اصول کلی ماشینکاری فولادهای ضد زنگ

مقدمه

رایج ترین و پر کاربردترین فولادهای زنگ نزن انواع آستنیتی هستند ، مانند درجه 304 (1.4301) و 316 (1.4401). اینها با نرخ کار سخت زیاد و خواص ضعیف تراشه در هنگام ماشین کاری مشخص می شود. این مقاله مباحث مهمی را که بر ماشینکاری موفق این فولادها تأثیر می گذارد ، پوشش می دهد.

استحکام دستگاه و ابزار

هنگام انجام فرآیند فولادهای زنگ نزن ، باید اطمینان حاصل شود که هیچ گونه تراشه یا خط و خشی ناشی از لرزش دستگاه یا درگیری بین ابزار وجود ندارد. ماشین آلات باید "قابل توجه" و قادر به ایجاد برش های عمیق مورد نیاز در ماشینکاری فولاد ضد زنگ آستنیتی بدون کاهش سرعت خوراک یا سرعت مناسب سطح باشند. آموزش های کوچک یا کارگاه های فرزکاری و یا به منظور سرگرمی برای ماشینکاری های فلزی ملایم ، برنج و غیره که احتمالاً برای ماشینکاری موفق فولادهای زنگ نزن به اندازه کافی مهم نیست کاربرد بیشتری دارد.

دستگاه ها نباید در معرض لرزش بیش از حد در بستر ماشین ، درایوها و جعبه دنده ها یا در ابزار برش یا اتصالات آن باشند. از اوره های بزرگ خارج از جعبه ابزار جلوگیری شود. فاصله بین نوک برش و تکیه گاه جعبه ابزار باید تا حد امکان کم باشد و سطح مقطع تا حد ممکن به اندازه ساق پا کفایت دارد. این همچنین می تواند در حذف گرما از نزدیکی صورت در حین برش کمک کند. آربورس برای حمایت از برش فرزهای بشکه ای باید تا حد امکان کوتاه باشد. تکیه گاه های آربور باید تا حد امکان به انتهای برش نزدیک باشند تا حداکثر پشتیبانی را داشته باشد.

برخی از این روش ها به عنوان یک روش برش فلز غیر معمول نیست ، اما می توانیم تخریب و کاهش عمر قطعات را مشاهده کنیم البته ممکن است تشخیص نیاز به تعویض را راحت تر تعیین کنیم.

مواد ابزار

از فولادهای با سرعت بالا (HSS) (فرفورژه یا سنگ تراشی) یا ابزار کاربید سیمانی شده می توان برای ماشینکاری فولادهای زنگ نزن استفاده کرد.

فولادهای پر سرعت

در هر دو روش تنگستن یا مولیبدن HSS قابل استفاده است. این موارد به ویژه در عملیات ماشینکاری شامل عملیات خوراک زیاد و ماشینکاری با سرعت کم که در آن تنش های لبه برش متغیر ناشی از اشکال پیچیده ابزار وجود دارد ، مفید هستند.
انواع تنگستن (به عنوان مثال T15) می توانند برای مقاومت در برابر سایش و سختی قرمز آنها مفید باشند. HSS از مولیبدن بیشتر استفاده می شود ، M42 برای برنامه های کاربردی مانند برش فرز که در آن ترکیبی مناسب از سختی و مقاومت در سرعت های برش کمتر مورد نیاز است مفید است. M42 از سختی بهتری نسبت به نمرات مانند رایج ترین M2 برخوردار است ، اما ممکن است با این حال سخت نباشد.

اگر ابزارها مستعد پیچ ​​خوردگی لبه هستند ، از درجه سختی بالاتری استفاده کنید ، به عنوان مثال M2 ، M10  اگر ابزار در حال سوختن است ، از درجه سختی قرمز بالاتری استفاده کنید ، به عنوان مثال  M42 ، T15  اگر ابزار پوشیدنی است ، از درجه مقاومت در برابر سایش استفاده کنید ، مثلاًT15

کاربیدهای سیمانی

کاربیدهای سیمانی به طور معمول برای ماشینکاری فولادهای ضد زنگ مورد استفاده قرار می گیرند که در آن سرعت های بالاتر یا فیدهای بالاتر نسبت به مواردی که می توانند با استفاده از HSS تولید شوند مورد نیاز است. در هر دو نوک یکبار مصرف یا نوارهای براق (جایی که سرعت برش کمتری قابل تحمل است) قابل استفاده است و از کاربیدهای تنگستن یا ترکیبی از تنگستن و سایر کاربیدهای فلزی از جمله تیتانیوم ، نیوبیوم و کروم تشکیل شده است. کاربیدها با کبالت پیوند دارند. نمرات کاربیدهای تنگستن "مستقیم" برای ماشینکاری فولادهای زنگ نزن آستنیتی و دوتایی استفاده می شود و کاربیدهای "پیچیده" برای ماشینکاری درجه های خانواده مارتنزیتی و فریتی استفاده می شوند.
کاربیدهای روکش دار از مزایای دیگر افزایش مقاومت به سایش و مقاومت در برابر شکستگی برخوردار هستند. در نتیجه آنها در مقایسه با ابزارهای کاربید بدون روکش دارای سرعت برش بالاتری هستند.
طیف گسترده ای از ابزارهای کاربید موجود معمولاً بدان معنی است که برای بدست آوردن مشخصات ماشینکاری مطلوب برای موقعیت های خاص ، آزمایش های ماشینکاری لازم است.

