Bearbeitung von nichtrostenden und hitzebeständigen Stählen
Relevanz
Nichtrostender Stahl ist definiert als eine Legierung, die in der Lage ist, langfristig chemisch aktiven Umgebungen standzuhalten, seien es raue atmosphärische Bedingungen oder saure oder alkalische Umgebungen in der chemischen Produktion. In letzter Zeit werden Kohlenstoffstähle in vielen Baugruppen, Maschinen und Mechanismen immer seltener verwendet und nach und nach durch Elemente aus Spezialstählen ersetzt. Der Grund dafür ist, dass gewöhnliche Stähle einen bestimmten Grenzwert haben, ab dem sie bei zunehmender Beanspruchung, z. B. bei hohen Temperaturen, Druck oder in Gegenwart aggressiver Medien, nicht mehr verwendet werden können. In diesem Fall werden sie erfolgreich durch hitzebeständige und widerstandsfähige nicht rostende Stähle und legierte Legierungen mit exklusiven Eigenschaften ersetzt, die sich dort bewähren, wo gewöhnlicher Stahl versagen würde.
Vorteile der nichtrostenden Stähle
Hitzebeständigkeit. Hitzebeständig ist ein Material, das hohen Temperaturen standhalten kann, ohne seine mechanische Festigkeit zu verlieren. Feuerfeste Stähle werden auch als ausscheidungshärtend eingestuft, wenn ein anderes Legierungselement als der Ausgangsstahl in fein verteilter Form freigesetzt und im gesamten Metall verteilt wird. Hitzebeständigkeit beschreibt einen Werkstoff, der bei Erwärmung seine Korrosionsbeständigkeit nicht verliert. Korrosionsbeständige legierte Stähle vereinen diese Eigenschaften. Die hohe Festigkeit und Zähigkeit dieser Werkstoffe macht ihre Bearbeitung schwierig, was sich besonders beim Schneiden und bei der Spanabfuhr bemerkbar macht. Dies erfordert spezielle Werkzeuge, Schnittbedingungen, Kühlmittelauswahl und andere wichtige Details.
Bearbeitung
Beim Vergleich der physikalischen und mechanischen Eigenschaften von legiertem Stahl und normalem Stahl wurde festgestellt, dass Indikatoren wie Zugfestigkeit und Härte ungefähr gleich sind. Legierte und unlegierte Stähle weisen jedoch dieselben mechanischen Eigenschaften auf, während sich andere Eigenschaften erheblich unterscheiden können - insbesondere in Bezug auf Mikrostruktur, Korrosionsbeständigkeit und mechanische Verfestigung. Das Zug-Druck-Diagramm, das aus der Festigkeits- und Drucklehre bekannt ist, kommt einem in den Sinn. Das Diagramm beginnt mit dem Bereich der elastischen Dehnung, in dem das Material nach Wegnahme der Last in seinen Ausgangszustand zurückkehrt, ohne sich zu verformen. Eine Erhöhung der Last führt zu einer Zone der so genannten "Fließfähigkeit", in der sich das Material ohne wesentliche Erhöhung der aufgebrachten Kraft zu verformen beginnt. In der Grafik ist dies praktisch eine horizontale Linie. Darauf folgt eine starke Verfestigung - und um das Material weiter zu verformen, muss die aufgebrachte Kraft deutlich erhöht werden. Der gleiche Prozess findet bei der Metallzerspanung statt, allerdings nur in der Oberflächenschicht des Metalls - er ist mit Veränderungen des Kristallgitters unter mechanischer Belastung verbunden. Dies gilt auch für konventionellen Stahl, allerdings ist die Verfestigung bei legierten Stählen viel stärker ausgeprägt. Nicht zu vergessen sind die Unterschiede in den Eigenschaften wie Wärmeleitfähigkeit, Schmelzpunkt usw., die sich ebenfalls erheblich auf den Bearbeitungsprozess auswirken.
