CNC-Bearbeitung von Legierungsstahlprodukten

Die Kernvorteile von Legierungsstahl gegenüber normalem Kohlenstoffstahl: 1) Bessere mechanische Eigenschaften, höhere Kombination aus Festigkeit, Härte und Zähigkeit; 2) Stärkere Anpassungsfähigkeit an spezielle Umgebungen, einschließlich Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit, Verschleißfestigkeit usw.; 3) Breiterer einstellbarer Leistungsbereich, durch Änderung der Legierungszusammensetzung und Wärmebehandlungsverfahren können vielfältige Eigenschaften erhalten werden; 4) Höhere Gewichtseffizienz, hohe Festigkeit ermöglicht leichtere Konstruktionen; 5) Längere Lebensdauer, besonders unter rauen Bedingungen deutlich im Vorteil. Diese Vorteile ermöglichen es Legierungsstahl, High-End-Anforderungen zu erfüllen, die normaler Kohlenstoffstahl nicht erfüllen kann.

Die Hauptschwierigkeiten bei der CNC-Bearbeitung von Legierungsstahl: 1) Starke Verfestigung während der Bearbeitung, besonders bei austenitischem Edelstahl, führt zu schnellerem Werkzeugverschleiß; 2) Hohe Schnittkräfte, 30%-50% höher als bei normalem Kohlenstoffstahl, erfordern Maschinen mit höherer Steifigkeit; 3) Geringe Wärmeleitfähigkeit, hohe Temperaturen in der Schnittzone,容易导致Werkzeugüberhitzung und Verschleiß; 4) Einige harte Legierungen (如 wärmebehandelter Werkzeugstahl) sind schwer zu bearbeiten und erfordern Spezialwerkzeuge; 5) Schlechte Zerspanbarkeit von Hochtemperaturlegierungen,容易产生Spanaufbau; 6) Schwierige Kontrolle der Oberflächenqualität,容易产生Bearbeitungsfehler. Die Lösung dieser Schwierigkeiten erfordert eine angemessene Wahl des Werkzeugmaterials, die Optimierung der Schnittparameter und den Einsatz spezieller Kühlschmiersysteme.

Bei der Auswahl des Legierungsstahltyps muss Folgendes berücksichtigt werden: 1) Arbeitsumgebung: Korrosive Umgebungen priorisieren Edelstahl, Hochtemperaturumgebungen wählen hitzebeständigen Stahl; 2) Mechanische Anforderungen: Hochfeste Bauteile wählen Vergütungsstahl, verschleißfeste Teile wählen verschleißfesten Legierungsstahl; 3) Bearbeitungsverfahren: Schweißkonstruktionen priorisieren kohlenstoffarmen Stahl, für die Zerspanung bearbeitbare Legierungen in Betracht ziehen; 4) Kostenfaktoren: Vorrang für kostengünstigere Legierungen, sofern die Leistung erfüllt wird; 5) Nachfolgende Behandlung: Für wärmebehandelbare Verfestigung härthare Legierungen wählen, für Schweißarbeiten kohlenstoffarme Legierungen wählen. Es ist am besten, gemeinsam mit Materialingenieuren und verarbeitenden Betrieben zu bewerten und die kosteneffizienteste Legierung auszuwählen.

Einfluss der Wärmebehandlung von Legierungsstählen auf die Verarbeitung: 1) Härteänderung: Die Härte steigt erheblich nach dem Abschrecken, was die Verarbeitungsdifficultät erhöht. Üblicherweise wird der Prozess "Rohbearbeitung - Wärmebehandlung - Feinbearbeitung" angewandt. 2) Größenänderung: Die Wärmebehandlung kann zu Verformungen der Teile führen, daher muss ausreichend Bearbeitungsspielraum vorgesehen werden. 3) Änderung der Verarbeitbarkeit: Die Glühung kann die Verarbeitbarkeit verbessern, während das Abschrecken die Verarbeitbarkeit vermindert. 4) Oberflächenqualität: Die Wärmebehandlung kann eine Oxidschicht bilden, die entfernt werden muss. 5) Bearbeitungswerkzeuge: Nach der Wärmebehandlung muss ein härteres Werkzeugmaterial verwendet werden. 6) Bearbeitungsparameter: Die Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe müssen angepasst werden. Die richtige Abfolge von Wärmebehandlung und Bearbeitung ist von entscheidender Wichtigkeit, um die Produktqualität zu gewährleisten und die Kosten zu senken.

Auswahl der Oberflächenbehandlung von Legierungsstahlteilen: 1) Edelstahl: Elektropolieren wird üblicherweise durchgeführt, um die Glätte und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. 2) Baustahllegierung: Chromieren und Nitrieren können durchgeführt werden, um die Verschleißbeständigkeit zu erhöhen. 3) Werkzeugstahl: Dampfbehandlung zur Bildung einer Oxidschicht, um die Schmiermittelwirkung zu verbessern. 4) Hochtemperaturlegierung: Aluminidbeschichtung zur Verbesserung der Hochtemperaturbeständigkeit gegen Oxidation. 5) Allgemeine Behandlungen: Lackieren und Pulverbeschichtung zur Verzierung und zum Schutz. 6) Spezielle Behandlungen: Für Luft- und Raumfahrtkomponenten können spezielle Überzüge zur Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit eingesetzt werden. Bei der Auswahl der Oberflächenbehandlung müssen die Anwendungsumgebung, die Eigenschaftsanforderungen und die Kostenfaktoren berücksichtigt werden. Einige Legierungsstähle (wie hochchromiger Edelstahl) können auch ohne Oberflächenbehandlung direkt verwendet werden.

Bestimmungsfaktoren der Verarbeitungskosten von Legierungsstählen: 1) Materialkosten: Die Preise verschiedener Legierungsstähle variieren stark. Es kann eine Differenz von 10 - 50 Mal zwischen normalen Baustahllegierungen und hochwertigen Hochtemperaturlegierungen bestehen. 2) Verarbeitungsdifficultät: Legierungen mit hoher Härte und hoher Zähigkeit haben eine niedrige Verarbeitungsleistung und somit höhere Kosten. 3) Genauigkeitsanforderungen: Teile mit hoher Genauigkeit erfordern mehr Verarbeitungsschritte und Prüfungen, was die Kosten erhöht. 4) Wärmebehandlungskosten: Komplexe Wärmebehandlungsprozesse erhöhen die Kosten erheblich. 5) Stückzahlgröße: Die Einheitskosten bei Kleinserienproduktion sind hoch, während bei Großserien die Setup - Kosten aufgeteilt werden können. 6) Oberflächenbehandlung: Spezielle Oberflächenbehandlungen (wie Überzüge, Beschichtungen) erhöhen die Kosten. Im Allgemeinen liegen die Verarbeitungskosten von Legierungsstahlteilen 2 - 10 Mal höher als die von normalem Kohlenstoffstahl, je nachdem welche Faktoren oben genannt gelten.