Уместност

Неръждаемата сплав е сплав , която може да издържи на въздействието на химически активна среда за дълго време, може да бъде неблагоприятни атмосферни условия и киселинна или алкална среда в химическото производство. Напоследък в много агрегати, машини и механизми марките въглеродна стомана се използват все по-рядко и постепенно се заменят с елементи от специални стомани. Това се дължи на факта, че нормалната стомана има определен праг - граница, над която става невъзможно да се използва в условия на нарастващи натоварвания, като високи температури, налягане или в присъствието на агресивни среди. В този случай те успешно се заменят с топлоустойчиви и устойчиви неръждаеми стомани и легирани сплави с изключителни свойства, които ще работят добре там, където обикновената стомана няма да успее.

Предимства на неръждаемите стомани

Топлоустойчивост. Топлоустойчив е материал, който може да издържи на излагане на високи температури, без да губи своята механична якост. Огнеупорните стомани също принадлежат към групата на дисперсионно втвърдяване, с разпределението на легиращия елемент, различен от стоманената основа, във фино диспергирана форма и разпределението му в целия метал. Термоустойчивостта характеризира материал, който не губи устойчивост на корозия при нагряване. Устойчивите на корозия легирани стомани имат комбинация от тези качества. Високата якост и издръжливост на тези материали ги класифицира като трудни за обработка, което е особено очевидно при рязане и отстраняване на стружки. Това изисква специален инструмент, режим на рязане, избор на охлаждаща течност и други важни подробности.

Машинна обработка

При сравняване на физико-механичните свойства на легирана стомана и обикновена стомана беше установено, че такива показатели като крайна якост на опън и твърдост са приблизително еднакви. Но легираните и меките стомани имат само едни и същи механични свойства, докато други свойства могат да се различават значително, особено в микроструктурата, устойчивостта на корозия и възможностите за механично укрепване. Спомнете си диаграмата опън - натиск, добре позната от курса за якост на материалите. Диаграмата започва с участък от еластична деформация, когато материалът след отстраняване на товара се връща в първоначалното си състояние, без да се деформира. Увеличаването на натоварването води до зона на така наречената "флуидност", когато материалът започва да се деформира без значително увеличаване на приложената сила. На графиката това е практически хоризонтална линия. Това е последвано от рязко втвърдяване - и за по-нататъшна деформация е необходимо значително увеличаване на приложената сила. Същият процес протича при рязане на метал, само в повърхностния слой на метала - това се дължи на промени в кристалната решетка при механично натоварване. При обработката на обикновена стомана това също е типично, но втвърдяването на легираните стомани е много по-изразено. Не бива да забравяме и разликите в свойствата като топлопроводимост, точка на топене и др., които също оказват значително влияние върху процеса на обработка.

Машинна обработка

Така че при механичната обработка стойностите на закаляване на легираната стомана са доста високи, което изисква прилагането на значителна сила. Освен това повечето легирани стомани, особено топлоустойчивите, са много пластични, което също затруднява машинната обработка. Индексът на пластичност се определя от съотношението на границата на провлачване към якостта на опън. Колкото по-ниско е съотношението, толкова по-пластичен е материалът, толкова повече се втвърдява при механично натоварване. А неръждаемите стомани са силно пластични. Освен това има и друга страна на пластичността, така наречената "твърдост" на материала. При обработката на легирана стомана на струг стружките не се чупят, както се случва при обработката на въглеродни стомани със същата твърдост, а се извиват в дълга лента. Това причинява много неудобства и усложнява обработката му в автоматичен режим.

Втората характеристика на легираната стомана при машинната обработка е ниската топлопроводимост, което води до по-високи температури в работната зона и изисква оптимален избор на охлаждаща течност, която освен ефективното отвеждане на топлината, трябва да улесни рязането и да предотврати назъбването. Това причинява нарязване на режещия ръб на режещата вложка и води до промени в геометрията на ножа и в крайна сметка до ранна повреда на ножа. По правило високите скорости на обработка не се препоръчват за обработка на легирани топлоустойчиви стомани, тъй като те оскъпяват детайла. Този проблем може да бъде разрешен чрез използване на специални режещи пластини, предназначени изключително за легирани стомани и специална охлаждаща течност.