Zerspanung
Bei der zerspanenden Bearbeitung sind die Härtungswerte von legierten Stählen recht hoch und erfordern eine erhebliche Kraftanwendung. Außerdem sind die meisten legierten Stähle, insbesondere hitzebeständige Stähle, sehr zäh. Der Duktilitätskoeffizient wird durch das Verhältnis von Streckgrenze zu Zugfestigkeit angegeben. Je niedriger das Verhältnis ist, desto duktiler ist das Material und desto mehr verfestigt es sich unter mechanischer Belastung. Und nichtrostende Stähle werden als hochduktil eingestuft. Die Duktilität hat aber auch eine andere Seite, die so genannte "Zähigkeit" des Werkstoffs. Bei der Bearbeitung von legiertem Stahl auf einer Drehmaschine brechen die Späne nicht wie bei der Bearbeitung von Kohlenstoffstählen gleicher Härte, sondern rollen sich zu einem langen Band zusammen. Dies ist sehr lästig und erschwert die Bearbeitung im Automatikbetrieb.
Die zweite Eigenschaft von legiertem Stahl bei der Bearbeitung ist seine niedrige Wärmeleitfähigkeit, die zu höheren Temperaturen im Arbeitsbereich führt und eine optimale Auswahl des Kühlmittels erfordert, das neben einer wirksamen Wärmeabfuhr auch das Schneiden erleichtern und die Wölbung verhindern muss. Die Wölbung tritt an der Hinterkante des Schneideinsatzes auf, führt zu Veränderungen der Schneidengeometrie und letztlich zum vorzeitigen Ausfall des Fräsers. Für die Bearbeitung von legierten hitzebeständigen Stählen werden in der Regel keine hohen Schnittgeschwindigkeiten empfohlen, da sie das Werkstück verteuern. Dies kann durch die Verwendung spezieller Schneidplatten, die ausschließlich für legierte Stähle ausgelegt sind, und spezieller Kühlmittel umgangen werden.
Die dritte Eigenschaft ist, dass die Festigkeit und Härte auch bei hohen Temperaturen erhalten bleibt. Dies ist besonders charakteristisch für hitzebeständige Stähle, was in Verbindung mit der Überlappung zu einem beschleunigten Verschleiß des Schneidwerkzeugs führt und den Einsatz hoher Drehzahlen verhindert.
Viertens ist im Stahl ein Mischkristall der zweiten Phase mit extrem harten intermetallischen und Karbidverbindungen vorhanden, die trotz ihrer mikroskopisch kleinen Abmessungen auf die Oberfläche des Schneidwerkzeugs wie ein Schleifmaterial wirken. Die Werkzeuge verschleißen und stumpfen viel schneller ab, was dazu führt, dass sie häufig nachgeschliffen und die Schneidengeometrie neu eingestellt werden muss. Die Praxis zeigt, dass der Reibungskoeffizient bei der Bearbeitung von legiertem Stahl um eine Größenordnung höher ist als bei der Bearbeitung von normalem Kohlenstoffstahl.
Fünftens. Die geringe Vibrationsfestigkeit wird durch ungleichmäßige Härtungsprozesse während der Zerspanung verursacht, da die plastische Verformung am Anfang und in der Mitte der Bearbeitung unterschiedlich verläuft. Wenn Sie ein kleines Teil bearbeiten, kann dieses Phänomen im Prinzip vernachlässigt werden. Handelt es sich jedoch um ein langes Werkstück, wie z. B. eine Welle, kann dies recht knifflig werden.
Optimierung des Prozesses
All diese Phänomene erfordern eine besondere Herangehensweise an die Bearbeitung von legiertem Stahl, insbesondere wenn die Bearbeitung vollautomatisch erfolgt - zum Beispiel auf Langdrehautomaten und CNC-Maschinen mit automatischem Stangenlader. Wie die Auswirkungen negativer Einflüsse" minimiert werden können, zeigen wir am Beispiel des Drehens, dem häufigsten Bearbeitungsprozess. Beim Drehen wird von einem Werkstück, das sich um seine Achse dreht, eine Spanschicht abgetragen. Das Werkzeug bewegt sich in diesem Fall in zwei Koordinaten in der horizontalen Ebene. Die Zerspanungskräfte bewirken eine teilweise Verschiebung des Kristallgitters und führen zu Naklep oder Oberflächenverhärtung. In diesem Fall wird ein beträchtlicher Teil der Reibungsenergie des Werkzeugs in Wärmeenergie umgewandelt, und, wie wir uns erinnern, hat das Material eine geringe Wärmeleitfähigkeit. Die Oberfläche des Werkstücks erwärmt sich ungleichmäßig und vibriert, und die negativen Auswirkungen dieser Faktoren werden noch verstärkt.
