чем обрабатывать нержавейку на токарном станке
Особенности обработки нержавеющей стали на токарных станках
Нержавеющую сталь обрабатывают уже более 100 лет, но до сих пор эта процедура сопряжена с технологическими сложностями. Из нержавейки выполняют множество деталей, постепенно вытесняющих углеродистую сталь, которая уже не выдерживает возрастающие нагрузки: для современных механизмов порог прочности углеродистых сталей слишком низок. Прочность и стойкость нержавейки, которая не меняет своих свойств при высокой температуре, давлении и воздействии агрессивных сред, влечет за собой сложность ее механической обработки.
Особенности обработки нержавеющей стали
Твердость и предел растяжимости нержавеющей стали и углеродистой почти одинаковы. Однако совпадают лишь механические значения. Отличается микроструктура, способность к упрочнению во время обработки, устойчивость к коррозии.
При обработке резанием нержавейка сначала упруго деформируется, потом обрабатывается легко, после чего переходит в стадию упрочнения. На этой стадии резание возможно только при значительном увеличении усилий. Все эти стадии проходит во время обработки и обычная сталь, но высоколегированная упрочняется намного заметнее.
Главные проблемы при токарной обработке стали:
Вязкость. Дополнительную сложность обработке придает пластичность сталей, особенно характерная для жаропрочных марок. Стружка не обламывается, как у углеродистой стали, а завивается длинной спиралью.
Низкая теплопроводность. Слабая теплопроводность нержавейки — ее преимущество при использовании, но недостаток при обработке. В месте резания температура значительно увеличивается, поэтому необходимо охлаждать металл с помощью специальных жидкостей. Они не только устраняют жар, но и предупреждают образование наклепа, облегчают обработку. Наклеп появляется на рабочем инструменте, изменяет его форму и приводит в негодность. Поэтому чаще всего легированные стали обрабатывают на невысоких скоростях и специальными инструментами.
Сохранение свойств. При воздействии жара сталь не теряет твердость и прочность. Это свойство наиболее выражено у жаропрочных сталей и в комбинации с наклепом оно вызывает скорейший вывод из строя резаков, не дает возможность работать на больших скоростях.
Абразивные соединения. В составе нержавеющей стали присутствуют карбидные и интерметаллические соединения микроскопической величины. Повышенная твердость делает их подобием абразива. Резаки стачиваются и требуют постоянной правки и переточки. Трение при токарной обработке нержавейки на порядок больше, чем во время точения углеродистых сплавов.
Неравномерное упрочнение. В процессе точения материал упрочняется неравномерно. Это не очень важно при обработке маленьких деталей. Но серьезно скажется на качестве вала или другой крупной детали.
Удаление стружки
Скопление длинных спиральных стружек нарушает процесс обработки. Поэтому, с учетом способности нержавейки к упрочнению во время деформации, разрабатываются особые конструкции стружколомов. Кроме этого, используется интенсивная обработка поверхности охлаждающей смазкой.
Смазка подается изнутри резака под высоким давлением чтобы:
При токарной обработке изделий из нержавеющей стали широко используется охлаждение под высоким напором. Распыляется раствор непосредственно в место обработки. Попадая на горячую поверхность, жидкость испаряется и отбирает часть тепла. Поверхность охлаждается. Минус этого способа — большой расход охлаждающей жидкости. Но зато срок использования инструмента увеличивается в шесть раз.
Форма стружколома также очень важна. Геометрия его должна быть положительной, чтобы снизить образование тепла. Передний угол с положительным значением уменьшает самоупрочнение материала и появление наплыва на поверхности резака, устраняя главные причины повреждений во время токарной обработки стали.
Стружколом следует использовать только специализированный, для легированных сталей, хотя стружколомы обычно выпускают универсальными, для работы с самыми разными металлами. Производятся специальные стружколомы и резаки для чистовой, черновой и получистовой резки нержавейки. Они выдают наилучшие результаты и увеличивают производительность труда.
