Verarbeitung von nichtrostenden und hitzebeständigen Stählen

Relevanz

Rostfrei bezeichnet eine Legierung, die in der Lage, längere Zeit zu widerstehen der Einwirkung chemisch aktiver Umgebung, es kann und ungünstige atmosphärische Bedingungen, und saure oder alkalische Umgebung in der chemischen Produktion. In der letzten Zeit in vielen Knoten, Maschinen und VORRICHTUNGEN Carbon Stahlsorten gelten immer seltener, und allmählich verdrängen die Elemente aus Spezialstählen. Dies ist aufgrund der Tatsache, dass der gewöhnliche Stahl hat eine bestimmte Schwelle — Grenze, oberhalb derer es unmöglich wird deren Verwendung in den Bedingungen größerer Lasten, Z. B. bei hohen Temperaturen, Druck oder in Gegenwart von aggressiven Medien. In diesem Fall, Sie erfolgreich ersetzen hitzebeständig und resistent Edelstähle und legierte Legierungen mit exklusiven Eigenschaften, die gut arbeiten, wo normaler Stahl nicht zu bewältigen.

Die Vorzüge der rostfreien Stähle

Hitzeresistenz. Жаропрочным nennt man das Material, die hohen Temperaturen standhalten, ohne dabei Ihre mechanische Festigkeit. Hitzebeständiger Stahl noch tragen und bei der Gruppe pH gehärteten, mit der Freisetzung von Legierungs-Element als Grundlage Stahl, in fein verteilter Form, und seine Verteilung über das gesamte Volumen des Metalls. Hitzebeständigkeit charakterisiert das Material, das nicht verliert Korrosionsbeständigkeit beim erhitzen. Die Kombination dieser Eigenschaften besitzen korrosionsbeständige Legierungs-Stahl. Hohe Festigkeit und Zähigkeit Angaben der Materialien setzt Sie zu einer Klasse von schwer zu bearbeitenden, was besonders deutlich beim schneiden, das entfernen der Späne. Dies erfordert ein spezielles Werkzeug, die schneiden, die Auswahl der Kühlschmierstoff, Lösung und andere wichtige Details.

Behandlung

Beim Vergleich der physikalisch-mechanischen Eigenschaften legierten Stählen und konventionellen wurde herausgefunden, dass solche Indikatoren, wie die Zugfestigkeit, die Härte ist bei Ihnen etwa gleich. Aber bei dotierten und normalen Stählen identisch nur die mechanischen Eigenschaften, während andere Qualitäten können stark variieren, dies gilt insbesondere für die Mikrostruktur, die Korrosionsbeständigkeit sowie die Fähigkeit упрочняться bei mechanischer Belastung. Erinnern wir uns an das Diagramm Stretching — Kompression, bekannt aus dem Kurs die Festigkeit der Materialien. Das Diagramm beginnt mit der Phase der elastischen Verformung, wenn das Material nach der Entlastung wieder in den ursprünglichen Zustand, nicht verformt. Steigerung der Belastung führt in eine Zone, die so genannte «Stress», wenn das Material beginnt sich zu verformen, ohne ein deutliches Wachstum der aufgebrachten Kraft. Die Grafik ist fast horizontale Linie. Danach tritt eine drastische Verstärkung — und für die weitere Verformung entfallen Schlagkraft deutlich erhöhen. Das gleiche Verfahren wird bei der Verarbeitung der Zerspanungstechnik, nur in der Oberflächenschicht des Metalls — ist verbunden mit Veränderungen an der Kristallgitter unter der Wirkung der mechanischen Belastung. Bei der Verarbeitung von Normalstahl ist auch der Fall, aber legierte Stähle Härten viel stärker ausgeprägt. Und vergessen Sie nicht die Unterschiede in diesen Eigenschaften, wie Wärmeleitfähigkeit, Schmelzpunkt, etc., die auch einen erheblichen Einfluss auf den Prozess der Behandlung.

