Kao iskusan dobavljač CNC obrade nehrđajućeg čelika, iz prve sam ruke svjedočio dinamičnom međuigri između alata za rezanje i materijala od nehrđajućeg čelika. Karakteristike trošenja reznih alata u CNC obradi nehrđajućeg čelika složen su, ali ključni aspekt koji značajno utječe na učinkovitost, kvalitetu i isplativost procesa strojne obrade.
Razumijevanje izazova strojne obrade nehrđajućeg čelika
Nehrđajući čelik je poznat po svojoj izvanrednoj otpornosti na koroziju, visokoj čvrstoći i estetskoj privlačnosti. Međutim, upravo ta svojstva čine ga zahtjevnim materijalom za obradu. Visoka brzina otvrdnjavanja kod nehrđajućeg čelika znači da se površinski sloj nehrđajućeg čelika brzo stvrdnjava kako rezni alat dodiruje materijal. Ova povećana tvrdoća dodatno opterećuje rezni alat, ubrzavajući trošenje.
Štoviše, nehrđajući čelik ima relativno nisku toplinsku vodljivost. Tijekom procesa strojne obrade, velika količina topline se stvara na oštrici. Budući da se toplina ne može brzo raspršiti kroz obradak, ona se koncentrira na sučelju alata i obratka. Visoke temperature mogu uzrokovati omekšavanje materijala alata za rezanje, smanjujući njegovu tvrdoću i otpornost na trošenje.
Vrste trošenja alata za rezanje
Abrazivno trošenje
Abrazivno trošenje jedna je od najčešćih vrsta trošenja u CNC obradi nehrđajućeg čelika. To se događa kada se tvrde čestice u nehrđajućem čeliku, poput karbida, trljaju o površinu alata za rezanje. Ove čestice djeluju poput sitnih abrazivnih sredstava, postupno uklanjajući male količine materijala alata. S vremenom to dovodi do smanjenja oštrine oštrice i povećanja sila rezanja.
Kod strojne obrade nehrđajućeg čelika na stopu abrazivnog trošenja utječe nekoliko čimbenika. Tvrdoća i raspodjela veličine karbida u nehrđajućem čeliku igraju značajnu ulogu. Na primjer, u17 - 4 CNC glodalica od nehrđajućeg čelika, prisutnost finih karbida može uzrokovati jače abrazivno trošenje u usporedbi s nehrđajućim čelicima s grubljom strukturom karbida.
Nošenje ljepila
Adhezivno trošenje događa se kada materijal od nehrđajućeg čelika prianja na površinu alata za rezanje. Tijekom procesa strojne obrade, visoki tlak i temperatura na sučelju alata i obratka mogu uzrokovati spajanje nehrđajućeg čelika i materijala alata za rezanje. Kako se alat pomiče, ta spojena područja se odsijecaju, odnoseći dio materijala alata sa sobom.
Ova vrsta trošenja posebno je prisutna kod nehrđajućih čelika visoke duktilnosti, kao što suCNC glodalica od nehrđajućeg čelika 304. Dugtilna priroda nehrđajućeg čelika 304 omogućuje mu jednostavno prianjanje na alat za rezanje, što dovodi do stvaranja izgrađenih rubova (BUE). Izgrađeni rub može promijeniti geometriju alata za rezanje, utječući na kvalitetu obrađene površine i povećavajući rizik od loma alata.
Difuzijsko trošenje
Difuzijsko trošenje nastaje pri visokim temperaturama. Na povišenim temperaturama, atomi iz materijala alata za rezanje i nehrđajućeg čelika mogu difundirati preko sučelja alata i obratka. Ovaj proces difuzije mijenja kemijski sastav površine reznog alata, slabi njegovu strukturu i smanjuje njegovu otpornost na trošenje.
UCNC glodalica od nehrđajućeg čelika 316, prisutnost legirajućih elemenata kao što je molibden može ubrzati difuzijsko trošenje. Molibden ima relativno visoku stopu difuzije, što može pospješiti izmjenu atoma između alata i obratka na visokim temperaturama.
Čimbenici koji utječu na karakteristike trošenja
Parametri rezanja
Parametri rezanja, uključujući brzinu rezanja, brzinu posmaka i dubinu rezanja, imaju veliki utjecaj na karakteristike trošenja alata za rezanje. Povećanje brzine rezanja općenito dovodi do viših temperatura na oštrici, što može pogoršati difuziju i trošenje ljepila. S druge strane, veća brzina posmaka može povećati sile rezanja, što dovodi do jačeg abrazivnog trošenja.