Самоупрочнение стали во время деформации
Более склонен к самоупрочнению аустенитный тип нержавейки, что доставляет дополнительные сложности при любом виде его обработки. Чем сильнее упрочняется материал, тем быстрее изнашивается резак. Эта проблема менее выражена при использовании специальных режущих пластинок. Поверхности их изнашиваются дольше, а рабочие кромки острее обычных. Острые режущие поверхности успевают обработать деталь до самоупрочнения стали и появления наплывов.
Задача усложняется при работе в несколько этапов. Иногда за один подход невозможно выбрать достаточно металла. Тогда это делают поэтапно. Эффективнее за два подхода снять по 3 мм стали, чем за один 6 мм. Рекомендуется также снимать неодинаковый слой металла за первый и второй подходы, например, 4 мм и 2 мм.
Режущий инструмент
Эффект самоупрочнения приводит к быстрому износу резаков. Поэтому разрабатываются специальные формы кромок, переднего угла и особых материалов для резаков по нержавеющей стали.
Существует два вида специализированных режущих инструментов:
Инструменты с химически осажденными покрытиями (CVD) позволяют обрабатывать на токарных станках нержавейку на высоких скоростях, дольше не изнашиваются. Но эти резаки очень тяжело править.
Инструменты с физически осажденными покрытиями (PVD) применяются для аустенитных нержавеек. Они тоньше, чем CVD, с ровной поверхностью и острой режущей частью. Но изнашиваются они быстрее (так как толщина покрытия меньше), работают на меньших скоростях.
Виды резцов
Наивысшую износостойкость показывают резцы с покрытием TiC из твердых сплавов. В процессе производства их цианируют или азотируют. Дорогой и очень эффективный способ укрепления пластин — покрытие нитридом бора кубическим.
Твердосплавные резцы ВК3, Т15К6 и Т30К4 достаточно прочны, тверды и длительное время не изнашиваются. Большей вязкостью отличаются Т5 К110 и Т5К7, они изнашиваются быстрее. А вот для ударных нагрузок предпочтительнее использовать пластины с напайками высокой вязкости ВК8 и ВК6А.
Технологии обработки
Существуют приемы, позволяющие минимизировать отрицательные свойства нержавеющей стали:
Видеоролик демонстрирует процесс изготовления штуцеров из нержавеющей стали:
Каким резцом обрабатывать нержавейку
Способы улучшения стружкоудаления
Токарная обработка – это процесс, в результате которого образуется длинная витая стружка, накапливание которой затрудняет работу. Для удаления стружки нержавеющих сталей предлагается использовать режущий инструмент с внутренней подачей СОЖ под давлением, что особенно эффективно для высоколегированных сталей. Применение такого инструмента обеспечивает:
Минусом такого способа является большой расход охлаждающей жидкости. На высокоточных производствах и в военной промышленности применяют самый дорогой и эффективный метод – охлаждение с использованием углекислоты.
Читать также: Регулирование уровня воды в баке
Важную роль в обработке нержавейки на токарном станке играет конструкция стружколома. Специализированный инструмент для коррозионностойких сталей должен иметь положительный внешний угол, который снижает самоупрочнение и нарост металла на режущей кромке.
Токарная обработка нержавеющей стали
Свойства «нержавейки» мало изменяются при повышенных температурах, воздействии агрессивных сред и высоком давлении. По этой причине ее механическая обработка связана с рядом сложностей:
Снижение самоупрочнения при деформации
Наиболее сильно самоупрочнению, усложняющему процессы черновой, получистовой и чистовой обработки, подвергаются стали аустенитного класса. Для минимизации этого фактора рекомендуется применение режущих пластин с острыми кромками и покрытиями, обладающими повышенной износостойкостью.
При необходимости снятия достаточно толстого слоя, требующего нескольких проходов резца, рекомендуется первый проход делать более глубоким. Второй и при необходимости третий снимаемые слои должны быть мельче.
