kot pri navadnih povrtalih. Povrtala iz karbidne trdine so običajno 0,25 do 0,5 mm/100 mm, medtem ko so povrtala iz hitroreznega jekla 0,1 do 0,25 mm/100 mm glede na njihov konus.
Korekcijski del povrtala je običajno od 65 % do 80 % dolžine navadnih povrtal. Dolžina cilindričnega dela je običajno 40% do 50% dolžine navadnih povrtal.
2) Pri povrtavanju je pomembno, da izberete pravo količino podajanja, ki naj bo med 0,08 do 0,4 mm/r, in hitrost rezanja, ki naj se giblje med 10 do 20 m/min. Dodatek za grobo povrtavanje mora biti med 0,2 in 0,3 mm, medtem ko mora biti dodatek za fino povrtanje med 0,1 in 0,2 mm. Za grobo povrtavanje je priporočljivo uporabljati karbidna orodja, za fino povrtavanje pa orodja iz hitroreznega jekla.
3) Pri izbiri rezalne tekočine za povrtavanje materialov iz nerjavečega jekla se lahko kot hladilni medij uporabi olje za sistem popolne izgube ali molibdenov disulfid.
3. Dolgočasna obdelava
1) Pri izbiri materiala orodja za obdelavo delov iz nerjavečega jekla je pomembno upoštevati visoko rezalno silo in temperaturo. Priporočljivi so karbidi z visoko trdnostjo in dobro toplotno prevodnostjo, kot sta karbid YW ali YG. Za končno obdelavo se lahko uporabljajo tudi karbidne ploščice YT14 in YT15. Orodja za keramične materiale se lahko uporabljajo za serijsko obdelavo. Vendar je pomembno upoštevati, da je za te materiale značilna visoka žilavost in močna delovna utrdba, zaradi česar bo orodje vibriralo in lahko povzroči mikroskopske vibracije na rezilu. Zato je treba pri izbiri keramičnih orodij za rezanje teh materialov upoštevati mikroskopsko žilavost. Trenutno je material α/βSialon boljša izbira zaradi svoje odlične odpornosti na visokotemperaturno deformacijo in difuzijsko obrabo. Uspešno se uporablja pri rezanju zlitin na osnovi niklja, njegova življenjska doba pa daleč presega keramiko na osnovi Al2O3. Keramika, ojačana z lasmi SiC, je tudi učinkovit orodni material za rezanje nerjavnega jekla ali zlitin na osnovi niklja.
CBN (kubični borov nitrid) rezila priporočamo za obdelavo kaljenih delov iz teh materialov. CBN je po trdoti takoj za diamantom, s stopnjo trdote, ki lahko doseže 7000~8000HV. Ima visoko odpornost proti obrabi in lahko prenese visoke temperature rezanja do 1200°C. Poleg tega je kemično inerten in nima kemičnih interakcij s kovinami železove skupine pri 1200 do 1300 °C, zaradi česar je idealen za obdelavo materialov iz nerjavnega jekla. Njegova življenjska doba orodja je lahko desetkrat daljša kot pri orodjih iz karbidne trdine ali keramike.
2) Oblikovanje geometrijskih parametrov orodja je ključnega pomena za doseganje učinkovite rezalne zmogljivosti. Orodja iz karbidne trdine zahtevajo večji nagibni kot, da se zagotovi nemoten postopek rezanja in daljša življenjska doba orodja. Nagibni kot mora biti približno 10° do 20° za grobo obdelavo, 15° do 20° za polkončno obdelavo in 20° do 30° za končno obdelavo. Glavni uklonski kot je treba izbrati glede na togost procesnega sistema, z razponom od 30° do 45° za dobro togost in od 60° do 75° za slabo togost. Ko razmerje med dolžino in premerom obdelovanca preseže desetkrat, je lahko glavni uklonski kot 90°.
Pri uporabi vrtalnih materialov iz nerjavečega jekla s keramičnimi orodji se za rezanje običajno uporablja negativni nagibni kot, ki sega od -5° do -12°. To pomaga okrepiti rezilo in v celoti izkoristi visoko tlačno trdnost keramičnih orodij. Velikost reliefnega kota neposredno vpliva na obrabo orodja in trdnost rezila, v razponu od 5° do 12°. Spremembe glavnega odklonskega kota vplivajo na radialne in aksialne rezalne sile ter na širino in debelino reza. Ker so vibracije lahko škodljive za keramična rezalna orodja, je treba glavni kot odklona izbrati tako, da zmanjša vibracije, običajno v območju od 30° do 75°.