Um das Abstumpfen des Werkzeugs zu verringern, können Sie die Abtragsleistung und den Werkzeugvorschub verringern und die Spindeldrehzahl erhöhen. Das Ergebnis ist eine Oberfläche mit einer höheren Rauhigkeitsklasse. Die Säurebehandlung von legierten Stählen hat sich als sehr wirksam erwiesen, um Phänomene wie beschleunigten Werkzeugverschleiß und Aufbauschneiden zu verringern, obwohl sie für die Drehmaschine und den Dreher sehr nachteilig ist. Die Optimierung der Bearbeitung von legiertem Stahl bedeutet in erster Linie die optimale Auswahl von Schneidwerkzeugen mit verbesserter Standzeit, die Wahl der optimalen Schnittbedingungen, die Auswahl des Kühlmittels und dessen optimale Zufuhr.
Schneidstoffsorten
Die Hartmetalllegierungen T30K4, T15K6, BK3 haben eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit. T5K7, T5K110 sind duktiler, aber weniger verschleißfest. BK6A, BK8 schließlich sind weniger verschleißfest, aber zäher - sie haben sich bei Schlaganwendungen bewährt.
Beschichtete Hartmetalleinsätze - TiC
Sie zeichnen sich durch ihre hohe Verschleißfestigkeit aus. Die Zerspanungseigenschaften von Hartmetall-Wendeschneidplatten werden durch verschiedene Behandlungen wie Nitrieren und Zyanidieren erheblich beeinflusst. Die Beschichtung mit kubischem Bornitrid ist recht teuer, hat aber einzigartige Eigenschaften - sie erhöht die Härte, Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit der Werkzeuge um ein Vielfaches.
Bearbeitung von hochwarmfesten Stählen
Die folgenden Hartlegierungen werden verwendet: Р14Ф4, Р10К5Ф5, Р9Ф5, Р9К9. Der Buchstabe P in der Bezeichnung zeigt an, dass die Hartlegierung zur Hochgeschwindigkeit gehört. In solchen Legierungen sind Kobalt und Vanadium zugesetzt, was die mechanische Widerstandsfähigkeit des Schneidwerkzeugs stark erhöht. Die Verwendung von Hochgeschwindigkeitslegierungen ermöglicht es, die Bearbeitung von legierten Stählen erheblich zu beschleunigen und den Werkzeugverbrauch zu senken. Diese Legierungen haben jedoch einen Nachteil - sie sind überhitzungsgefährdet. Kommt es bei der Bearbeitung von Stahl mit einem Werkzeug mit einer solchen Schneidplatte zu einem Ausfall der Kühlmittelzufuhr, wird das Werkzeug in den meisten Fällen unbrauchbar und man muss es entweder entsorgen oder eine neue Platte montieren.
Einsatz von Kühlmittel
Dies ist eine der Voraussetzungen für die Bearbeitung von legierten Stählen. Das Kühlmittel ist vor allem notwendig, um einen vorzeitigen Werkzeugverschleiß zu verhindern, die Schneideigenschaften zu verbessern, eine bessere Oberflächengüte des bearbeiteten Werkstücks zu erzielen und die Bearbeitungsgenauigkeit zu erhöhen. Für jeden zu bearbeitenden Stahl und jeden Schneideinsatz wird das Kühlmittel ausgewählt, und auch die Art seiner Zufuhr in den Schneidbereich wird ausgewählt.
Die effektivste Methode ist diejenige, die eine maximale Wärmeabfuhr aus dem Schneidbereich ermöglicht. In diesem Fall haben die Hochdruck-Kühlmittelzufuhr vor allem an der Rückseite des Schneidwerkzeugs, die Schneidflüssigkeitszerstäubung und, eher selten, vor allem in Rüstungsbetrieben, die Kühlung durch Kohlendioxid einen guten Ruf.