Повышение ресурса режущей пластины
Увеличения срока службы резца можно добиться:
Современные покрытия разделяют на типы:
Инновационным вариантом являются покрытия, наносимые методом PremiumTec. Они демонстрируют сочетание высокой стойкости к крошению и гладкой поверхности.
Еще один способ повышения износостойкости резцов – использование кислот в качестве смазки. Однако такой метод применяется редко из-за токсичности и вредного влияния на механизмы токарного станка.
Обработка нержавеющей стали на токарном станке
Рабочие процессы в современных установках и агрегатах проходят при значительных нагрузках на все конструктивные элементы. Эксплуатация деталей при высоких скоростях, давлении и температурах приводит к тому, что элементы, выполненные из обычных конструктивных сталей, быстро выходят из строя.
Для работы в таких условиях необходимы особые сплавы, к числу которых относится нержавеющая сталь. Высокая прочность, жаростойкость и хорошие антикоррозийные свойства – основные характеристики нержавейки.
Однако эти свойства сплавов имеют и отрицательные стороны: прочностные характеристики нержавеющей стали не изменяются под воздействием давления и температур, что влечёт за собой сложность механической обработки.
Самоупрочнение нержавеющей стали и выбор режущего инструмента
Самоупрочнение – важнейшая характеристика нержавейки, способная вызвать дополнительные трудности при обработке. Чем сильнее упрочняется материал, тем быстрее изнашивается инструмент. При использовании специальных режущих пластинок эта проблема не так ярко выражена: их рабочие кромки острее обычных, а поверхности изнашиваются дольше.
Минимизировать воздействие самоупрочнения можно путём поэтапного снятия слоёв металла. Наиболее эффективный способ – снятие за два подхода по 3 мм стали. Часто специалисты рекомендуют снимать неодинаковые слои в первом и втором подходе.
Как уже было сказано выше, самоупрочнение приводит к быстрому износу резаков. В целях увеличения эксплуатационного ресурса инструментов разрабатываются специальные формы кромок для нержавейки. Используются два типа режущих инструментов:
Наивысшей износостойкостью отличаются твёрдосплавные резцы с пластинами, покрытыми нитритом бора.
Скорость резания нержавеющей стали устанавливается по такой же методике, что и при обработке обычных конструкционных сплавов. Однако при расчётах необходимо учесть ряд особенностей обработки нержавейки.
Способы оптимизации процесса обработки нержавейки
В производственных условиях применяется ряд методик, позволяющих минимизировать отрицательное влияние характеристик нержавейки на процесс её обработки. Это:
Воздействовать на структуру и механические характеристики материала можно при помощи специальной термической обработки.
Режущий инструмент для токарной обработки нержавеющей стали
Главным рабочим органом токарных станков является резец, дополнительно могут использоваться сверла, зенкеры, развертки, плашки.
Токарные резцы различают по назначению:
Для работы с коррозионностойкими сталями, а также твердыми металлами типа титана и его сплавов используют не только цельные, но и составные резцы. Одним из материалов, востребованных для изготовления вставок для резцов, является эльбор – искусственная альтернатива алмазу, представляющая собой кристаллы кубического бора. Используют обычно такие резцы на закаленных сталях. Эффект от их применения можно получить только при отсутствии вибраций и биения.
Также при изготовлении режущих пластин для работы по нержавейке применяют твердые сплавы следующих типов:
Для чистовой и отделочной обработки используют минералокерамику.
Режущий инструмент
Эффект самоупрочнения приводит к быстрому износу резаков. Поэтому разрабатываются специальные формы кромок, переднего угла и особых материалов для резаков по нержавеющей стали.
Существует два вида специализированных режущих инструментов:
Инструменты с химически осажденными покрытиями (CVD) позволяют обрабатывать на токарных станках нержавейку на высоких скоростях, дольше не изнашиваются. Но эти резаки очень тяжело править.
Инструменты с физически осажденными покрытиями (PVD) применяются для аустенитных нержавеек. Они тоньше, чем CVD, с ровной поверхностью и острой режущей частью. Но изнашиваются они быстрее (так как толщина покрытия меньше), работают на меньших скоростях.
