Những lợi thế rõ ràng của các bộ phận CNC sử dụng thép không gỉ làm nguyên liệu thô so với thép và hợp kim nhôm là gì?
Thép không gỉ là một lựa chọn tuyệt vời cho nhiều ứng dụng do tính chất độc đáo của nó. Nó có khả năng chống ăn mòn cao, lý tưởng để sử dụng trong các môi trường khắc nghiệt như ngành hàng hải, hàng không vũ trụ và hóa chất. Không giống như thép và hợp kim nhôm, thép không gỉ không dễ bị rỉ sét hoặc ăn mòn, giúp tăng tuổi thọ và độ tin cậy của các bộ phận.
Thép không gỉ cũng cực kỳ chắc chắn và bền, có thể so sánh với hợp kim thép và thậm chí vượt qua độ bền của hợp kim nhôm. Điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn tuyệt vời cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền và tính toàn vẹn của cấu trúc, chẳng hạn như ô tô, hàng không vũ trụ và xây dựng.
Một lợi ích khác của thép không gỉ là nó duy trì các tính chất cơ học ở cả nhiệt độ cao và thấp. Đặc tính này làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng gặp phải sự thay đổi nhiệt độ khắc nghiệt. Ngược lại, hợp kim nhôm có thể bị giảm độ bền ở nhiệt độ cao và thép có thể dễ bị ăn mòn ở nhiệt độ cao.
Thép không gỉ vốn đã vệ sinh và dễ lau chùi. Điều này làm cho nó trở thành sự lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng trong ngành y tế, dược phẩm và chế biến thực phẩm, nơi mà độ sạch là điều cần thiết. Không giống như thép, thép không gỉ không yêu cầu lớp phủ hoặc xử lý bổ sung để duy trì đặc tính vệ sinh của nó.
Mặc dù thép không gỉ có nhiều ưu điểm nhưng không thể bỏ qua những khó khăn trong quá trình gia công.
Những khó khăn trong việc gia công vật liệu inox chủ yếu bao gồm các khía cạnh sau:
1. Lực cắt cao và nhiệt độ cắt cao
Vật liệu này có độ bền cao và ứng suất tiếp tuyến đáng kể, đồng thời nó bị biến dạng dẻo đáng kể trong quá trình cắt, dẫn đến lực cắt đáng kể. Hơn nữa, vật liệu có tính dẫn nhiệt kém khiến nhiệt độ cắt tăng cao. Nhiệt độ cao thường tập trung ở khu vực hẹp gần lưỡi cắt của dụng cụ, dẫn đến dụng cụ bị mài mòn nhanh hơn.
2. Làm việc chăm chỉ
Thép không gỉ Austenitic và một số loại thép không gỉ hợp kim nhiệt độ cao có cấu trúc austenit. Những vật liệu này có xu hướng cứng lại trong quá trình cắt cao hơn, thường gấp vài lần so với thép cacbon thông thường. Kết quả là dụng cụ cắt hoạt động trong khu vực được gia công cứng, điều này làm giảm tuổi thọ của dụng cụ.
3. Dễ dính vào dao
Cả thép không gỉ austenit và thép không gỉ martensitic đều có chung đặc điểm là tạo ra phoi bền và tạo ra nhiệt độ cắt cao trong khi gia công. Điều này có thể dẫn đến hiện tượng bám dính, hàn và các hiện tượng dính khác có thể cản trở độ nhám bề mặt củabộ phận gia công.
4. Tăng tốc độ mài mòn dụng cụ
Các vật liệu được đề cập ở trên chứa các nguyên tố có điểm nóng chảy cao, rất dễ uốn và tạo ra nhiệt độ cắt cao. Những yếu tố này dẫn đến sự mài mòn dụng cụ nhanh hơn, đòi hỏi phải mài và thay thế dụng cụ thường xuyên. Điều này tác động tiêu cực đến hiệu quả sản xuất và tăng chi phí sử dụng công cụ. Để chống lại điều này, nên giảm tốc độ đường cắt và bước tiến. Ngoài ra, tốt nhất nên sử dụng các công cụ được thiết kế đặc biệt để gia công thép không gỉ hoặc hợp kim nhiệt độ cao và sử dụng hệ thống làm mát bên trong khi khoan và khai thác.
