Jako dostawca rur ze stali nierdzewnej 420 często spotykam klientów, którzy nie są pewni, jakie narzędzia skrawające będą najodpowiedniejsze do obróbki tego konkretnego materiału. W tym poście na blogu podzielę się spostrzeżeniami na temat narzędzi skrawających, które dobrze współpracują z rurami ze stali nierdzewnej 420, w oparciu o moje doświadczenie w branży.
Zrozumienie rur ze stali nierdzewnej 420
Przed zagłębieniem się w narzędzia tnące konieczne jest zrozumienie właściwości rur ze stali nierdzewnej 420. Stal nierdzewna 420 jest martenzytyczną stalą nierdzewną, co oznacza, że można ją poddawać obróbce cieplnej w celu uzyskania wysokiej twardości i wytrzymałości. Zawiera około 12% chromu, co zapewnia dobrą odporność na korozję, szczególnie w łagodnych środowiskach. Twardość stali nierdzewnej 420 może wahać się od stosunkowo miękkiej w stanie wyżarzonym do bardzo twardej po obróbce cieplnej. Ta różnica w twardości ma znaczący wpływ na wybór narzędzi skrawających. Bardziej szczegółowe informacje można znaleźć na tematRura ze stali nierdzewnej 420.
Narzędzia skrawające ze stali szybkotnącej (HSS).
Stal szybkotnąca jest tradycyjnym i szeroko stosowanym materiałem na narzędzia skrawające. Narzędzia skrawające HSS są stosunkowo niedrogie i można je łatwo naostrzyć. Do obróbki rur ze stali nierdzewnej 420 w stanie wyżarzonym dobrym rozwiązaniem mogą być narzędzia HSS.
Narzędzia HSS charakteryzują się dobrą wytrzymałością, co pozwala im wytrzymać siły skrawania bez łatwego odpryskiwania. Mają jednak ograniczenia, jeśli chodzi o obróbkę szybkobieżną lub cięcie stali nierdzewnej 420 poddanej obróbce cieplnej. Odporność na wysokie temperatury stali HSS nie jest tak dobra, jak w przypadku niektórych innych materiałów. Przy dużych prędkościach skrawania generowane ciepło może spowodować utratę twardości narzędzia HSS, co skutkuje szybkim zużyciem narzędzia.
Podczas używania narzędzi HSS do rur ze stali nierdzewnej 420 ważne jest, aby prędkość skrawania była stosunkowo niska. Typowa prędkość skrawania narzędzi tokarskich HSS na wyżarzonej stali nierdzewnej 420 może mieścić się w zakresie 20–30 metrów na minutę. Należy również dokładnie kontrolować posuw, aby uniknąć przeciążenia narzędzia.
Narzędzia skrawające z węglika
Narzędzia skrawające z węglików spiekanych są popularnym wyborem do obróbki rur ze stali nierdzewnej 420, zwłaszcza gdy wymagana jest wyższa produktywność i lepsze wykończenie powierzchni. Węglik to twardy i odporny na zużycie materiał, który wytrzymuje wysokie prędkości skrawania i temperatury.
Istnieją dwa główne typy węglików: węglik spiekany i węglik powlekany. Węglik spiekany wytwarza się przez spiekanie cząstek węglika wolframu z metalem wiążącym, zwykle kobaltem. Ma doskonałą twardość i odporność na zużycie, dzięki czemu nadaje się do cięcia zarówno wyżarzonej, jak i poddanej obróbce cieplnej stali nierdzewnej 420.
Narzędzia z węglika powlekanego wynoszą wydajność węglika na wyższy poziom. Powłoka może zapewnić dodatkowe korzyści, takie jak zmniejszone tarcie, poprawiona odporność na ciepło i dłuższa żywotność narzędzia. Typowe powłoki obejmują azotek tytanu (TiN), węglikoazotek tytanu (TiCN) i azotek aluminium i tytanu (AlTiN).
W przypadku stosowania narzędzi węglikowych do rur ze stali nierdzewnej 420 można zastosować wyższe prędkości skrawania w porównaniu z narzędziami HSS. Na przykład podczas toczenia można osiągnąć prędkość skrawania 80–150 metrów na minutę za pomocą narzędzi węglikowych, w zależności od konkretnego gatunku węglika i twardości stali nierdzewnej 420. Jednakże narzędzia węglikowe są bardziej kruche niż narzędzia HSS, dlatego właściwa kontrola wiórów i parametry skrawania mają kluczowe znaczenie, aby zapobiec pękaniu narzędzia.
Ceramiczne narzędzia tnące
Ceramiczne narzędzia skrawające znane są z wyjątkowo wysokiej twardości i odporności na ciepło. Nadają się do obróbki z dużą szybkością rur ze stali nierdzewnej 420 poddanej obróbce cieplnej. Narzędzia ceramiczne mogą pracować z prędkościami skrawania kilkakrotnie wyższymi niż narzędzia węglikowe.
Narzędzia ceramiczne są jednak bardzo kruche i wymagają precyzyjnych warunków skrawania. Są wrażliwe na wstrząsy i wibracje, dlatego konfiguracja obróbki musi być sztywna, a parametry skrawania starannie zoptymalizowane. Posuwy dla narzędzi ceramicznych są zwykle niższe niż dla narzędzi węglikowych, aby uniknąć nadmiernego zużycia lub złamania narzędzia.