Виды резцов
Наивысшую износостойкость показывают резцы с покрытием TiC из твердых сплавов. В процессе производства их цианируют или азотируют. Дорогой и очень эффективный способ укрепления пластин — покрытие нитридом бора кубическим.
Оборудование для работы с коррозионностойкими сталями
К токарным станкам, на которых планируется резать заготовки из нержавейки, предъявляется комплекс требований, таких как:
Наибольшую точность размеров и минимальную шероховатость обеспечивают станки с ЧПУ, особенно они эффективны при обработке заготовок со сложной поверхностью с криволинейными образующими.
К современным технологическим приемам, применяемым при обработке нержавеющей стали на токарных станках, относится введение в зону реза:
Особенности обработки нержавеющей стали
Упрочнение или наклеп обрабатываемой поверхности, приводящие к увеличению сил резания и снижению стойкости инструмента.
Повышенная температура в зоне резания, обусловленная низким коэффициентом теплопроводности нержавеющей стали, который ухудшает теплоотвод и способствует перегреву режущего инструмента при обработке нержавеющей стали.
Снижение качества чистовой обработки за счет образования нароста на передней поверхности приводящего адгезионному износу режущей хромки.
Выкрашивание режущей кромки вызванная диффузионным износом, происходящим пои высокой температуре в результате взаимодействия однородных элементов обрабатываемой поверхости и режущего инструмента при обработке нержавеющей стали.
Токарная обработка нержавеющей стали
Коррозионностойкая сталь – материал, незаменимый для создания механизмов, изделий, конструкций, испытывающих высокие нагрузки и воздействие агрессивных сред. Однако механическая, в том числе токарная, обработка нержавеющих сталей – процесс, вызывающий определенные трудности. Полный перенос способов обработки обычных углеродистых сталей на коррозионностойкие марки невозможен. Поскольку это приведет к снижению производительности процесса и ухудшению качества конечного продукта. Основные проблемы в работе с нержавейкой – затрудненное удаление стружки, деформационное упрочнение, низкий ресурс режущего инструмента. Если ранее эти препятствия частично преодолевались с помощью резания на низких скоростях, то сегодня такое решение не удовлетворяет требованиям современных производств. Поэтому инженеры постоянно разрабатывают новые технологии и инструменты, облегчающие обработку нержавейки.
Способы улучшения стружкоудаления
Токарная обработка – это процесс, в результате которого образуется длинная витая стружка, накапливание которой затрудняет работу. Для удаления стружки нержавеющих сталей предлагается использовать режущий инструмент с внутренней подачей СОЖ под давлением, что особенно эффективно для высоколегированных сталей. Применение такого инструмента обеспечивает:
Минусом такого способа является большой расход охлаждающей жидкости. На высокоточных производствах и в военной промышленности применяют самый дорогой и эффективный метод – охлаждение с использованием углекислоты.
Важную роль в обработке нержавейки на токарном станке играет конструкция стружколома. Специализированный инструмент для коррозионностойких сталей должен иметь положительный внешний угол, который снижает самоупрочнение и нарост металла на режущей кромке.
Снижение самоупрочнения при деформации
Наиболее сильно самоупрочнению, усложняющему процессы черновой, получистовой и чистовой обработки, подвергаются стали аустенитного класса. Для минимизации этого фактора рекомендуется применение режущих пластин с острыми кромками и покрытиями, обладающими повышенной износостойкостью.
При необходимости снятия достаточно толстого слоя, требующего нескольких проходов резца, рекомендуется первый проход делать более глубоким. Второй и при необходимости третий снимаемые слои должны быть мельче.
Повышение ресурса режущей пластины
Увеличения срока службы резца можно добиться:
Современные покрытия разделяют на типы:
Инновационным вариантом являются покрытия, наносимые методом PremiumTec. Они демонстрируют сочетание высокой стойкости к крошению и гладкой поверхности.