Die Wahl der Kühltechnik
hängt von den Bearbeitungsbedingungen und den technologischen Möglichkeiten der Anlage ab. Die Hochdruckkühlung ist die am weitesten verbreitete Methode und kann beim Drehen, Mehrwerkzeugfräsen, Schleifen usw. eingesetzt werden. Diese Methode wird von vielen in- und ausländischen Maschinenherstellern angewandt. Die Flüssigkeit wird präzise in den Schneidbereich gesprüht. Wenn sie mit dem erhitzten Metall in Berührung kommt, verdampft sie schnell, führt die Wärme ab und kühlt die Arbeitsfläche effektiv. Der Nachteil dieser Methode ist der hohe Verlust an Kühlmittel. Mit dieser Methode lässt sich die Standzeit des Werkzeugs bis zu einem Faktor von 6 erhöhen, was sich am Ende natürlich in den Kosten des Werkstücks niederschlägt.
Effektiver ist es, das Kühlmittel gleichzeitig im Schneidbereich und im Bereich der Spanbildung aufzubringen, was aber technisch nicht immer möglich ist und unter Umständen Änderungen an den Bearbeitungsmaschinen erfordert. Diese Art der Kühlung eignet sich für die Mittel- und Kleinserienfertigung.
Die effizienteste Art, Wärme aus der Bearbeitungszone abzuführen, ist natürlich die Kühlung mit Kohlendioxid, die eine Schnitttemperatur von minus 79 °C ergibt. Sie ist jedoch die kostspieligste Methode und eignet sich nur für Einzelanfertigungen. Sie wird häufig im Verteidigungsbereich für Kleinserien von hochpräzisen und kritischen Teilen aus legierten Stählen mit besonderen Eigenschaften eingesetzt.
Hauptanforderungen an die Bearbeitung
Bei der Bearbeitung von legiertem Stahl müssen die Maschine selbst und ihr Hilfssystem (Maschine - Vorrichtung - Werkzeug - Werkstück) mehrere betriebliche Anforderungen erfüllen. Dazu gehört die erhöhte Steifigkeit des gesamten Systems. Legierte Stähle können bei der Bearbeitung Schwingungen verursachen, die sich auf das System übertragen. Wenn die Steifigkeit des AIDS-Systems zu gering ist, kann dies zu Ausschuss und Werkzeugverschleiß führen. Zweitens muss das System den hohen mechanischen Belastungen standhalten, die bei der Bearbeitung auftreten - und diese sind viel höher als bei der Bearbeitung von Eisenmetallen. Drittens: minimales Spiel in den Einheiten und Mechanismen der Metallbearbeitungsgeräte.
Der Elektromotor muss eine große Sicherheitsspanne aufweisen, da die Bearbeitung von legiertem Stahl mit hohen Belastungen verbunden ist. Aus demselben Grund ist es notwendig, den Zustand des Keilriemengetriebes, der Riemen und Riemenscheiben selbst zu überprüfen, bevor Sie mit der Stahlbearbeitung beginnen. Die Vorrichtungen und Werkzeuge sollten so steif und kurz wie möglich sein, um den Einfluss der Schnittkräfte auf das Endergebnis zu verringern.
Alternative Wege
Eineoptimierte Bearbeitung von legierten Stählen kann durch den Einsatz von Ultraschallschwingungen, sanften Strömungen und Vorwärmen der Teileerreicht werden - aber diese Methoden sind alle zu teuer, erfordern spezielle Zusatzgeräte und werden nur selten eingesetzt. Meistens werden in der Praxis spezielle Säuren verwendet. Gelegentlich verwenden erfahrene Drechsler die gängigste Zwiebel bzw. ihren Saft, was überraschenderweise die Reinheit der Oberflächen deutlich verbessert, den Schneidvorgang erleichtert und die Lebensdauer des Werkzeugs erhöht.
Kaufen, Preis
Evek GmbH hat eine breite Palette von Produkten aus rostfreiem Stahl auf Lager. Wir schätzen die Zeit unserer Kunden und sind bereit, bei der optimalen Auswahl zu helfen. Unsere erfahrenen Beratungsmanager stehen Ihnen zur Verfügung. Die Qualität der Produkte wird durch die strikte Einhaltung der Produktionsnormen garantiert. Die Vorlaufzeit ist minimal. Großhändler erhalten ermäßigte Preise.