Третата особеност е запазването на здравината и твърдостта под въздействието на високи температури. Това е особено характерно за топлоустойчивите стомани, което в комбинация с припокриването води до ускорено износване на режещия инструмент и не позволява използването на високи обороти.

Четвърто - наличието в състава на стоманата на твърдия разтвор на втората фаза с изключително твърди интерметални и карбидни съединения, които въпреки микроскопичния си размер действат върху повърхността на режещия инструмент като абразивен материал. Инструментът се износва и затъпява много по-бързо, което води до необходимостта от често презаточване и корекция на геометрията на режещия ръб. Както показва практиката, коефициентът на триене при обработката на легирана стомана е с порядък по-голям, отколкото при обработката на конвенционална въглеродна стомана.

Пето. Ниската устойчивост на вибрации се дължи на неравномерността на процесите на втвърдяване в процеса на рязане - тъй като процесът на пластична деформация по време на обработка протича по различен начин в началото и в средата на обработката. Ако обработвате малък детайл, тогава по принцип това явление може да бъде пренебрегнато. Когато става въпрос за обработка на дълъг детайл, като например вал, обаче, може да има трудности.

Оптимизиране на процеса

Всички тези явления изискват специален подход към обработката на легирана стомана, особено ако обработката се извършва в напълно автоматичен режим - например на стругове от швейцарски тип и CNC машини с автоматичен подавач на пръти. Как да намалим влиянието на 'негативните фактори - нека разгледаме примера на обръщане - като най-често срещаните. Струговането включва премахване на слой от надбавка под формата на стружки от детайла, въртящ се около оста си. Движението на ножа в този случай се извършва в две координати в хоризонталната равнина. Под въздействието на силите на рязане се получава частично изместване на кристалната решетка - naklep - повърхностно втвърдяване. В този случай значителна част от енергията на триене на инструмента се превръща в топлинна енергия, а както си спомняме - материалът има ниска топлопроводимост. Повърхността на детайла се нагрява неравномерно, възникват вибрации и в резултат на това се влошават негативните ефекти на горепосочените фактори.

За да направите инструмента да не се изтъпява толкова бързо, можете да намалите надбавения слой и подаването на инструмента и да увеличите скоростта на шпиндела. Това ще доведе до повърхност с по-висок клас грапавост. Обработката с помощта на киселина на легирани стомани се е доказала като добър метод за намаляване на явления като ускорено износване и натрупване на инструмента, но има изключително негативен ефект върху струговото оборудване и самия струг. Оптимизирането на обработката на легирана стомана означава на първо място оптимален избор на режещия инструмент, повишена издръжливост, избор на оптимални условия на рязане и правилен избор на охлаждаща течност и нейното оптимално захранване.

Класове фрези

Твърдите сплави T30K4, T15K6, BK3 имат висока твърдост и устойчивост на износване. Устойчивите на износване накрайници T5K7, T5K110 са по-пластични, но по-малко устойчиви на износване. И накрая, BK6A, BK8 имат по-ниска устойчивост на износване, но по-висока якост - те са се доказали при ударни натоварвания.

Пластини от волфрамов карбид с TiC покритие.

Отличават се с висока устойчивост на износване. Режещите свойства на твърдосплавните пластини се влияят значително от различни методи на обработка на такива материали, като азотиране и цианиране. Покритието с кубичен борен нитрид е доста скъпо, но има наистина уникални свойства - такова покритие многократно увеличава твърдостта на инструмента, издръжливостта и устойчивостта на износване.

Обработка на топлоустойчиви стомани

Използват се такива марки твърди сплави като Р14Ф4, Р10К5Ф5, Р9Ф5, Р9К9. Буквата P в обозначението показва, че твърдата сплав принадлежи към високоскоростната. В такива сплави се добавят кобалт и ванадий, което значително увеличава механичната устойчивост на режещия инструмент. Използването на високоскоростни сплави позволява значително ускоряване на обработката на легирани стомани и намаляване на потреблението на инструменти. Но такива сплави имат слабо място - те се страхуват от прегряване. Ако режещ инструмент с такава режеща вложка се повреди при обработката на стомана, инструментът в по-голямата част от случаите става неизползваем и трябва да бъде бракуван или запоен с нова вложка.