شکل و تیزی ابزار

لازم است وسایل برش را هنگام کار با فولادهای ضد زنگ تیز نگه دارید. سنگ زنی و تیز کردن دقیق شکل ابزار برای دادن زوایای برش دقیق و تمیز بسیار مهم است. این همچنین به بهینه سازی کمک می کند:

پایان عمر ابزار ،
بهره وری از دقت و تحمل بین رندرها

و کاهش:

ابزار
قدرت مورد نیاز را خراب می کند

تیز کردن مجدد باید به محض وخیم شدن کیفیت برش انجام شود.
سنگ زنی ماشین با استفاده از چرخ های کاملاً مناسب و عاری از لعاب ، برای بدست آوردن دقت لازم در هندسه ابزار از سنگ زنی دستی بهتر است.

هندسه صحیح ابزار برای به حداقل رساندن شکل گیری خرچنگ روی قسمتهای ابزار مهم است.
ساخت swarf همچنین می تواند منجر به افزایش قدرت مورد نیاز دستگاه و سطح ضعیف سطح روی سطوح ماشین کاری شود.
زاویه های تسکین ابزار باید صاف باشند. صورت های تسکین دهنده مقعر به دلیل کاهش حمایت از لبه برش می توانند در تراشیدن ابزار یا شکستگی ایجاد شوند.

در صورت امکان از روبرو ابزار باید جداکننده های تراشه یا شکاف ها استفاده کنند زیرا فولادهای ضد زنگ آستنیتی مستعد شکل گیری چرخش های طولانی مارپیچ هستند که می توانند به راحتی در اطراف ابزار و قطعات قرار گیرند. اینها به راحتی می توانند در اطراف ابزارآلات پیچیده شوند و حذف آنها دشوار و وقت گیر است. در موارد شدید ، ابزار با چرخش درهم پیچیده می شود.

روغن کاری و خنک کننده

ضروری است که در هنگام ماشینکاری فولادهای ضد زنگ از برش مایعات استفاده شود. این به دلیل اثرات ترکیبی از برش های عمیق و میزان زیاد خوراک مورد نیاز برای غلبه بر اثرات سخت شدن کار و همچنین هدایت حرارتی کم فولادهای ضد زنگ آستنیتی ، محدود کردن جریان گرما به دور از صورتهای ماشین کاری است. گرمای بیش از حد سطوح استیل ضدزنگ ، که با تشکیل رنگهای گرمازدایی مشخص می شود ، در طول ماشینکاری می تواند مقاومت در برابر خوردگی را مختل کند و بنابراین باید از آن جلوگیری کرد. در صورت تشکیل ترشی می توان از سطح برای بازگرداندن مقاومت در برابر خوردگی در قسمت نهایی استفاده کرد. گرمای بیش از حد همچنین می تواند منجر به اعوجاج شود که جبران یا تصحیح آن دشوار است.

روغن کاری شده توسط برش مایعات همچنین به کاهش فرسودگی ابزار کمک می کند و شال ماشینکاری را از بین می برد.
به طور کلی سرمایش نسبت به روانکاری با سرعت برش از اهمیت بیشتری برخوردار است و به همین دلیل در پردازش فولادهای زنگ نزن به طور معمول از سرعت بالای سیال برش استفاده می شود.

از روغنهای معدنی یا روغنهای امولسیون قابل حل در آب استفاده می شود. روغنهای معدنی برای کار با ماشینهای سنگین با بارهای سنگین با سرعت کم یا مکانی که از HSS استفاده می شود ، مناسب تر هستند. روغنهای امولسیفیه برای ماشینکاری با سرعت های بالاتر با ابزار کاربید استفاده می شوند.

روغنهای معدنی

از روغنهای معدنی سولفوره ، کلر و سولفو کلر شده می توان با افزودنیهای روغنهای چرب تا 10٪ برای ماشینکاری گریدهای غیر آزاد استفاده کرد. برای رقیق کردن این روغنها از پارافین استفاده می شود ، در نسبت روغن / پارافین بین 1/5 برای سرعت های زیاد و کار با تغذیه سبک تا 1/1 برای سرعت کندتر و ماشین کاری با خوراک سنگین تر.
اگر سایش بیش از حد تجربه می شود ، از رقیق کردن بیشتر استفاده کنید. اگر لبه برش تمایل به سوختن دارد ، رطوبت را کاهش دهید.

روغنهای امولسیون

این روغنها با آب رقیق می شوند و نسبت به روغنهای معدنی رقیق شده پارافین سرمایش بهتری دارند. در صورت استفاده از روغن های امولسیون قابل فشار با فشار شدید (EP) ، می توان از عملیات ماشینکاری شدید پشتیبانی کرد. مهم است که رقیق سازی با اضافه کردن روغن به آب انجام شود ، نه آب به روغن ، به گونه ای که شکل صحیح امولسیون با خاصیت روغن کاری و خنک کننده مناسب ایجاد شود.

پس از ماشینکاری باید تمام آثار سیال برش از سطح خارج شود تا سطح فولاد ضدزنگ بتواند خود را نشان دهد. تحت شرایط خاص ، باید میزان اسیدپاشی در نظر گرفته شود.

مطالعه مقالات بیشتر در رابطه با ورق استیل در وبسایت گروه فلز