Công nghệ gia công linh kiện thép không gỉ
Thông qua việc phân tích những khó khăn trong quá trình xử lý ở trên, công nghệ xử lý và thiết kế thông số công cụ liên quan của thép không gỉ sẽ khá khác biệt so với vật liệu thép kết cấu thông thường. Công nghệ xử lý cụ thể như sau:
1. Gia công khoan
Khi khoan vật liệu thép không gỉ, việc xử lý lỗ có thể gặp khó khăn do tính dẫn nhiệt kém và mô đun đàn hồi nhỏ. Để vượt qua thách thức này, cần lựa chọn vật liệu dụng cụ thích hợp, xác định các thông số hình học hợp lý của dụng cụ và đặt lượng cắt của dụng cụ. Nên sử dụng mũi khoan làm bằng vật liệu như W6Mo5Cr4V2Al và W2Mo9Cr4Co8 để khoan các loại vật liệu này.
Mũi khoan làm bằng vật liệu chất lượng cao có một số nhược điểm. Chúng tương đối đắt tiền và khó mua. Khi sử dụng mũi khoan thép tốc độ cao tiêu chuẩn W18Cr4V thường được sử dụng, có một số thiếu sót. Ví dụ, góc đỉnh quá nhỏ, phoi được tạo ra quá rộng nên không thể thoát ra khỏi lỗ kịp thời và chất lỏng cắt không thể làm nguội mũi khoan nhanh chóng. Hơn nữa, thép không gỉ, là chất dẫn nhiệt kém, gây ra sự tập trung nhiệt độ cắt trên lưỡi cắt. Điều này có thể dễ dàng dẫn đến bỏng và sứt mẻ hai bề mặt sườn và cạnh chính, làm giảm tuổi thọ của mũi khoan.
1) Thiết kế thông số hình học của dụng cụ Khi khoan bằng W18Cr4V Khi sử dụng mũi khoan thép tốc độ cao thông thường, lực cắt và nhiệt độ chủ yếu tập trung vào đầu mũi khoan. Để nâng cao độ bền phần cắt của mũi khoan, chúng ta có thể tăng góc đỉnh lên khoảng 135°~140°. Điều này cũng sẽ làm giảm góc cào của mép ngoài và thu hẹp phoi khoan để dễ dàng tháo chúng ra hơn. Tuy nhiên, việc tăng góc đỉnh sẽ làm cho cạnh đục của mũi khoan rộng hơn, dẫn đến khả năng chống cắt cao hơn. Vì vậy, chúng ta phải mài cạnh đục của mũi khoan. Sau khi mài, góc vát của cạnh đục phải nằm trong khoảng từ 47° đến 55° và góc cào phải là 3°~5°. Trong khi mài cạnh đục, chúng ta nên bo tròn góc giữa lưỡi cắt và bề mặt hình trụ để tăng độ bền cho cạnh đục.
Vật liệu thép không gỉ có mô đun đàn hồi nhỏ, nghĩa là kim loại dưới lớp phoi có khả năng phục hồi đàn hồi lớn và đông cứng trong quá trình gia công. Nếu góc hở quá nhỏ, độ mòn của bề mặt sườn mũi khoan sẽ tăng nhanh, nhiệt độ cắt sẽ tăng lên và tuổi thọ của mũi khoan sẽ giảm. Vì vậy cần phải tăng góc giảm phù hợp. Tuy nhiên, nếu góc dốc quá lớn, cạnh chính của mũi khoan sẽ trở nên mỏng và độ cứng của cạnh chính sẽ giảm. Góc nghiêng từ 12° đến 15° thường được ưa chuộng hơn. Để thu hẹp phoi khoan và dễ dàng loại bỏ phoi, cũng cần phải mở các rãnh phoi so le trên hai bề mặt sườn của mũi khoan.