Използването на охлаждаща течност

Това е едно от условията за обработка на легирани стомани. Охлаждащата течност е необходима преди всичко за предотвратяване на преждевременно износване на инструмента, подобряване на характеристиките на рязане, получаване на по-добра повърхност на обработваната част и подобряване на точността на обработка. За всеки вид обработвана стомана, тип режеща пластина се избира охлаждащата течност и начина на подаване в зоната на рязане.

Най-ефективният метод е този, който насърчава максималното отстраняване на топлината от зоната на рязане. Тук захранването с охлаждаща течност под високо налягане главно към задната повърхност на работната плоча на режещия инструмент, пръскането на охлаждаща течност и, доста рядко, главно в отбранителните предприятия, охлаждането с въглероден диоксид се препоръчват добре.

Избор на метод за охлаждане

Зависи от условията на обработка и технологичните възможности на оборудването. Охлаждането с високо налягане е най-разпространеното - може да се използва за струговане, фрезоване, многофункционална обработка, шлайфане и др. Този метод е типичен за много производители на оборудване, както местни, така и чуждестранни. Течността се впръсква прецизно в областта на рязане. При контакт с нагорещения метал той бързо се изпарява, отнема топлината и ефективно охлажда работната повърхност. Недостатъкът на описания метод е големите загуби на охлаждаща течност. Използването на този метод позволява да се увеличи живота на инструмента почти 6 пъти - естествено, това се отразява в цената на частта в крайна сметка.

По-ефективно е едновременното подаване на охлаждаща течност в зоната на рязане и в зоната на образуване на стружки, но технически не винаги е възможно - може да изисква модификации на технологичното оборудване. Този метод на охлаждане е подходящ за средно и малко производство.

Най-ефективно, от гледна точка на отвеждане на топлината от зоната на обработка, разбира се е охлаждането с въглероден диоксид, където температурата в зоната на рязане е около минус 79 °C. Този метод обаче е най-скъпият и може да се използва само в индивидуално производство. Обикновено се използва в отбранителната промишленост, за малки партиди високопрецизни и критични части, които са изработени от легирани стомани със специални свойства.

Основни изисквания за обработка

За обработка на легирана стомана, самата машина и системата за подпомагане (машина - приспособление - инструмент - част) трябва да притежават редица качества. Това е преди всичко повишена твърдост на цялата система. В крайна сметка легираните стомани могат да причинят вибрации по време на обработката, които се предават на цялата система. Ако твърдостта на системата AIDS е ниска, това може да доведе до скрап и повишено износване на инструмента. Второ, системата трябва да бъде проектирана така, че да издържа на значителните механични напрежения, възникващи по време на машинната обработка, които са много по-високи, отколкото при черните метали. Трето - минимална хлабина в възлите и механизмите на металообработващото оборудване.

Електрическият мотор трябва да има значителна граница на безопасност, тъй като обработката на легирана стомана включва високи натоварвания. По същата причина е необходимо да се провери състоянието на клиново-ремъчната трансмисия, самите ремъци и ролки преди започване на обработката на стоманата. Приспособленията и инструментите трябва да бъдат възможно най-твърди и къси, за да се намали влиянието на силите на рязане върху крайния резултат.

Алтернативни посоки

Оптимизирането на обработката на легирани стомани е възможно чрез използването на ултразвукови вибрации, слаби токове и предварително загряване на детайлите - но всички тези методи са твърде скъпи, изискват специално допълнително оборудване и се използват рядко. Най-често на практика се използват специални киселини. Понякога опитни стругари използват най-обикновения лук или по-скоро неговия сок, който, изненадващо, значително подобрява чистотата на повърхността на детайла, улеснява процеса на рязане и увеличава живота на инструмента.

Купете, цена

Evek GmbH разполага с широка гама продукти от неръждаема стомана на склад. Ние ценим времето на нашите клиенти, затова винаги сме готови да помогнем с оптималния избор. На вашите услуги опитни мениджъри-консултанти. Качеството на продуктите е гарантирано от стриктното спазване на нормите за производство. Сроковете за изпълнение на поръчките са минимални. Клиентите на едро получават преференциални отстъпки.