Еще один способ повышения износостойкости резцов – использование кислот в качестве смазки. Однако такой метод применяется редко из-за токсичности и вредного влияния на механизмы токарного станка.
Режущий инструмент для токарной обработки нержавеющей стали
Главным рабочим органом токарных станков является резец, дополнительно могут использоваться сверла, зенкеры, развертки, плашки.
Токарные резцы различают по назначению:
Для работы с коррозионностойкими сталями, а также твердыми металлами типа титана и его сплавов используют не только цельные, но и составные резцы. Одним из материалов, востребованных для изготовления вставок для резцов, является эльбор – искусственная альтернатива алмазу, представляющая собой кристаллы кубического бора. Используют обычно такие резцы на закаленных сталях. Эффект от их применения можно получить только при отсутствии вибраций и биения.
Также при изготовлении режущих пластин для работы по нержавейке применяют твердые сплавы следующих типов:
Для чистовой и отделочной обработки используют минералокерамику.
Оборудование для работы с коррозионностойкими сталями
К токарным станкам, на которых планируется резать заготовки из нержавейки, предъявляется комплекс требований, таких как:
Наибольшую точность размеров и минимальную шероховатость обеспечивают станки с ЧПУ, особенно они эффективны при обработке заготовок со сложной поверхностью с криволинейными образующими.
К современным технологическим приемам, применяемым при обработке нержавеющей стали на токарных станках, относится введение в зону реза:
Обработка нержавеющей стали
Вопросы, рассмотренные в материале:
Обработка нержавеющей стали дает возможность обеспечить изделиям из этого материала необходимые свойства и качества, а также способствует улучшению их внешнего вида. Для этого могут применяться разные технологии. Грамотный подбор оптимальных способов обработки нержавейки позволяет изготавливать разные детали в соответствии с требованиями, предъявляемыми заказчиками.
Классификация нержавеющей стали и сплавов
Классификация сплавов, которые относятся к нержавеющим материалам, представлена в ГОСТ 5632-72. Этот стандарт предусматривает разделение нержавеющих сталей на три вида:
В ГОСТ 5632-72 представлена классификация нержавеющих сталей в зависимости от их структуры:
VT-metall предлагает услуги:
Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы
Описанные выше структуры получаются при охлаждении сплавов, после того, как была проведена термическая обработка нержавеющей стали. На формирование структуры материала существенное влияние оказывает химический состав. Особенно важными элементами являются хром и никель. Изменения в структуре сплавов происходят под влиянием горячей или холодной обработки.
Еще одна классификация нержавеющих сталей построена на виде основного элемента. По этому критерию выделяют:
Чаще всего на отечественном и международном рынке встречаются аустенитные нержавеющие стали 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т. Объемы их производства значительно превышают объемы выпуска других сталей. Они отличаются высокой стойкостью к коррозии в разных агрессивных средах, а также оптимальной технологичностью.
Основные этапы обработки нержавеющей стали
Технология обработки изделий из нержавеющей стали включает четыре основных этапа.
На первом этапе выполняется резка нержавейки. Листы стали нужно разрезать на заготовки, из которых будет собрано готовое изделие. Для этого применяют ручные и автоматизированные методы обработки. Современные технологии позволяют добиваться высокой точности и минимального брака в процессе производства деталей.
На втором этапе происходит фиксация заготовки в обрабатывающих станках. При этом важно предотвратить появление перекосов.
Рекомендуем статьи по металлообработке
Затем в точках соединения элементов выполняют сварные швы. Такая методика соединения деталей обеспечивают необходимую прочность изделия и его устойчивость к механическим нагрузкам. Профессионально выполненные сварные швы выглядят аккуратно и незаметны под слоем краски.
Завершающий этап производства изделий из нержавеющей стали – шлифовка. Такая обработка производится на станке или с помощью ручных инструментов. Абразивный материал при воздействии на поверхность изделия из нержавеющей стали делает ее гладкой и блестящей.