2) Khi chọn lượng cắt để khoan, việc chọn Khi cắt, điểm bắt đầu phải là giảm nhiệt độ cắt. Cắt tốc độ cao dẫn đến nhiệt độ cắt tăng lên, từ đó làm tăng độ mài mòn của dụng cụ. Vì vậy, khía cạnh quan trọng nhất của việc cắt là chọn tốc độ cắt thích hợp. Thông thường, tốc độ cắt được khuyến nghị là từ 12-15m/phút. Mặt khác, tốc độ tiến dao ít ảnh hưởng đến tuổi thọ của dụng cụ. Tuy nhiên, nếu tốc độ tiến dao quá thấp, dụng cụ sẽ cắt vào lớp đã cứng, điều này sẽ khiến tình trạng mài mòn trở nên trầm trọng hơn. Nếu tốc độ tiến dao quá cao, độ nhám bề mặt cũng sẽ xấu đi. Xem xét hai yếu tố trên, tốc độ tiến dao được khuyến nghị là từ 0,32 đến 0,50mm/r.
3) Lựa chọn chất lỏng cắt: Để giảm nhiệt độ cắt trong quá trình khoan, có thể sử dụng nhũ tương làm môi trường làm mát.
2. Xử lý doa
1) Khi doa vật liệu thép không gỉ, mũi doa cacbua thường được sử dụng. Cấu trúc và các thông số hình học của mũi doa khác với cấu trúc của mũi doa thông thường. Để tránh tắc nghẽn phoi trong quá trình doa và tăng cường độ bền của răng dao cắt, số lượng răng doa thường được giữ ở mức tương đối thấp. Góc trước của dao doa thường nằm trong khoảng từ 8° đến 12°, mặc dù trong một số trường hợp cụ thể, góc trước từ 0° đến 5° có thể được sử dụng để đạt được tốc độ doa cao. Góc giải phóng mặt bằng thường là khoảng 8° đến 12°.
Góc nghiêng chính được chọn tùy thuộc vào lỗ. Nói chung, đối với lỗ xuyên qua, góc là 15° đến 30°, trong khi đối với lỗ không xuyên qua, góc này là 45°. Để xả phoi về phía trước khi doa, góc nghiêng cạnh có thể tăng khoảng 10° đến 20°. Chiều rộng lưỡi dao phải nằm trong khoảng từ 0,1 đến 0,15mm. Độ côn ngược của mũi doa phải lớn hơn độ côn của mũi doa thông thường. Mũi doa cacbua thường có kích thước từ 0,25 đến 0,5mm/100mm, trong khi mũi doa thép tốc độ cao có độ côn từ 0,1 đến 0,25mm/100mm.
Phần hiệu chỉnh của dao doa thường bằng 65% đến 80% chiều dài của dao doa thông thường. Chiều dài của phần hình trụ thường bằng 40% đến 50% chiều dài của dao doa thông thường.
2) Khi doa, điều quan trọng là chọn lượng tiến dao phù hợp, nằm trong khoảng từ 0,08 đến 0,4mm/r và tốc độ cắt, nằm trong khoảng từ 10 đến 20m/phút. Dung sai doa thô phải nằm trong khoảng từ 0,2 đến 0,3mm, trong khi dung sai doa tinh nên nằm trong khoảng từ 0,1 đến 0,2mm. Nên sử dụng các công cụ cacbua để doa thô và các công cụ thép tốc độ cao để doa tinh.
3) Khi lựa chọn chất lỏng cắt để doa vật liệu thép không gỉ, có thể sử dụng dầu hệ thống tổn thất toàn phần hoặc molypden disulfide làm môi trường làm mát.