Zerspanen

Also bei der Zerspanung, Indikatoren für die Oberflächenhärtung von Stahl sind hoch genug, dass die Anwendung erfordert erhebliche Kräfte. Außerdem sind die meisten Stähle, dies gilt besonders hitzebeständig, sehr plastisch, was auch erschweren die Spanende Bearbeitung. Indikator für die Plastizität wird durch das Verhältnis der bedingten Dehngrenze, an der Grenze der Haltbarkeit. Je kleiner das Verhältnis, desto Material Kunststoff sein wird, desto mehr Erstarken die bei der mechanischen Belastung. Und Edelstähle gehören zu высокопластичным. Darüber hinaus gibt es noch eine andere Seite der Plastizität, die sogenannte «Viskosität» des Materials. Bei der Verarbeitung von Stahl auf der Drehbank Späne bricht nicht wie Z. B. bei der Verarbeitung von Kohlenstoffstählen derselben Härte, und windet sich langes Band. Dies verursacht eine Menge von Unannehmlichkeiten und erschwert Ihre Behandlung im automatischen Modus.

Das zweite Merkmal legiertem Stahl bei der Zerspanung — die geringe Wärmeleitfähigkeit, die zu einer Erhöhung der Temperaturen im Arbeitsbereich, und erfordert eine optimale Auswahl der Kühlflüssigkeit, die zusätzlich eine wirksame Entfernung von Wärme, muss erleichtern das schneiden und das verhindern von Oberflächenhärtung. Oberflächenhärtung tritt auf der Kante der Wendeschneidplatte, führt zu einer Veränderung der geometrie des Schneiders, und letzten Endes zu seinem vorzeitigen Ausfall. In der Regel wird bei der Verarbeitung legiert warmfesten und hitzebeständigen Stählen nicht zu empfehlen hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit — dies führt zu höheren Details. Dieses Problem kann mit speziellen Wendeschneidplatten, die ausschließlich für legierte Stähle und spezielle Kühlschmierstoff.

Das Dritte Merkmal — die Erhaltung der Festigkeit und Härte bei hohen Temperaturen. Dies gilt besonders für den hitzebeständigen Stahlsorten in Kombination mit наклепом führt zu einer schnelleren Abnutzung von Schneidwerkzeugen und erlaubt keine hohe Drehzahl verwenden.

Viertens — das Vorhandensein in der Zusammensetzung des Stahls der zweiten Phase der festen Lösung mit extrem harten интерметаллическими und карбидными verbindungen, die, trotz Ihrer mikroskopischen Dimensionen, wirken auf die Oberfläche des Schneidwerkzeug als Schleifmittel. Werkzeug стачивается und tupitsja viel schneller, was zu der Notwendigkeit seiner häufigen Nachschärfen und Bearbeiten der geometrie der Schneidkanten. Wie die Praxis zeigt, Reibung, bei der Verarbeitung von Stählen in der Größenordnung größer als bei der herkömmlichen Kohlenstoffstählen.

Fünftes. Geringe Schwingungsfestigkeit tritt aufgrund der Ungleichmäßigkeit der Prozesse Härten Details während des Schneidens — da der Prozess der plastischen Verformung bei der Verarbeitung erfolgt in unterschiedlicher Weise, am Anfang und in der Mitte der Behandlung. Wenn verarbeitet kleine Detail, im Prinzip, dieses Phänomen und kann vernachlässigt werden. Wenn es darum geht, über die Behandlung von langen Details — zum Beispiel — Welle, dann gibt es möglicherweise Schwierigkeiten.

Optimierung der Technologie

Alle diese Erscheinungen erfordern eine Besondere Herangehensweise an die Bearbeitung Zerspanung von legierten Stählen, insbesondere, wenn die Behandlung geht vollautomatisch — zum Beispiel, langdrehautomaten und CNC-Maschinen mit automatischem Vorschub Stange. Wie können Sie reduzieren den Einfluss der 'negativen Faktoren — betrachten wir am Beispiel der Drehbearbeitung — als die häufigste. Allgemeine Drehbearbeitung beinhaltet die Aufhebung der Schicht Zulage in Form von Spänen mit einer um Ihre Achse rotierenden Teile. Die Bewegung des Meißels in diesem Fall tritt aus zwei Koordinaten in einer horizontalen Ebene. Unter der Einwirkung der Schnittkräfte erfolgt eine teilweise Verschiebung der Kristallgitter entsteht Oberflächenhärtung — oberflächliche Verhärtung. Ein beträchtlicher Teil der Energie der Reibung des Werkzeugs in Wärmeenergie umgewandelt. und wie wir uns erinnern — das Material hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit. Die Oberfläche des Werkstücks ungleichmäßig erwärmt wird, entsteht eine Vibration, wodurch die negative Wirkung dieser Faktoren noch verschärft.

