Аустенитная нержавеющая сталь, являющаяся сплавом железа, хрома и никеля, обеспечивает повышенную прочность и высокую коррозионную стойкость деталей, используемых на сегодняшний день в самых разнообразных сферах. Однако при всех преимуществах материала ISO M у него имеются и недостатки. Никель в сплаве, характеризуемый высокой устойчивостью к коррозии, также придает материалу повышенную твердость, вследствие чего возрастает сложность обработки. К счастью, имеются приемы, которые помогают справиться с этой проблемой и существенно повысить производительность операций по обработке аустенитной нержавеющей стали.
Вот несколько примеров наиболее эффективных приемов.
Использование остро заточенных твердосплавных инструментов
Традиционно инженеры полагали, что из-за повышенной твердости заготовок из аустенитной нержавеющей стали для их обработки необходима повышенная сила резания. Это предполагает применение более прочных инструментов с отрицательным углом при малой глубине резания и подаче. Однако данный подход приводит к снижению стойкости инструмента, большей длине стружки, образованию заусенцев, ухудшению качества обработки и нежелательной вибрации. На самом деле усилие резания аустенитной нержавеющей стали ненамного выше по сравнению с обычной сталью. Большая часть дополнительного энергопотребления связана с характеристиками теплопередачи и деформационного упрочнения.
Резание металлов сопряжено с деформациями, и при обработке стойкой к деформации аустенитной нержавеющей стали выделяется избыточное тепло. Теплоотвод из зоны резания – задача особой важности. К сожалению, кроме сопротивления деформации, аустенитная сталь также имеет пониженную теплопроводность. Из-за этого заготовка и стружка в процессе обработки поглощают очень мало тепла, и избыточное тепло передается непосредственно на инструмент, что существенно снижает его стойкость.
С другой стороны, применение твердосплавных инструментов решает эту проблему и обеспечивает надлежащую твердость режущих кромок, что позволяет выдержать повышенную температуру при обработке аустенитной нержавеющей стали. Имея более острые режущие кромки, твердосплавные инструменты действительно эффективно режут нержавеющую сталь, а не деформируют ее, что обуславливает меньшее тепловыделение в зоне резания.
Увеличение глубины резания на высоких подачах
Особенность аустенитной нержавеющей стали такова, что чем больше сечение стружки, тем больше тепла она может отвести из зоны резания. Самый эффективный способ получения большой стружки – это увеличение глубины резания и величины подачи. Большие глубины резания также сократят количество проходов, требуемых для обработки детали. Это важный фактор, поскольку аустенитная нержавеющая сталь подвергается серьезному деформационному упрочнению в течение длительных операций резания.
Однако существуют практические ограничения в интенсивной тактике обработки. Так, в конечном счете интенсивность параметров резания должна определяться мощностью станка, а также прочностью инструмента и самой детали. Кроме того, инженерам следует пересмотреть процесс чистовой обработки, который традиционно включает в себя большое количество проходов при небольшой глубине резания и малой скорости подачи. Самая эффективная стратегия – это максимизация данных параметров резания, так как это может повысить стойкость инструмента и качество обработки поверхности детали.
Использование подходящей смазочно-охлаждающей жидкости под высоким давлением
По причине проблемных тепловых явлений при обработке аустенитных нержавеющих сталей применение СОЖ, как правило, является фактором, определяющим эффективность процесса. Жидкость должна быть высокого качества, с содержанием масла в водомасляной эмульсии минимум восемь или девять процентов по сравнению с тремя-четырьмя процентами, характерными для большинства технологических операций. Чем выше давление подачи СОЖ, тем лучше она обеспечивает теплоотвод из зоны резания. Для еще большей эффективности рекомендуется использовать специализированные системы подачи смазочно-охлаждающей жидкости, такие как JetstreamTooling производства Seco, которые направляют поток жидкости под высоким давлением непосредственно в зону резания.
Специалисты компании Seco разработали ряд усовершенствованных продуктов и решений, которые обеспечивают эффективную обрабатываемость аустенитной нержавеющей стали ISOM, и ввиду растущего спроса на высокотехнологичные материалы разработки будут активно продолжаться.
Источник материала: перевод статьи
Best Practices for Austenitic Stainless Steel (ISO M) Machining,
Cutting Edge Conversation
Автор статьи-оригинала:
Дон Грехем (Don Graham),
менеджер по вопросам образования и технического обслуживания
Об авторе статьи
Дон Грехем – менеджер по вопросам образования и технического обслуживания Seco, ответственный за всю образовательную деятельность на территории Североамериканской зоны свободной торговли (NAFTA), испытания новой продукции и оказание различных технических услуг. Вне работы он любит готовить кленовый сироп, восстанавливать старинные тракторы и заниматься фермерством.