3. Xử lý nhàm chán
1) Khi lựa chọn vật liệu dụng cụ để gia công các bộ phận bằng thép không gỉ, điều quan trọng là phải xem xét lực cắt và nhiệt độ cao. Nên sử dụng các cacbua có độ bền cao và độ dẫn nhiệt tốt, chẳng hạn như cacbua YW hoặc YG. Để hoàn thiện, cũng có thể sử dụng hạt dao cacbua YT14 và YT15. Công cụ vật liệu gốm có thể được sử dụng để xử lý hàng loạt. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là những vật liệu này có đặc điểm là độ bền cao và độ cứng gia công cao, điều này sẽ khiến dụng cụ rung và có thể dẫn đến những rung động cực nhỏ trên lưỡi dao. Do đó, khi lựa chọn dụng cụ gốm để cắt những vật liệu này, cần tính đến độ bền vi mô. Hiện nay, vật liệu α/βSialon là lựa chọn tốt hơn vì khả năng chống biến dạng ở nhiệt độ cao và mài mòn khuếch tán rất tốt. Nó đã được sử dụng thành công trong việc cắt hợp kim gốc niken và tuổi thọ sử dụng của nó vượt xa gốm sứ gốc Al2O3. Gốm gia cố râu SiC cũng là vật liệu dụng cụ hiệu quả để cắt thép không gỉ hoặc hợp kim gốc niken.
Lưỡi CBN (khối boron nitrit) được khuyên dùng để xử lý các bộ phận được làm nguội bằng các vật liệu này. CBN chỉ đứng sau kim cương về độ cứng, với độ cứng có thể đạt tới 7000 ~ 8000HV. Nó có khả năng chống mài mòn cao và có thể chịu được nhiệt độ cắt cao lên tới 1200°C. Hơn nữa, nó trơ về mặt hóa học và không có tương tác hóa học với các kim loại nhóm sắt ở nhiệt độ 1200 đến 1300°C, khiến nó trở nên lý tưởng để xử lý vật liệu thép không gỉ. Tuổi thọ dụng cụ của nó có thể dài hơn hàng chục lần so với dụng cụ cacbua hoặc gốm.
2) Việc thiết kế các thông số hình học của dụng cụ là rất quan trọng để đạt được hiệu suất cắt hiệu quả. Dụng cụ cacbua yêu cầu góc cào lớn hơn để đảm bảo quá trình cắt trơn tru và tuổi thọ dụng cụ dài hơn. Góc trước phải ở khoảng 10° đến 20° đối với gia công thô, 15° đến 20° đối với gia công bán tinh và 20° đến 30° đối với gia công tinh. Góc lệch chính phải được chọn dựa trên độ cứng của hệ thống xử lý, với phạm vi từ 30° đến 45° cho độ cứng tốt và 60° đến 75° cho độ cứng kém. Khi tỷ lệ chiều dài và đường kính của phôi vượt quá mười lần, góc lệch chính có thể là 90°.
Khi sử dụng vật liệu thép không gỉ với dụng cụ gốm, góc trước âm thường được sử dụng để cắt, dao động từ -5° đến -12°. Điều này giúp lưỡi dao chắc chắn hơn và tận dụng tối đa cường độ nén cao của dụng cụ gốm. Kích thước của góc giảm ảnh hưởng trực tiếp đến độ mài mòn của dụng cụ và độ bền của lưỡi dao, với phạm vi từ 5° đến 12°. Những thay đổi về góc lệch chính ảnh hưởng đến lực cắt hướng tâm và hướng trục, cũng như chiều rộng và độ dày cắt. Vì rung động có thể gây bất lợi cho dụng cụ cắt gốm nên nên chọn góc lệch chính để giảm rung, thường nằm trong khoảng từ 30° đến 75°.
Khi CBN được sử dụng làm vật liệu dụng cụ, các thông số hình học của dụng cụ phải bao gồm góc nghiêng từ 0° đến 10°, góc nghiêng từ 12° đến 20° và góc lệch chính từ 45° đến 90°.
3) Khi mài bề mặt cào, điều quan trọng là giữ giá trị độ nhám nhỏ. Điều này là do khi dụng cụ có giá trị độ nhám nhỏ, nó giúp giảm lực cản dòng chảy của phoi cắt và tránh được vấn đề phoi dính vào dụng cụ. Để đảm bảo giá trị độ nhám nhỏ, nên mài cẩn thận bề mặt trước và sau của dụng cụ. Điều này cũng sẽ giúp tránh các mảnh vụn dính vào dao.