Коротко о видах обработки нержавеющей стали
Наиболее технологичный вариант нарезки заготовок – резка лазером. Этот метод подразумевает нагревание поверхности нержавеющего металла тонким лазерным лучом с последующим разрезанием листа на нужные элементы. Такой способ резки может применяться не только для нержавейки, но и для других металлов. Он обеспечивает минимальный процент брака. Термическая резка не ухудшает характеристики нержавеющего металла.
2. Гидроабразивная резка.
Гидроабразивная резка происходит путем подачи воды, содержащей абразивные элементы под высоким давлением. Суть такой методики в отрывании частиц металла под воздействием потока абразивных веществ. Процесс гидроабразивной резки нержавеющих металлов включает:
Для холодной штамповки применяются специальные штампы, позволяющие получать одинаковые изделия с нужными размерами. Этот метод позволяет:
С помощью штамповки на пробивных станках можно производить металлоконструкции любой формы. На таком оборудовании выпускают витрины, ограждения, стеллажи, стойки для рекламы, решетки, мебельные изделия и т. д.
4. Токарная обработка.
Механическая обработка нержавеющей стали на токарном станке позволяет выпускать изделия сложной формы. Для этого могут использоваться различные приспособления:
В процессе поступательного перемещения резцов по нержавейке можно разрезать листы на заготовки с нужными размерами. Обработка нержавеющих сталей резанием выполняется под контролем специалиста с учетом технического задания, размеров и формы заготовки.
Фрезерная обработка нержавеющей стали используется для получения зубчатых колес, сложных отверстий и углублений. Данный метод предполагает обработку вращающейся фрезой детали, которая надежно закреплена в станке, управление которым осуществляется мастером или с помощью ЧПУ.
6. Слесарные работы.
Слесарные работы выполняются специалистом вручную или с применением особых станков. Они по-прежнему занимают важное место в перечне работ по обработке металла. Одним из направлений слесарной обработки нержавеющей стали выступает сборка заготовок в единое изделие. Она включает:
Что необходимо знать о токарной обработке нержавеющей стали
Нержавейка по твердости материала и его пределу растяжимости напоминает углеродистые сплавы. Нужно отметить, что совпадение наблюдается лишь в механических показателях. При этом внутреннее строение, антикоррозийная стойкость и способность к повышению прочности у нержавеющей и углеродистой сталей отличаются.
Режим обработки нержавеющей стали резанием на начальной стадии предполагает ее упругую деформацию. Затем заготовка из нержавейки легче поддается обработке, после чего начинается этап упрочнения материала. На этом этапе для резки нержавеющей стали необходимо прилагать более существенные усилия. Примерно такие же этапы обработки существуют и в отношении обычных марок стали, но упрочнение высоколегированных сплавов выражено более ярко.
Характерные особенности обработки нержавеющей стали приводят к следующим проблемам в процессе токарной обработки:
Вязкость. Особые трудности с токарной обработкой возникают из-за пластичности, которая свойственна жаропрочным сплавам. При проточке заготовок из таких материалов стружка не ломается, а закручивается в спираль.
Низкая теплопроводность нержавеющей стали считается одним из преимуществ данного материала. Но это свойство создает значительные сложности в ходе обработки. Чтобы предотвратить нагревание металла в точке резания, его охлаждают. Для этого используют специальные смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). Это позволяет снизить температуру в процессе обработке нержавеющей стали и предотвращает формирования наклепа, который образуется на режущем инструменте, ухудшая его характеристики. Учитывая такие особенности обработки легированных сплавов, их обработку выполняют специальными резцами на небольших скоростях.
Сохранение свойств. Жаропрочные сплавы сохраняют свои прочностные характеристики при высоких температурах. Эти свойства в сочетании с эффектом наклепа приводят к тому, что резцы быстро выходят из строя и препятствуют проведению обработки на высоких скоростях.