Relevanz
Einenichtrostende Stahllegierung ist definiert als eine Leg ierung, die in der Lage ist, langfristig chemisch aktiven Umgebungen standzuhalten, seien es feindliche atmosphärische Bedingungen oder saure oder alkalische Umgebungen in der chemischen Produktion. In letzter Zeit werden Kohlenstoffstähle in vielen Baugruppen, Maschinen und Mechanismen immer seltener verwendet und nach und nach durch Elemente aus Spezialstählen ersetzt. Der Grund dafür ist, dass gewöhnliche Stähle einen bestimmten Grenzwert haben, ab dem sie bei zunehmender Belastung, z. B. bei hohen Temperaturen, hohem Druck oder in Gegenwart aggressiver Medien, nicht mehr verwendet werden können. In diesem Fall werden sie erfolgreich durch hitzebeständige und widerstandsfähige nicht rostende Stähle und legierte Legierungen mit exklusiven Eigenschaften ersetzt, die sich dort bewähren, wo gewöhnlicher Stahl versagen würde.
Vorteile der nichtrostenden Stähle
Hitzebeständigkeit. Hitzebeständig ist ein Material, das hohen Temperaturen standhalten kann, ohne seine mechanische Festigkeit zu verlieren. Feuerfeste Stähle werden auch als ausscheidungshärtend eingestuft, wenn ein anderes Legierungselement als der Ausgangsstahl in fein verteilter Form freigesetzt und im gesamten Metall verteilt wird. Hitzebeständigkeit beschreibt einen Werkstoff, der bei Erwärmung seine Korrosionsbeständigkeit nicht verliert. Korrosionsbeständige legierte Stähle vereinen diese Eigenschaften. Die hohe Festigkeit und Zähigkeit dieser Werkstoffe macht ihre Bearbeitung schwierig, was sich besonders beim Schneiden und bei der Spanabfuhr bemerkbar macht. Dies erfordert spezielle Werkzeuge, Schnittbedingungen, Kühlmittelauswahl und andere wichtige Details.
Bearbeitung
Beim Vergleich der physikalischen und mechanischen Eigenschaften von legiertem Stahl und normalem Stahl wurde festgestellt, dass Indikatoren wie Zugfestigkeit und Härte ungefähr gleich sind. Legierte und unlegierte Stähle weisen jedoch dieselben mechanischen Eigenschaften auf, während sich andere Eigenschaften erheblich unterscheiden können - insbesondere in Bezug auf das Gefüge, die Korrosionsbeständigkeit und die Fähigkeit zur mechanischen Verfestigung. Das aus der Festigkeits- und Drucktheorie bekannte Zug-Druck-Diagramm kommt einem in den Sinn. Das Diagramm beginnt mit dem Bereich der elastischen Dehnung, in dem das Material nach Wegnahme der Last in seinen Ausgangszustand zurückkehrt, ohne sich zu verformen. Eine Erhöhung der Last führt zu einer Zone der so genannten "Fließfähigkeit", in der sich das Material ohne wesentliche Erhöhung der aufgebrachten Kraft zu verformen beginnt. In der Grafik ist dies praktisch eine horizontale Linie. Darauf folgt eine starke Verfestigung - und um das Material weiter zu verformen, muss die aufgebrachte Kraft deutlich erhöht werden. Der gleiche Prozess findet bei der Metallzerspanung statt, allerdings nur in der Oberflächenschicht des Metalls - dies ist auf Veränderungen des Kristallgitters unter mechanischer Belastung zurückzuführen. Dies gilt auch für konventionellen Stahl, allerdings ist die Verfestigung bei legierten Stählen viel stärker ausgeprägt. Nicht zu vergessen sind die Unterschiede in den Eigenschaften wie Wärmeleitfähigkeit, Schmelzpunkt usw., die sich ebenfalls erheblich auf den Bearbeitungsprozess auswirken.
