Като опитен доставчик на CNC обработка на неръждаема стомана, бях свидетел от първа ръка на динамичното взаимодействие между режещите инструменти и материалите от неръждаема стомана. Характеристиките на износване на режещите инструменти при CNC обработка на неръждаема стомана са сложен, но решаващ аспект, който значително влияе върху ефективността, качеството и ефективността на разходите на процеса на обработка.
Разбиране на предизвикателствата при обработката на неръждаема стомана
Неръждаемата стомана е известна със своята изключителна устойчивост на корозия, висока якост и естетически вид. Но именно тези свойства го правят труден за обработка материал. Високата степен на работно втвърдяване на неръждаемата стомана означава, че докато режещият инструмент се захваща с материала, повърхностният слой на неръждаемата стомана се втвърдява бързо. Тази повишена твърдост поставя допълнително напрежение върху режещия инструмент, ускорявайки износването.
Освен това неръждаемата стомана има относително ниска топлопроводимост. По време на процеса на обработка на режещия ръб се генерира голямо количество топлина. Тъй като топлината не може да се разсее бързо през детайла, тя се концентрира в интерфейса инструмент - детайл. Високите температури могат да доведат до омекване на материала на режещия инструмент, намалявайки неговата твърдост и устойчивост на износване.
Видове износване на режещите инструменти
Абразивно износване
Абразивното износване е един от най-често срещаните видове износване при CNC обработката на неръждаема стомана. Това се случва, когато твърди частици в неръждаемата стомана, като карбиди, се търкат в повърхността на режещия инструмент. Тези частици действат като малки абразиви, като постепенно премахват малки количества от материала на инструмента. С течение на времето това води до намаляване на остротата на режещия ръб и увеличаване на силите на рязане.
При обработката на неръждаема стомана степента на абразивно износване се влияе от няколко фактора. Твърдостта и разпределението на размера на карбидите в неръждаемата стомана играят важна роля. Например в17 - 4 CNC мелница от неръждаема стомана, наличието на фини карбиди може да причини по-тежко абразивно износване в сравнение с неръждаемите стомани с по-груби карбидни структури.
Износване на лепило
Адхезивното износване се случва, когато материалът от неръждаема стомана прилепне към повърхността на режещия инструмент. По време на процеса на обработка високото налягане и температура на интерфейса между инструмента и детайла могат да доведат до свързване на неръждаемата стомана и материала на режещия инструмент. Докато инструментът се движи, тези свързани зони се отрязват, отнасяйки част от материала на инструмента със себе си.
Този тип износване е особено разпространено при неръждаеми стомани с висока пластичност, като напрCNC мелница от неръждаема стомана 304. Пластичната природа на неръждаемата стомана 304 й позволява лесно да се придържа към режещия инструмент, което води до образуването на изградени ръбове (BUE). Изграденият ръб може да промени геометрията на режещия инструмент, като повлияе на качеството на обработената повърхност и увеличи риска от счупване на инструмента.
Дифузионно износване
Дифузионното износване възниква при високи температури. При повишени температури атомите от материала на режещия инструмент и неръждаемата стомана могат да дифундират през интерфейса инструмент - детайл. Този процес на дифузия променя химичния състав на повърхността на режещия инструмент, отслабвайки структурата му и намалявайки устойчивостта му на износване.
вCNC мелница от неръждаема стомана 316, наличието на легиращи елементи като молибден може да ускори дифузионното износване. Молибденът има относително висока скорост на дифузия, която може да насърчи обмена на атоми между инструмента и детайла при високи температури.
Фактори, влияещи върху характеристиките на износване
Параметри на рязане
Параметрите на рязане, включително скорост на рязане, скорост на подаване и дълбочина на рязане, оказват дълбоко влияние върху характеристиките на износване на режещите инструменти. Увеличаването на скоростта на рязане обикновено води до по-високи температури на режещия ръб, което може да влоши дифузията и адхезивното износване. От друга страна, по-високата скорост на подаване може да увеличи силите на рязане, което води до по-тежко абразивно износване.