Уместност

Неръждаемата сплав е сплав , която може да издържи на въздействието на химически активна среда за дълго време, може да бъде неблагоприятни атмосферни условия и киселинна или алкална среда в химическото производство. Напоследък в много възли, машини и механизми въглеродните стомани се използват все по-рядко и постепенно се заменят с елементи от специални стомани. Това се дължи на факта, че нормалната стомана има определен праг - граница, над която става невъзможно да се използва в условия на нарастващи натоварвания, като високи температури, налягане или в присъствието на агресивни среди. В този случай те успешно се заменят с топлоустойчиви и устойчиви неръждаеми стомани и легирани сплави с изключителни свойства, които ще работят добре там, където обикновената стомана няма да успее.

Предимства на неръждаемите стомани

Топлоустойчивост. Топлоустойчив е материал, който може да издържи на излагане на високи температури, без да губи своята механична якост. Огнеупорните стомани също принадлежат към групата на дисперсионно втвърдяване, с разпределението на легиращия елемент, различен от стоманената основа, във фино диспергирана форма и разпределението му в целия метал. Термоустойчивостта характеризира материал, който не губи устойчивост на корозия при нагряване. Устойчивите на корозия легирани стомани имат комбинация от тези качества. Високата якост и издръжливост на тези материали ги класифицира като трудни за обработка, което е особено очевидно при рязане и отстраняване на стружки. Това изисква специален инструмент, режим на рязане, избор на охлаждаща течност и други важни подробности.

Машинна обработка

При сравняване на физико-механичните свойства на легирана стомана и обикновена стомана беше установено, че такива показатели като крайна якост на опън и твърдост са приблизително еднакви. Но легираните и меките стомани имат само едни и същи механични свойства, докато други свойства могат да се различават значително, особено в микроструктурата, устойчивостта на корозия и възможностите за механично укрепване. Спомнете си диаграмата опън-компресия, добре позната от курса за якост на материалите. Диаграмата започва с участък от еластична деформация, когато материалът след отстраняване на товара се връща в първоначалното си състояние, без да се деформира. Увеличаването на натоварването води до зона на така наречената "флуидност", когато материалът започва да се деформира без значително увеличаване на приложената сила. На графиката това е практически хоризонтална линия. Това е последвано от рязко втвърдяване - и за по-нататъшна деформация е необходимо значително увеличаване на приложената сила. Същият процес протича при рязане на метал, само в повърхностния слой на метала - това се дължи на промени в кристалната решетка при механично натоварване. При обработката на обикновена стомана това също е типично, но втвърдяването на легираните стомани е много по-изразено. Не бива да забравяме и разликите в свойствата като топлопроводимост, точка на топене и др., които също оказват значително влияние върху процеса на обработка.

Машинна обработка

Така че при механичната обработка стойностите на закаляване на легираната стомана са доста високи, което изисква прилагането на значителна сила. Освен това повечето легирани стомани, особено топлоустойчивите, са много пластични, което също затруднява машинната обработка. Индексът на пластичност се определя от съотношението на границата на провлачване към якостта на опън. Колкото по-ниско е съотношението, толкова по-пластичен е материалът, толкова повече се втвърдява при механично натоварване. А неръждаемите стомани са силно пластични. Освен това има и друга страна на пластичността, така наречената "твърдост" на материала. При обработката на легирана стомана на струг стружките не се чупят, както се случва при обработката на въглеродни стомани със същата твърдост, а се извиват в дълга лента. Това причинява много неудобства и усложнява обработката му в автоматичен режим.

Втората характеристика на легираната стомана при машинната обработка е ниската топлопроводимост, което води до по-високи температури в работната зона и изисква оптимален избор на охлаждаща течност, която освен ефективното отвеждане на топлината, трябва да улесни рязането и да предотврати назъбването. Това причинява нарязване на режещия ръб на режещата вложка и води до промени в геометрията на ножа и в крайна сметка до ранна повреда на ножа. По правило високите скорости на обработка не се препоръчват за обработка на легирани топлоустойчиви стомани, тъй като те оскъпяват детайла. Този проблем може да бъде разрешен чрез използване на специални режещи пластини, предназначени изключително за легирани стомани и специална охлаждаща течност.