Zerspanung
Bei der zerspanenden Bearbeitung sind die Härtungswerte von legierten Stählen recht hoch und erfordern eine erhebliche Kraftanwendung. Außerdem sind die meisten legierten Stähle, insbesondere hitzebeständige Stähle, sehr zäh. Der Duktilitätskoeffizient wird durch das Verhältnis von Streckgrenze zu Zugfestigkeit angegeben. Je niedriger das Verhältnis ist, desto duktiler ist das Material und desto mehr verfestigt es sich unter mechanischer Belastung. Und nichtrostende Stähle werden als hochduktil eingestuft. Die Duktilität hat aber auch eine andere Seite, die so genannte "Zähigkeit" des Werkstoffs. Bei der Bearbeitung von legiertem Stahl auf einer Drehmaschine brechen die Späne nicht wie bei der Bearbeitung von Kohlenstoffstählen gleicher Härte, sondern rollen sich zu einem langen Band zusammen. Dies ist sehr lästig und erschwert die Bearbeitung im Automatikbetrieb.
Die zweite Eigenschaft von legiertem Stahl bei der Bearbeitung ist seine niedrige Wärmeleitfähigkeit, die zu höheren Temperaturen im Arbeitsbereich führt und eine optimale Auswahl des Kühlmittels erfordert, das neben einer wirksamen Wärmeabfuhr auch das Schneiden erleichtern und die Wölbung verhindern muss. Die Wölbung tritt an der Hinterkante des Schneideinsatzes auf, führt zu Veränderungen der Schneidengeometrie und letztlich zum vorzeitigen Ausfall der Schneide. Für die Bearbeitung von legierten hitzebeständigen Stählen werden in der Regel keine hohen Schnittgeschwindigkeiten empfohlen, da sie das Werkstück verteuern. Dies kann durch die Verwendung spezieller Schneidplatten, die ausschließlich für legierte Stähle ausgelegt sind, und spezieller Kühlmittel umgangen werden.
Die dritte Eigenschaft ist, dass die Festigkeit und Härte auch bei hohen Temperaturen erhalten bleibt. Dies ist besonders charakteristisch für hitzebeständige Stähle, was in Verbindung mit der Überlappung zu einem beschleunigten Verschleiß des Schneidwerkzeugs führt und den Einsatz hoher Drehzahlen verhindert.
Viertens ist im Stahl ein Mischkristall der zweiten Phase mit extrem harten intermetallischen und Karbidverbindungen vorhanden, die trotz ihrer mikroskopisch kleinen Abmessungen auf die Oberfläche des Schneidwerkzeugs wie ein Schleifmaterial wirken. Die Werkzeuge verschleißen und stumpfen viel schneller ab, was dazu führt, dass sie häufig nachgeschliffen und die Schneidengeometrie neu eingestellt werden muss. Die Praxis zeigt, dass der Reibungskoeffizient bei der Bearbeitung von legiertem Stahl um eine Größenordnung höher ist als bei der Bearbeitung von normalem Kohlenstoffstahl.
Fünftens. Die geringe Vibrationsfestigkeit wird durch ungleichmäßige Härtungsprozesse während der Zerspanung verursacht, da die plastische Verformung am Anfang und in der Mitte der Bearbeitung unterschiedlich verläuft. Wenn Sie ein kleines Teil bearbeiten, kann dieses Phänomen im Prinzip vernachlässigt werden. Handelt es sich jedoch um ein langes Werkstück, wie z. B. eine Welle, kann dies recht knifflig werden.
Optimierung des Prozesses
All diese Phänomene erfordern eine besondere Herangehensweise an die Bearbeitung von legiertem Stahl, insbesondere wenn die Bearbeitung vollautomatisch erfolgt - zum Beispiel auf Langdrehautomaten und CNC-Maschinen mit automatischem Stangenlader. Wie die Auswirkungen negativer Einflüsse" minimiert werden können, zeigen wir am Beispiel des Drehens, dem häufigsten Bearbeitungsprozess. Beim Drehen wird von einem Werkstück, das sich um seine Achse dreht, eine Spanschicht abgetragen. Das Werkzeug bewegt sich in diesem Fall in zwei Koordinaten in der horizontalen Ebene. Die Zerspanungskräfte bewirken eine teilweise Verschiebung des Kristallgitters und führen zu Naklep oder Oberflächenverhärtung. In diesem Fall wird ein beträchtlicher Teil der Reibungsenergie des Werkzeugs in Wärmeenergie umgewandelt, und, wie wir uns erinnern, hat das Material eine geringe Wärmeleitfähigkeit. Die Oberfläche des Werkstücks erwärmt sich ungleichmäßig und vibriert, so dass sich die negativen Auswirkungen dieser Faktoren noch verstärken.