4) Điều quan trọng là phải giữ cho lưỡi cắt của dụng cụ luôn sắc bén để giảm độ cứng của vật liệu. Ngoài ra, lượng cấp liệu và lượng cắt ngược phải hợp lý để tránh dụng cụ cắt vào lớp cứng, điều này có thể ảnh hưởng tiêu cực đến tuổi thọ của dụng cụ.
5) Điều quan trọng là phải chú ý đến quá trình mài của máy cắt phoi khi làm việc với thép không gỉ. Những phoi này nổi tiếng với đặc tính bền và dai, do đó, thiết bị bẻ phoi trên bề mặt cào của dụng cụ phải được mài đúng cách. Điều này sẽ giúp việc bẻ, giữ và loại bỏ phoi dễ dàng hơn trong quá trình cắt.
6) Khi cắt thép không gỉ, nên sử dụng tốc độ thấp và lượng thức ăn lớn. Để móc lỗ bằng dụng cụ gốm, việc chọn lượng cắt phù hợp là rất quan trọng để có hiệu suất tối ưu. Để cắt liên tục, lượng cắt phải được chọn dựa trên mối quan hệ giữa độ bền mài mòn và lượng cắt. Để cắt gián đoạn, lượng cắt thích hợp phải được xác định dựa trên kiểu gãy dụng cụ.
Vì dụng cụ gốm có khả năng chịu nhiệt và mài mòn tuyệt vời nên tác động của lượng cắt đến tuổi thọ mài mòn của dụng cụ không đáng kể như với dụng cụ cacbua. Nói chung, khi sử dụng dụng cụ gốm, tốc độ tiến dao là yếu tố nhạy cảm nhất đối với tình trạng gãy dụng cụ. Do đó, khi móc các bộ phận bằng thép không gỉ, hãy cố gắng chọn tốc độ cắt cao, lượng cắt phía sau lớn và bước tiến tương đối nhỏ, dựa trên vật liệu phôi và tùy thuộc vào công suất máy công cụ, độ cứng của hệ thống xử lý và độ bền của lưỡi dao.
7) Khi làm việc với thép không gỉ, điều quan trọng là phải chọn loại chất lỏng cắt phù hợp để đảm bảo móc lỗ thành công. Thép không gỉ dễ bị liên kết và tản nhiệt kém nên chất lỏng cắt được lựa chọn phải có khả năng chống liên kết và tản nhiệt tốt. Ví dụ, có thể sử dụng chất lỏng cắt có hàm lượng clo cao.
Ngoài ra, hiện có các dung dịch nước không chứa dầu khoáng, không chứa nitrat có tác dụng làm mát, làm sạch, chống gỉ và bôi trơn tốt, chẳng hạn như dung dịch cắt tổng hợp H1L-2. Bằng cách sử dụng chất lỏng cắt thích hợp, những khó khăn liên quan đến gia công thép không gỉ có thể được khắc phục, giúp cải thiện tuổi thọ dụng cụ trong quá trình khoan, doa và doa, giảm độ mài và thay đổi dụng cụ, cải thiện hiệu quả sản xuất và xử lý lỗ chất lượng cao hơn. Điều này cuối cùng có thể làm giảm cường độ lao động và chi phí sản xuất trong khi đạt được kết quả khả quan.
Tại Anebon, ý tưởng của chúng tôi là ưu tiên chất lượng và sự trung thực, cung cấp sự hỗ trợ chân thành và phấn đấu vì lợi nhuận chung. Chúng tôi mong muốn luôn tạo ra sự xuất sắcbộ phận kim loại quayvà vi môBộ phận phay CNC. Chúng tôi đánh giá cao yêu cầu của bạn và sẽ trả lời bạn sớm nhất có thể.
Thời gian đăng: 24-04-2024