Третата особеност е запазването на здравината и твърдостта под въздействието на високи температури. Това е особено характерно за топлоустойчивите стомани, което в комбинация с припокриването води до ускорено износване на режещия инструмент и не позволява използването на високи обороти.

Четвърто - наличието в състава на стоманата на твърдия разтвор на втората фаза с изключително твърди интерметални и карбидни съединения, които въпреки микроскопичния си размер действат върху повърхността на режещия инструмент като абразивен материал. Инструментът се износва и затъпява много по-бързо, което води до необходимостта от често презаточване и корекция на геометрията на режещия ръб. Както показва практиката, коефициентът на триене при обработката на легирана стомана е с порядък по-голям, отколкото при обработката на конвенционална въглеродна стомана.

Пето. Ниската устойчивост на вибрации се дължи на неравномерността на процесите на втвърдяване в процеса на рязане - тъй като процесът на пластична деформация по време на обработка протича по различен начин в началото и в средата на обработката. Ако обработвате малък детайл, тогава по принцип това явление може да бъде пренебрегнато. Когато става въпрос за обработка на дълъг детайл, като например вал, обаче, може да има трудности.

Оптимизиране на процеса

Всички тези явления изискват специален подход към обработката на легирана стомана, особено ако обработката се извършва в напълно автоматичен режим - например на стругове от швейцарски тип и CNC машини с автоматично подаване на пръти. Как да намалим влиянието на 'негативните фактори - нека разгледаме примера на обръщане - като най-често срещаните. Струговането включва премахване на слой от надбавка под формата на стружки от детайла, въртящ се около оста си. Движението на ножа в този случай се извършва в две координати в хоризонталната равнина. Под въздействието на силите на рязане се получава частично изместване на кристалната решетка - naklep - повърхностно втвърдяване. В този случай значителна част от енергията на триене на инструмента се превръща в топлинна енергия, а както си спомняме - материалът има ниска топлопроводимост. Повърхността на детайла се нагрява неравномерно, възникват вибрации и в резултат на това се влошават негативните ефекти на горепосочените фактори.

За да направите инструмента да не се изтъпява толкова бързо, можете да намалите надбавения слой и подаването на инструмента и да увеличите скоростта на шпиндела. Това ще доведе до повърхност с по-висок клас грапавост. Обработката с помощта на киселина на легирани стомани се е доказала като добър метод за намаляване на явления като ускорено износване и натрупване на инструмента, но има изключително негативен ефект върху струговото оборудване и самия струг. Оптимизирането на обработката на легирана стомана означава на първо място оптимален избор на режещия инструмент, повишена издръжливост, избор на оптимални условия на рязане и правилен избор на охлаждаща течност и нейното оптимално захранване.

Класове фрези

Твърдите сплави T30K4, T15K6, BK3 имат висока твърдост и устойчивост на износване. Устойчивите на износване накрайници T5K7, T5K110 са по-пластични, но по-малко устойчиви на износване. И накрая, BK6A, BK8 имат по-ниска устойчивост на износване, но по-висока якост - те са се доказали при ударни натоварвания.

Пластини от волфрамов карбид с TiC покритие.

Отличават се с висока устойчивост на износване. Режещите свойства на твърдосплавните пластини се влияят значително от различни методи на обработка на такива материали, като азотиране и цианиране. Покритието с кубичен борен нитрид е доста скъпо, но има наистина уникални свойства - такова покритие многократно увеличава твърдостта на инструмента, издръжливостта и устойчивостта на износване.

Обработка на топлоустойчиви стомани

Използват се такива марки твърди сплави като Р14Ф4, Р10К5Ф5, Р9Ф5, Р9К9. Буквата P в обозначението показва, че твърдата сплав принадлежи към високоскоростната. В такива сплави се добавят кобалт и ванадий, което значително увеличава механичната устойчивост на режещия инструмент. Използването на високоскоростни сплави позволява значително ускоряване на обработката на легирани стомани и намаляване на потреблението на инструменти. Но такива сплави имат слабо място - те се страхуват от прегряване. Ако режещ инструмент с такава режеща вложка се повреди при обработката на стомана, инструментът в по-голямата част от случаите става неизползваем и трябва да бъде бракуван или запоен с нова вложка.