Um das Abstumpfen des Werkzeugs zu verringern, können Sie die Abtragsleistung und den Werkzeugvorschub verringern und die Spindeldrehzahl erhöhen. Das Ergebnis ist eine Oberfläche mit einer höheren Rauhigkeitsklasse. Die Säurebehandlung von legierten Stählen hat sich als sehr wirksam erwiesen, um Phänomene wie beschleunigten Werkzeugverschleiß und Aufbauschneiden zu verringern, obwohl sie für die Drehmaschine und den Dreher sehr nachteilig ist. Die Optimierung der Bearbeitung von legiertem Stahl bedeutet in erster Linie die optimale Auswahl von Schneidwerkzeugen mit verbesserter Standzeit, die Wahl der optimalen Schnittbedingungen, die Auswahl des Kühlmittels und dessen optimale Zufuhr.
Schneidstoffsorten
Die Hartmetalllegierungen T30K4, T15K6, BK3 haben eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit. T5K7, T5K110 sind duktiler, aber weniger verschleißfest. BK6A, BK8 schließlich sind weniger verschleißfest, aber zäher - sie haben sich bei Schlaganwendungen bewährt.
Beschichtete Hartmetalleinsätze - TiC
Sie zeichnen sich durch ihre hohe Verschleißfestigkeit aus. Die Zerspanungseigenschaften von Hartmetall-Wendeschneidplatten werden durch verschiedene Behandlungen wie Nitrieren und Zyanidieren erheblich beeinflusst. Die Beschichtung mit kubischem Bornitrid ist recht teuer, hat aber einzigartige Eigenschaften - sie erhöht die Härte, Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit der Werkzeuge um ein Vielfaches.
Bearbeitung von hitzebeständigen Stählen
Die folgenden Hartlegierungen werden verwendet: Р14Ф4, Р10К5Ф5, Р9Ф5, Р9К9. Der Buchstabe P in der Bezeichnung zeigt an, dass die Hartlegierung zur Hochgeschwindigkeit gehört. In solchen Legierungen sind Kobalt und Vanadium zugesetzt, was die mechanische Widerstandsfähigkeit des Schneidwerkzeugs stark erhöht. Die Verwendung von Hochgeschwindigkeitslegierungen ermöglicht es, die Bearbeitung von legierten Stählen erheblich zu beschleunigen und den Werkzeugverbrauch zu senken. Diese Legierungen haben jedoch einen Nachteil - sie sind überhitzungsgefährdet. Kommt es bei der Bearbeitung von Stahl mit einem Werkzeug mit einer solchen Schneidplatte zu einem Ausfall der Kühlmittelzufuhr, wird das Werkzeug in den meisten Fällen unbrauchbar und man muss es entweder entsorgen oder eine neue Platte montieren.
Einsatz von Kühlmittel
Dies ist eine der Voraussetzungen für die Bearbeitung von legierten Stählen. Das Kühlmittel ist vor allem notwendig, um einen vorzeitigen Werkzeugverschleiß zu verhindern, die Schneideigenschaften zu verbessern, eine bessere Oberflächengüte des bearbeiteten Werkstücks zu erzielen und die Bearbeitungsgenauigkeit zu erhöhen. Für jeden zu bearbeitenden Stahl und jeden Schneideinsatz wird das Kühlmittel ausgewählt, und auch die Art seiner Zufuhr in den Schneidbereich wird ausgewählt.
Die effektivste Methode ist diejenige, die eine maximale Wärmeabfuhr aus dem Schneidbereich ermöglicht. In diesem Fall haben die Hochdruck-Kühlmittelzufuhr vor allem an der Rückseite des Schneidwerkzeugs, die Schneidflüssigkeitszerstäubung und, eher selten, vor allem in Rüstungsbetrieben, die Kühlung durch Kohlendioxid einen guten Ruf.