Абразивные соединения. Сплавы нержавеющей стали содержат мельчайшие соединения карбидов и структурные элементы, состоящие из нескольких металлов. Увеличенная твердость таких вкраплений придает им абразивные свойства, поэтому резцы стачиваются. Мастеру приходится постоянно их править и затачивать.
Неравномерное упрочнение. Упрочнение нержавеющих сталей во время точения носит неравномерный характер. Эта особенность не вносит особых корректив при обработке небольших заготовок, но существенно влияет на процесс обработки и качество крупных деталей.
Формирование длинной спиралевидной стружки нарушает процесс резания нержавеющей стали. Чтобы устранить этот недостаток нужно применять особые конструкции стружколомов. При этом происходит постоянная обработка места резки с помощью СОЖ.
Смазку подают под давлением из резака. Это позволяет:
Обработка нержавеющей стали на токарном станке чаще всего производится в условиях охлаждения резца за счет подачи СОЖ под высоким напором. При соприкосновении с горячей поверхностью охлаждающая жидкость испаряется и отбирает часть тепловой энергии. Недостаток этой технологии заключается в большом расходе СОЖ. Но при этом долговечность режущего инструмента увеличивается в 6 раз.
Важно правильно подобрать форму стружколома. Чтобы уменьшить нагревание режущего инструмента нужно, что передний угол приспособления для удаления стружки был положительным. Такая форма стружколома предотвращает появление наплыва на поверхности резца и устраняет основные причины выхода из строя режущего инструмента.
Важно использовать стружколомы, специально разработанные для легированных сталей. Чаще всего встречаются универсальные приспособления для удаления стружки, которые могут использоваться для разных сплавов. При этом в каталогах производителей можно найти стружколомы и резцы, предназначенные для чистовой, черновой и получистовой обработки нержавеющей стали. Такой инструмент позволяет значительно увеличить скорость резания деталей из нержавейки и повысить их качество.
Требования к токарному оборудованию для обработки нержавеющей стали
Перечислим требования, которые предъявляются к токарным станкам, предназначенным для обработки нержавейки:
Максимальную точность при изготовлении деталей при низкой шероховатости обрабатываемой поверхности могут обеспечить только станки с ЧПУ. Такие машины демонстрируют максимальную эффективность при обработке сложных деталей с криволинейными поверхностями.
Новейшие технологии токарной обработки нержавеющих сталей предполагают также введение в зону точения:
Режущий инструмент для обработки нержавеющей стали
Основным рабочим элементом в процессе токарной обработки нержавеющей стали выступает резец, но кроме него на таких станках могут применяться и другие режущие приспособления – сверла, плашки, зенкеры и т. д.
В зависимости от вида токарной обработки различают несколько видов резцов:
Для точения заготовок из нержавеющих сталей и твердых материалов, таких как титановые сплавы, применяют составные режущие инструменты. Такие резцы могут изготавливаться из эльбора (искусственного материала, по прочности напоминающего алмаз и состоящего из кубовидных кристаллов бора). Такой инструмент используют для обработки закаленных сплавов. Качественная резка металла такими резцами возможна лишь в том случае, если при обработке деталей будет отсутствовать биение или вибрация.
Рассмотрим основные твердосплавные материалы для обработки нержавеющей стали на токарных станках:
Для чистовой обработки нержавеющей стали могут использовать режущий инструмент из минералокерамики.
17 секретов качественной обработки изделий из нержавеющей стали
Тонкие PVD-покрытия позволяют сделать режущую кромку более острой. Они обеспечивают высокую степень гладкости поверхности. Их недостаток заключается в ускоренном износе, который способствует тому, что пластина приходит в негодность. В то же время, данный вид покрытий может успешно применяться для точения аустенитных сталей.
Нарост, формирующийся в процессе резки нержавейки, способен оторвать часть покрытия или элемент режущей кромки, что приводит пластину в негодность. Вероятность образования нароста уменьшается при повышении гладкости покрытия пластины. Наличие PVD-покрытия увеличивает устойчивость режущего инструмента к воздействию абразивных частиц, присутствующих в структуре нержавеющих сплавов.