Използването на охлаждаща течност

Това е едно от условията за обработка на легирани стомани. Охлаждащата течност е необходима преди всичко за предотвратяване на преждевременно износване на инструмента, подобряване на характеристиките на рязане, получаване на по-добра повърхност на обработваната част и подобряване на точността на обработка. За всеки вид обработвана стомана, тип режеща пластина се избира охлаждащата течност и начина на подаване в зоната на рязане.

Най-ефективният метод е този, който насърчава максималното отвеждане на топлината от зоната на рязане. Тук захранването с охлаждаща течност под високо налягане главно към задната повърхност на работната плоча на режещия инструмент, пръскането на охлаждаща течност и, доста рядко, главно в отбранителните предприятия, охлаждането с въглероден диоксид се препоръчват добре.

Избор на метод на охлаждане

Зависи от условията на обработка и технологичните възможности на оборудването. Охлаждането с високо налягане е най-разпространеното - може да се използва за струговане, фрезоване, многофункционална обработка, шлайфане и др. Този метод е типичен за много производители на оборудване, както местни, така и чуждестранни. Течността се впръсква прецизно в областта на рязане. При контакт с нагорещения метал той бързо се изпарява, отнема топлината и ефективно охлажда работната повърхност. Недостатъкът на описания метод е големите загуби на охлаждаща течност. Използването на този метод позволява да се увеличи живота на инструмента почти 6 пъти - естествено, това се отразява в цената на частта в крайна сметка.

По-ефективно е едновременното подаване на охлаждаща течност в зоната на рязане и в зоната на образуване на стружки, но технически не винаги е възможно - може да изисква модификации на технологичното оборудване. Този метод на охлаждане е подходящ за средно и малко производство.

Най-ефективно, от гледна точка на отвеждане на топлината от зоната на обработка, разбира се е охлаждането с въглероден диоксид, където температурата в зоната на рязане е около минус 79 °C. Този метод обаче е най-скъпият и може да се използва само при еднократно производство. Обикновено се използва в отбранителната промишленост, за малки партиди високопрецизни и критични части, които са изработени от легирани стомани със специални свойства.

Основни изисквания за обработка

За обработка на легирана стомана, самата машина и системата за подпомагане (машина - приспособление - инструмент - част) трябва да притежават редица качества. Това е преди всичко повишена твърдост на цялата система. В крайна сметка легираните стомани могат да причинят вибрации по време на обработката, които се предават на цялата система. Ако твърдостта на системата AIDS е ниска, това може да доведе до скрап и повишено износване на инструмента. Второ, системата трябва да бъде проектирана така, че да издържа на значителните механични напрежения, възникващи по време на машинната обработка, които са много по-високи, отколкото при черните метали. Трето - минимална хлабина в възлите и механизмите на металообработващото оборудване.

Електрическият мотор трябва да има значителна граница на безопасност, тъй като обработката на легирана стомана включва високи натоварвания. По същата причина е необходимо да се провери състоянието на клиново-ремъчната трансмисия, самите ремъци и ролки преди започване на обработката на стоманата. Приспособленията и инструментите трябва да бъдат възможно най-твърди и къси, за да се намали влиянието на силите на рязане върху крайния резултат.

Алтернативни посоки

Оптимизирането на обработката на легирани стомани е възможно чрез използването на ултразвукови вибрации, слаби токове и предварително загряване на детайлите - но всички тези методи са твърде скъпи, изискват специално допълнително оборудване и се използват рядко. Най-често на практика се използват специални киселини. Понякога опитни стругари използват най-обикновения лук или по-скоро неговия сок, който, изненадващо, значително подобрява чистотата на повърхността на детайла, улеснява процеса на рязане и увеличава живота на инструмента.

Купете, цена

Evek GmbH разполага с широка гама продукти от неръждаема стомана на склад. Ние ценим времето на нашите клиенти, затова винаги сме готови да помогнем с оптималния избор. На вашите услуги опитни мениджъри-консултанти. Качеството на продуктите е гарантирано от стриктното спазване на нормите за производство. Сроковете за изпълнение на поръчките са минимални. Клиентите на едро получават преференциални отстъпки.