Kadar se kot material orodja uporablja CBN, morajo geometrijski parametri orodja vključevati nagibni kot od 0° do 10°, reliefni kot od 12° do 20° in glavni uklonski kot od 45° do 90°.
3) Pri ostrenju nagnjene površine je pomembno, da je vrednost hrapavosti majhna. To je zato, ker ko ima orodje majhno vrednost hrapavosti, pomaga pri zmanjševanju upora pretoka rezalnih odrezkov in se izogne problemu lepljenja odrezkov na orodje. Za zagotovitev majhne vrednosti hrapavosti je priporočljivo skrbno brusiti sprednjo in zadnjo površino orodja. To bo pomagalo tudi pri preprečevanju lepljenja ostružkov na nož.
4) Pomembno je, da je rezalni rob orodja oster, da zmanjšate utrjevanje ob delu. Poleg tega morata biti količina pomika in količina povratnega rezanja razumna, da preprečite, da bi orodje zarezalo v utrjeno plast, kar bi lahko negativno vplivalo na življenjsko dobo orodja.
5) Pri delu z nerjavnim jeklom je pomembno, da ste pozorni na postopek brušenja lomilca odrezkov. Ti odrezki so znani po svojih močnih in žilavih lastnostih, zato je treba lomilec odrezkov na nagibni površini orodja ustrezno obrusiti. To bo olajšalo lomljenje, držanje in odstranjevanje ostružkov med postopkom rezanja.
6) Pri rezanju nerjavečega jekla je priporočljivo uporabljati nizko hitrost in velike količine podajanja. Za vrtanje s keramičnimi orodji je izbira prave količine reza ključnega pomena za optimalno delovanje. Za neprekinjeno rezanje je treba količino rezanja izbrati na podlagi razmerja med vzdržljivostjo obrabe in količino rezanja. Za občasno rezanje je treba ustrezno količino rezanja določiti na podlagi vzorca lomljenja orodja.
Ker imajo keramična orodja odlično odpornost na vročino in obrabo, vpliv količine rezanja na življenjsko dobo orodja ni tako pomemben kot pri orodjih iz karbidne trdine. Na splošno je pri uporabi keramičnih orodij pomik najbolj občutljiv dejavnik za zlom orodja. Zato pri vrtanju delov iz nerjavečega jekla poskusite izbrati visoko rezalno hitrost, veliko količino povratnega rezanja in relativno majhen napredek glede na material obdelovanca in odvisno od moči obdelovalnega stroja, togosti procesnega sistema in trdnosti rezila.
7) Pri delu z nerjavnim jeklom je pomembno, da izberete pravo rezalno tekočino, da zagotovite uspešno vrtanje. Nerjaveče jeklo je nagnjeno k lepljenju in ima slabo odvajanje toplote, zato mora imeti izbrana rezalna tekočina dobro odpornost na lepljenje in lastnosti odvajanja toplote. Uporabite lahko na primer rezalno tekočino z visoko vsebnostjo klora.
Poleg tega so na voljo vodne raztopine brez mineralnih olj in nitratov, ki imajo dobre hladilne, čistilne, protirjavne in mazalne učinke, kot je sintetična rezalna tekočina H1L-2. Z uporabo ustrezne rezalne tekočine je mogoče premagati težave, povezane z obdelavo nerjavečega jekla, kar ima za posledico izboljšano življenjsko dobo orodja med vrtanjem, povrtavanjem in vrtanjem, zmanjšano ostrenje in spreminjanje orodja, izboljšano učinkovitost proizvodnje in višjo kakovost obdelave lukenj. To lahko na koncu zmanjša delovno intenzivnost in proizvodne stroške, hkrati pa doseže zadovoljive rezultate.
Pri Anebonu je naša ideja dati prednost kakovosti in poštenosti, zagotoviti iskreno pomoč in si prizadevati za obojestranski dobiček. Naš cilj je dosledno ustvarjati odličnostruženi kovinski deliin mikroCNC rezkalni deli. Cenimo vaše povpraševanje in vam bomo odgovorili v najkrajšem možnem času.
Čas objave: 24. aprila 2024