Na primjer, kod strojne obrade nehrđajućeg čelika 316, ako je brzina rezanja postavljena previsoka, temperatura na sučelju alata i obratka može doseći razine na kojima trošenje difuzijom postaje značajno. Nasuprot tome, vrlo niska brzina napredovanja može uzrokovati trljanje alata za rezanje o radni komad umjesto da ga čisto reže, povećavajući rizik od trošenja ljepila.
Materijal alata i premaz
Izbor materijala alata za rezanje i premaza ključan je za smanjenje trošenja. Uobičajeni alatni materijali za obradu nehrđajućeg čelika uključuju brzorezni čelik (HSS), karbid i keramiku. Alati od tvrdog metala naširoko se koriste zbog svoje visoke tvrdoće i otpornosti na habanje. Međutim, različite vrste karbida imaju različite karakteristike trošenja.
Premazi mogu dodatno poboljšati učinkovitost alata za rezanje. Premazi od titan nitrida (TiN) obično se koriste za poboljšanje tvrdoće alata i smanjenje trenja. Premazi od titan-aluminij-nitrida (TiAlN) prikladniji su za primjenu pri velikim brzinama strojne obrade budući da imaju bolju toplinsku stabilnost i otpornost na oksidaciju.
Svojstva materijala obratka
Sastav i mikrostruktura izratka od nehrđajućeg čelika također utječu na trošenje alata. Različiti stupnjevi nehrđajućeg čelika, kao što su 17 - 4, 304 i 316, imaju različite razine tvrdoće, duktilnosti i sposobnosti otvrdnjavanja radom. Na primjer, nehrđajući čelik 17 - 4 može se kaliti taloženjem, što znači da može postići visoku razinu tvrdoće nakon toplinske obrade. Obrada ovog očvrslog materijala zahtijeva alate za rezanje s izvrsnom otpornošću na habanje kako bi izdržali velike sile rezanja i abrazivno trošenje.
Strategije za smanjenje trošenja alata
Optimizirajte parametre rezanja
Pažljivim odabirom odgovarajućih parametara rezanja moguće je minimizirati trošenje alata. To uključuje pronalaženje prave ravnoteže između brzine rezanja, posmaka i dubine rezanja. Na primjer, korištenje umjerene brzine rezanja i veće brzine napredovanja ponekad može smanjiti temperaturu na oštrici dok održava prihvatljivu brzinu uklanjanja materijala.
Koristite odgovarajuća rashladna sredstva
Rashladna sredstva igraju ključnu ulogu u smanjenju trošenja alata u CNC obradi nehrđajućeg čelika. Pomažu u odvođenju topline iz zone rezanja, smanjujući rizik od difuzije i trošenja ljepila. Sredstva za hlađenje također djeluju kao maziva, smanjujući trenje između alata i obratka i minimalizirajući abrazivno trošenje.
Dostupne su različite vrste rashladnih tekućina, uključujući rashladne tekućine na bazi vode i ulja. Rashladna sredstva na bazi vode češće se koriste zbog svojih dobrih rashladnih svojstava i prihvatljivosti za okoliš. Međutim, rashladna sredstva na bazi ulja mogu pružiti bolje podmazivanje u nekim slučajevima.
Odaberite pravi alat
Odabir ispravnog alata za rezanje za specifičnu vrstu nehrđajućeg čelika i radnju strojne obrade je ključan. To uključuje odabir odgovarajućeg materijala alata, geometrije i premaza. Na primjer, kod strojne obrade nehrđajućeg čelika 304, alat od tvrdog metala s TiAlN premazom može biti dobar izbor zbog svoje visoke otpornosti na trošenje i toplinske stabilnosti.
Zaključak
Karakteristike trošenja reznih alata u CNC obradi nehrđajućeg čelika složene su i pod utjecajem više čimbenika. Razumijevanje ovih karakteristika ključno je za poboljšanje učinkovitosti i kvalitete procesa strojne obrade. Kao dobavljač CNC alata od nehrđajućeg čelika, predani smo pružanju najboljih rješenja našim klijentima za smanjenje trošenja alata i optimizaciju procesa obrade.
Ako ste zainteresirani za naše usluge CNC obrade nehrđajućeg čelika ili imate bilo kakvih pitanja o trošenju alata pri obradi nehrđajućeg čelika, pozivamo vas da nas kontaktirate radi detaljnog razgovora. Naš tim stručnjaka spreman je pomoći vam u pronalaženju najprikladnijih rješenja za vaše specifične potrebe.
Reference
- Trent, EM i Wright, PK (2000). Rezanje metala. Butterworth - Heinemann.
- Astahov, VP (2010). Mehanika obrade metala. CRC Press.
- Stephenson, DA i Agapiou, JS (2006). Teorija i praksa rezanja metala. CRC Press.