Но для этого необходимы более жесткие токарные станки с высокой мощностью. К тому же, при таком режиме обработки будет формироваться наклеп. Но ожидаемый эффект превышает возможные негативные последствия, поэтому, как минимум, стоит прислушаться к данному совету.
Применение описанных выше секретов поможет увеличить производительность обработки нержавеющей стали за счет увеличения скорости и подачи резания. Комплексный подход к внедрению рекомендаций позволит также обеспечить высокую стойкость режущих инструментов.
Для работы с дуплексными нержавеющими сталями нужно подбирать резцы с внутренними каналами для подачи в зону резания СОЖ под высоким давлением. Это даст возможность уменьшить температуру обработки, а также позволит эффективно дробить и убирать стружку. Нужно учитывать, что в ферритных и мартенситных сталях никеля содержится меньше, а хрома больше. Увеличение содержания последнего способствует повышению прочности и абразивности материала, в результате чего режущие пластины изнашиваются быстрее. По этой причине для обработки сплавов с высоким содержанием хрома нужно использовать резцы с износостойкими покрытиями.
Обработка поверхности нержавеющей стали путем шлифовки
Шлифовка позволяет не только придать гладкость и эстетичный вид поверхности заготовки из нержавеющей стали, но и дает возможность устранить поверхностные дефекты материала. Наряду со шлифованием, полировку нержавейки можно выполнить вручную или на оборудовании с электро- или пневмоприводом. Наиболее распространенные виды таких устройств выглядят следующим образом:
При выполнении операций по шлифованию нержавеющей стали используют шлифовальные листы и специнструмент, который называют шлифками. В производственных условиях шлифование производится на особом оборудовании. Обработка с применением шлифка выполняется в такой последовательности:
Если обработка нержавейки шлифком выглядит нецелесообразной, то мастера применяют специальные шлифовальные листы. Для оптимального выбора инструмента для шлифования нержавеющей стали по параметрам зернистости необходимо провести пробную обработку черновых заготовок.
Для шлифования может использоваться пескоструйная обработка нержавеющей стали или токарные станки, оборудованные соответствующими кругами. Последний вариант шлифовки может выполняться как на производстве, так и в домашней мастерской. Для этого подойдут даже самые простые модели токарных станков.
Особенности финишной обработки нержавеющей стали путем травления
Электрохимическая обработка нержавеющей стали и травление также входят в перечень наиболее распространенных технологий работы с этим материалом. Травление применяется для того, чтобы устранить различные дефекты на поверхности нержавейки. Таким способом можно удалить остатки сварки, следы термической обработки и т. д. С помощью травления удаляются цвета побежалости и обновляют на поверхности нержавеющей стали пассивный слой, который обеспечивает защиту материала от высоких температур.
Химическая обработка нержавеющей стали в производственных условиях предполагает использование водных растворов кислот и щелочных сред. В первом случае травление происходит в два этапа. Сначала выполняется обработка нержавейки сернокислым раствором, а затем составом на основе азотной кислоты. Для травления в щелочной среде деталь из нержавеющей стали нужно поместить в расплавленную каустическую соду. Это позволяет разрушить оксидную пленку на поверхности изделия без изменения структуры обрабатываемого материала.
Для травления нержавейки в домашних условиях применяют специальные пасты в виде желе. При этом нужно учитывать, что такие средства, помимо плавниковой и азотной кислоты, содержат HCl и хлориды, которые несут угрозу для здоровья людей. Работать с ними нужно очень осторожно.
Нанесение пасты для травления нержавеющей стали выполняется только на очищенную и обезжиренную поверхность. Изделие нужно вначале промыть в теплой воде с моющим средством. После нанесения травильной пасты с помощью кисточек или пластиковых лопаток необходимо подождать от 10 минут до часа и смыть ее проточной водой.
Наиболее популярными видами паст для травления нержавеющей стали сегодня считаются следующие составы:
Почему следует обращаться к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.