Jedną z zalet narzędzi ceramicznych jest ich zdolność do zapewnienia dobrego wykończenia powierzchni rury ze stali nierdzewnej 420. Mogą również zmniejszać siły skrawania, co jest korzystne dla całego procesu obróbki.
Narzędzia diamentowe do cięcia
Diamentowe narzędzia skrawające, zarówno naturalne, jak i syntetyczne, zapewniają najwyższy poziom twardości i odporności na zużycie. Idealnie nadają się do obróbki rur ze stali nierdzewnej 420, gdy wymagana jest wyjątkowo wysoka precyzja i jakość powierzchni.
Narzędzia diamentowe są jednak bardzo drogie i wykorzystywane są głównie do zastosowań specjalistycznych. Nie we wszystkich przypadkach nadają się również do cięcia materiałów żelaznych, takich jak stal nierdzewna 420. W wysokich temperaturach diament może reagować z żelazem zawartym w stali nierdzewnej, powodując zużycie narzędzia. Dlatego podczas stosowania narzędzi diamentowych do rur ze stali nierdzewnej 420 należy dokładnie kontrolować warunki skrawania, aby zminimalizować temperaturę na krawędzi skrawającej.
Rozważania dotyczące wyboru narzędzia tnącego
Wybierając odpowiednie narzędzie skrawające do obróbki rur ze stali nierdzewnej 420, należy wziąć pod uwagę kilka czynników:
- Twardość stali nierdzewnej 420: Jak wspomniano wcześniej, twardość materiału odgrywa kluczową rolę. Wyżarzoną stal nierdzewną 420 można obrabiać za pomocą szerszej gamy narzędzi skrawających, podczas gdy stal nierdzewna 420 poddana obróbce cieplnej wymaga narzędzi bardziej odpornych na zużycie, takich jak węglik, ceramika lub diament.
- Operacja obróbki: Różne operacje obróbki, takie jak toczenie, frezowanie, wiercenie lub szlifowanie, wymagają różnych typów narzędzi skrawających. Na przykład wiertło służy do wykonywania otworów, natomiast narzędzie tokarskie służy do kształtowania zewnętrznej powierzchni rury.
- Wymagania dotyczące wydajności: Jeśli priorytetem jest wysoka produktywność, lepszym wyborem będą narzędzia skrawające z węglików spiekanych lub ceramiki, ponieważ mogą pracować z większymi prędkościami skrawania. Jeśli jednak głównym problemem są koszty, a wielkość produkcji jest niewielka, bardziej odpowiednie mogą być narzędzia HSS.
- Wymagania dotyczące wykończenia powierzchni: W zastosowaniach, w których wymagane jest gładkie wykończenie powierzchni, narzędzia diamentowe lub węglikowe powlekane mogą zapewnić lepsze wyniki w porównaniu z narzędziami HSS.
Porównanie z innymi martenzytycznymi stalami nierdzewnymi
Interesujące jest również porównanie obróbki rur ze stali nierdzewnej 420 z innymi martenzytycznymi stalami nierdzewnymi, takimi jakRura ze stali nierdzewnej 403IStal nierdzewna 440C.
Stal nierdzewna 403 ma podobny skład do stali nierdzewnej 420, ale może mieć nieco inne właściwości mechaniczne. Generalnie narzędzia skrawające i parametry obróbki stali nierdzewnej 403 są porównywalne do stali nierdzewnej 420. Jednakże stal nierdzewna 440C znana jest z wysokiej zawartości węgla, co czyni ją twardszą i bardziej odporną na zużycie niż stal nierdzewna 420. Obróbka stali nierdzewnej 440C często wymaga bardziej zaawansowanych narzędzi skrawających, takich jak narzędzia ceramiczne lub diamentowe, nawet w przypadku stosunkowo prostych operacji obróbki.
Wniosek
Podsumowując, wybór narzędzi skrawających do obróbki rur ze stali nierdzewnej 420 zależy od różnych czynników, w tym twardości materiału, operacji obróbki, wymagań produktywności i wymagań dotyczących wykończenia powierzchni. Narzędzia ze stali szybkotnącej nadają się do obróbki wyżarzanej stali nierdzewnej 420 i produkcji małoseryjnej, natomiast narzędzia z węglików spiekanych stanowią wszechstronną opcję do szerokiego zakresu warunków obróbki. Narzędzia ceramiczne i diamentowe są zarezerwowane do obróbki z dużymi prędkościami i zastosowań, w których niezbędna jest wysoka precyzja i jakość powierzchni.
Jeśli jesteś na rynku rur ze stali nierdzewnej 420 lub masz pytania dotyczące ich obróbki, skontaktuj się z nami, aby uzyskać więcej informacji. Jesteśmy tutaj, aby pomóc Ci dokonać właściwego wyboru dla Twoich konkretnych potrzeb.
Referencje
- Podręcznik ASM, tom 16: Obróbka skrawaniem. Międzynarodowy ASM.
- Podręcznik danych obróbkowych, wydanie trzecie. Współpracownicy naukowi Metcut.