Die Wahl der Kühltechnik
hängt von den Bearbeitungsbedingungen und den technologischen Möglichkeiten der Anlage ab. Die Hochdruckkühlung ist die am weitesten verbreitete Methode und kann beim Drehen, Mehrwerkzeugfräsen, Schleifen usw. eingesetzt werden. Diese Methode wird von vielen in- und ausländischen Maschinenherstellern angewandt. Die Flüssigkeit wird präzise in den Schneidbereich gesprüht. Wenn sie mit dem erhitzten Metall in Berührung kommt, verdampft sie schnell, führt die Wärme ab und kühlt die Arbeitsfläche effektiv. Der Nachteil dieser Methode ist der hohe Verlust an Kühlmittel. Mit dieser Methode lässt sich die Standzeit des Werkzeugs um bis zu Faktor 6 erhöhen - was sich natürlich langfristig auf die Kosten des Werkstücks auswirkt.
Effektiver ist es, das Kühlmittel gleichzeitig im Schnittbereich und im Bereich der Spanbildung aufzubringen, was aber technisch nicht immer möglich ist und unter Umständen Änderungen an der Bearbeitungsanlage erfordert. Diese Methode der Kühlung eignet sich für die Mittel- und Kleinserienfertigung.
Die effizienteste Art, die Wärme aus dem Bearbeitungsbereich abzuführen, ist natürlich die Kühlung mit Kohlendioxid, die den Schnittbereich auf minus 79 °C abkühlt. Sie ist jedoch die kostspieligste Methode und eignet sich nur für die Einzelanfertigung. Sie wird häufig in der Rüstungsindustrie für Kleinserien von hochpräzisen und kritischen Teilen aus legierten Stählen mit besonderen Eigenschaften eingesetzt.
Hauptanforderungen an die Bearbeitung
Bei der Bearbeitung von legiertem Stahl müssen die Maschine selbst und ihr Hilfssystem (Maschine - Vorrichtung - Werkzeug - Werkstück) mehrere Kriterien erfüllen. Dazu gehört die erhöhte Steifigkeit des Gesamtsystems. Legierte Stähle können bei der Bearbeitung Schwingungen verursachen, die sich auf das System übertragen. Wenn die Steifigkeit des AIDS-Systems zu gering ist, kann dies zu Ausschuss und Werkzeugverschleiß führen. Zweitens muss das System so ausgelegt sein, dass es den hohen mechanischen Beanspruchungen während der Bearbeitung standhält - und diese sind viel höher als bei der Bearbeitung von Eisenmetallen. Drittens: Minimales Spiel in den Einheiten und Mechanismen der Metallbearbeitungsgeräte.
Der Elektromotor muss eine große Sicherheitsspanne aufweisen, da die Bearbeitung von legiertem Stahl mit hohen Belastungen verbunden ist. Aus demselben Grund ist es notwendig, den Zustand des Keilriemengetriebes, der Riemen und Riemenscheiben selbst zu überprüfen, bevor Sie mit der Stahlbearbeitung beginnen. Die Vorrichtungen und Werkzeuge sollten so steif und kurz wie möglich sein, um den Einfluss der Schnittkräfte auf das Endergebnis zu verringern.
Alternative Wege
Eineoptimierte Bearbeitung von legierten Stählen kann durch den Einsatz von Ultraschallschwingungen, sanften Strömungen und Vorwärmen der Teileerreicht werden - aber diese Methoden sind alle zu teuer, erfordern spezielle Zusatzgeräte und werden nur selten eingesetzt. Meistens werden in der Praxis spezielle Säuren verwendet. Gelegentlich verwenden erfahrene Drechsler die gängigste Zwiebel bzw. ihren Saft, was überraschenderweise die Reinheit der Oberflächen deutlich verbessert, den Schneidvorgang erleichtert und die Lebensdauer des Werkzeugs erhöht.
Kaufen, Preis
Evek GmbH hat eine breite Palette von Produkten aus rostfreiem Stahl auf Lager. Wir schätzen die Zeit unserer Kunden und sind bereit, bei der optimalen Auswahl zu helfen. Unsere erfahrenen Beratungsmanager stehen Ihnen zur Verfügung. Die Qualität der Produkte wird durch die strikte Einhaltung der Produktionsnormen garantiert. Die Vorlaufzeiten sind minimal. Großhändler erhalten ermäßigte Preise.