Um das Werkzeug nicht so schnell тупился, können Sie verringern die aufzunehmenden Schicht Zulage und Vorschub des Werkzeugs, aber auch die Erhöhung der Spindeldrehzahl. Die Oberfläche wird sich mit Bole hohe Klasse der Rauheit. Gut bewährt haben sich die Mittel zur Verarbeitung von Stählen mit der Anwendung der Säure — dies verringert das Ausmaß des Auftretens solcher Erscheinungen, wie beschleunigte Werkzeugverschleiß, und Oberflächenhärtung, ist es jedoch äußerst negative Auswirkungen auf die Ausrüstung einer Drehmaschine bearbeitet und der tawkar. Für eine optimierte Bearbeitung von legierten Stählen ist vor allem eine optimale Auslegung der Schneidwerkzeuge, eine erhöhte Haltbarkeit, die Wahl der optimalen Schnittdaten, und die Wahl der richtigen Kühlschmierstoff und Ihre optimale Zufuhr.

Marke Schneidezähne

Hartmetall Т30К4, Т15К6, ВК3 eine hohe Härte und Beständigkeit gegen Verschleiß. Verschleißfeste напайки Т5К7, Т5К110 — Bindung mehr, aber weniger verschleißfest. Und schließlich ВК6А, ВК8 unterscheiden verminderter Verschleißfestigkeit, aber hohe Viskosität — Sie haben sich bewährt bei den Stossbelastungen etwas.

Hartmetall-Platte mit Beschichtung — TiC

Sie zeichnen sich durch eine hohe Verschleißfestigkeit aus. Einen erheblichen Einfluss auf die schneidenden Eigenschaften Wendeschneidplatten haben unterschiedliche Wege im Umgang mit solchen Materialien — Z. B. Nitrieren und cyanidierung gesendet. Beschichtung kubischen Bornitrid — Recht teuer, aber mit wirklich einzigartigen Eigenschaften — eine solche Beschichtung erhöht die Härte des Werkzeugs, seine Haltbarkeit und die verschleifestigkeit.

Verarbeitung von hitzebeständigen Stählen

Gelten solche Marken Hartmetallen wie р14Ф4, Р10К5Ф5, Р9Ф5, Р9К9. Der Buchstabe P in der Bezeichnung weist auf die Zugehörigkeit dieser hartlegierung zum быстрорежущим. In solchen Legierungen zugesetzt Kobalt und Vanadium, die erheblich erhöht die mechanische Beständigkeit des Schneidwerkzeugs. Anwendung быстрорежущий Legierungen ermöglicht wesentlich schnellere Bearbeitung von legierten Stählen, schneiden Sie die Kosten des Instruments. Aber bei diesen Legierungen gibt es eine Schwachstelle — Sie haben Angst vor überhitzung. Wenn bei der Verarbeitung von Stahl-Werkzeug mit dieser Wendeplatte Stillstand passiert mit Kühlmittelzufuhr Tool in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle kommt in einem schlechten Zustand und muss entweder entsorgt werden, oder напаивать eine neue Platte.

Anwendung Kühlschmierstoff

Dies ist eine der Voraussetzungen für die Bearbeitung von legierten Stählen. Kühlschmierstoff erforderlich, vor allem zur Vermeidung von vorzeitiger Abnutzung des Werkzeugs, Verbesserung der Eigenschaften des Schneidens, weitere qualitativ hochwertige Oberfläche des Werkstücks und verbessert die Genauigkeit der Verarbeitung. Für jede Art des behandelten Stahls, der Art der Wendeplatte, wird sein Kühlmittel, Verfahren zu deren Einreichung im Bereich des Schneidens.