Например, при обработка на неръждаема стомана 316, ако скоростта на рязане е зададена твърде висока, температурата на интерфейса инструмент - детайл може да достигне нива, при които дифузионното износване става значително. Обратно, много ниската скорост на подаване може да накара режещия инструмент да се трие в детайла, вместо да го срязва чисто, увеличавайки риска от износване на лепило.
Материал и покритие на инструмента
Изборът на материал и покритие на режещия инструмент е от решаващо значение за минимизиране на износването. Обичайните инструменти за обработка на неръждаема стомана включват високоскоростна стомана (HSS), карбид и керамика. Твърдосплавните инструменти са широко използвани поради високата си твърдост и устойчивост на износване. Въпреки това, различните степени на карбид имат различни характеристики на износване.
Покритията могат допълнително да подобрят производителността на режещите инструменти. Покритията от титанов нитрид (TiN) обикновено се използват за подобряване на твърдостта на инструмента и намаляване на триенето. Покритията от титанов алуминиев нитрид (TiAlN) са по-подходящи за високоскоростни машинни приложения, тъй като имат по-добра термична стабилност и устойчивост на окисление.
Свойства на материала на детайла
Съставът и микроструктурата на детайла от неръждаема стомана също оказват влияние върху износването на инструмента. Различните степени на неръждаема стомана, като 17 - 4, 304 и 316, имат различни нива на твърдост, пластичност и способност за втвърдяване при работа. Например неръждаемата стомана 17 - 4 може да се закалява чрез утаяване, което означава, че може да постигне високи нива на твърдост след термична обработка. Обработката на този закален материал изисква режещи инструменти с отлична устойчивост на износване, за да издържат на високите сили на рязане и абразивното износване.
Стратегии за намаляване на износването на инструменти
Оптимизиране на параметрите на рязане
Чрез внимателно избиране на подходящите параметри на рязане е възможно да се сведе до минимум износването на инструмента. Това включва намиране на правилния баланс между скорост на рязане, скорост на подаване и дълбочина на рязане. Например, използването на умерена скорост на рязане и по-висока скорост на подаване понякога може да намали температурата на режещия ръб, като същевременно поддържа приемлива скорост на отнемане на материала.
Използвайте подходящи охлаждащи течности
Охлаждащите течности играят жизненоважна роля за намаляване на износването на инструменти при CNC обработка на неръждаема стомана. Те помагат за разсейване на топлината от зоната на рязане, намалявайки риска от дифузия и износване на лепилото. Охлаждащите течности също действат като лубриканти, като намаляват триенето между инструмента и детайла и минимизират абразивното износване.
Предлагат се различни видове охлаждащи течности, включително охлаждащи течности на водна и маслена основа. Охлаждащите течности на водна основа се използват по-често поради техните добри охлаждащи свойства и екологичност. Въпреки това охлаждащите течности на маслена основа могат да осигурят по-добро смазване в някои случаи.
Изберете правилния инструмент
Изборът на правилния режещ инструмент за конкретния клас неръждаема стомана и операцията по обработка е от съществено значение. Това включва избор на подходящ материал за инструмента, геометрия и покритие. Например, когато обработвате неръждаема стомана 304, твърдосплавен инструмент с TiAlN покритие може да бъде добър избор поради високата си устойчивост на износване и термична стабилност.
Заключение
Характеристиките на износване на режещите инструменти при CNC обработка на неръждаема стомана са сложни и се влияят от множество фактори. Разбирането на тези характеристики е от решаващо значение за подобряване на ефективността и качеството на процеса на обработка. Като доставчик на ЦПУ от неръждаема стомана, ние се ангажираме да предоставяме на нашите клиенти най-добрите решения за минимизиране на износването на инструментите и оптимизиране на процеса на обработка.
Ако се интересувате от нашите услуги за CNC обработка на неръждаема стомана или имате някакви въпроси относно износването на инструмента при обработката на неръждаема стомана, ви каним да се свържете с нас за подробна дискусия. Нашият екип от експерти е готов да ви помогне да намерите най-подходящите решения за вашите специфични нужди.
Референции
- Trent, EM, & Wright, PK (2000). Рязане на метал. Бътъруърт - Хайнеман.
- Астахов, В. П. (2010). Механика за рязане на метал. CRC Press.
- Stephenson, DA, & Agapiou, JS (2006). Теория и практика на рязане на метал. CRC Press.