Am effektivsten ist die Methode, die ermöglicht maximale Wärmeabstrahlung aus dem Schnittbereich. Hier bewährt — Hochdruck-kühlschmierstoffzufuhr überwiegend auf die hintere Oberfläche der Bauplatte Schneidwerkzeuge, Fräsen, Kühlschmierstoff und — nur selten auftretende, meist in der Rüstungsindustrie Zwangsarbeit leisten — Kühlung Kohlensäure.

Die Wahl der Art der Kühlung

Abhängig von den Verarbeitungsbedingungen und der technischen Möglichkeiten der Hardware. Die am meisten verbreitete Hochdruck-Kühlung — es kann angewendet werden bei der Drehbearbeitung, Fräsbearbeitung многоинструментальной, beim Schleifen, etc. ein Solches Verfahren ist charakteristisch für viele Gerätehersteller, sowohl für inländische, als auch ausländische. Die Flüssigkeit wird durch sprühen genau im Bereich des Schneidens. Bei Berührung mit dem heißen Metall es schnell verdampft, indem es Wärme und effektiv kühlt die Arbeitsfläche. Der Nachteil der beschriebenen Methode ist es möglich, hohe Verluste zugeschrieben Kühlschmierstoff. Die Anwendung dieser Methode ermöglicht die Steigerung der Standzeit des Werkzeugs fast 6-mal — natürlich wirkt sich dies auf die Kosten der Teile am Ende.

Effektiver ist die gleichzeitige Zufuhr von Kühlschmierstoff in den Bereich des Schneidens und im Bereich der Bildung Späne, aber es ist technisch nicht immer möglich ist, kann hinsichtlich der Verbesserungen der technologischen Ausrüstung. Diese Art der Kühlung eignet sich für среднесерийного und Kleinserienfertigung.

Die effektivste, Wärmeabfuhr aus der Sicht des behandlungsbereichs, ist natürlich die Kühlung mit Kohlendioxid, bei der die Temperatur im Bereich des Schneidens in der Größenordnung von minus 79 °C. Allerdings ist diese Methode die teuerste, gilt nur in edynychnom. Verwendet wird in der Regel in der Rüstungsindustrie, bei der Herstellung von Kleinmengen von hochpräzisen und kritischen Bauteilen, die hergestellt werden aus legiertem Stahl mit besonderen Eigenschaften.

Grundlegende Anforderungen an die Verarbeitung

Für die Bearbeitung von legierten Stählen die Maschine selbst und das System aids (Maschine — Vorrichtung — Werkzeug — Detail) müssen eine Reihe von Qualitäten. Es ist vor allem die erhöhte Steifigkeit des gesamten Systems. Denn legierte Stähle bei der Verarbeitung in der Lage sind, Vibrationen, die an das gesamte System. Bei der geringen Steifigkeit des Systems von aids kann es zu einer Ehe und einem erhöhten Werkzeugverschleiß. Zweitens muss das System ausgelegt sein erhebliche mechanische Belastungen, die auftreten, während der Verarbeitung — und Sie sind viel höher als bei der Bearbeitung von Eisenmetallen. Dritte — minimale spielfreien in den Gelenken und Mechanismen von metallverarbeitenden Anlagen.

Der Elektromotor muss ein erheblicher Sicherheitsfaktor, da die Bearbeitung von Stählen nimmt die erhöhten Belastungen. Aus diesem Grund müssen Sie vor Beginn der Verarbeitung von Stahl Zustand prüfen keilriemengetriebe, Zustand der Bänder und selbst der Riemenscheiben. Die VORRICHTUNGEN und die Instrumente müssen möglichst hart und kurz gehalten werden, um die Auswirkungen der Schnittkräfte auf das Endergebnis.

Alternative Richtung

Optimieren Sie die Bearbeitung von legierten Stählen, kann durch die Verwendung von Ultraschallschwingungen, die schwachen Ströme, Vorwärmung Details — aber alle diese Methoden sind zu teuer, erfordern spezielle zusätzliche Hardware und selten gelten. Am häufigsten in der Praxis verwendet spezielle Säure. Manchmal erfahrene Dreher verwenden die normale Zwiebel, sondern den Saft, der, wie überraschend, deutlich verbessert die Sauberkeit der Werkstückoberfläche, erleichtert den Prozess des Schneidens und längere Standzeit.

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