Lavorazione CNC di Prodotti in Acciaio Legato

I vantaggi principali dell'acciaio legato rispetto all'acciaio al carbonio ordinario: 1) Proprietà meccaniche superiori, con una combinazione di maggiore resistenza, durezza e tenacità; 2) Maggiore adattabilità ad ambienti speciali, inclusa resistenza alla corrosione, resistenza alle alte temperature, resistenza all'usura, ecc.; 3) Ampia gamma di proprietà regolabili, variando la composizione della lega e il processo di trattamento termico si ottengono prestazioni diversificate; 4) Maggiore efficienza in peso, l'alta resistenza consente strutture più leggere e sottili; 5) Maggiore durata di vita, specialmente in ambienti severi. Questi vantaggi permettono all'acciaio legato di soddisfare esigenze applicative high-end che l'acciaio al carbonio ordinario non può soddisfare.

Le principali difficoltà tecniche nella lavorazione CNC dell'acciaio legato: 1) Incrudimento severo, specialmente negli acciai inossidabili austenitici, che accelera l'usura dell'utensile; 2) Forze di taglio elevate, del 30%-50% superiori all'acciaio al carbonio ordinario, richiedono macchine con maggiore rigidità; 3) Scarsa conducibilità termica, alta temperatura nella zona di taglio, facile surriscaldamento e usura dell'utensile; 4) Alcune leghe ad alta durezza (come acciai per utensili dopo trattamento termico) sono difficili da lavorare, richiedono utensili speciali; 5) Scarsa lavorabilità delle superleghe, tendenza alla formazione di bava di taglio; 6) Difficile controllo della qualità superficiale, tendenza a difetti di lavorazione. Risolvere queste difficoltà richiede una scelta appropriata del materiale dell'utensile, ottimizzazione dei parametri di taglio e utilizzo di sistemi di raffreddamento e lubrificazione specializzati.

La scelta del tipo di acciaio legato deve considerare: 1) Ambiente di lavoro: per ambienti corrosivi preferire acciai inossidabili, per alte temperature scegliere acciai resistenti al calore; 2) Requisiti di proprietà meccaniche: per componenti strutturali ad alta resistenza scegliere acciai per costruzioni legati, per parti soggette a usura scegliere acciai legati resistenti all'usura; 3) Processo di lavorazione: per strutture saldate preferire leghe a basso tenore di carbonio, per lavorazioni meccaniche considerare leghe per lavorazione; 4) Fattori di costo: a parità di prestazioni, preferire leghe a costo inferiore; 5) Trattamenti successivi: per rinforzo con trattamento termico scegliere leghe temprabili, per saldatura scegliere leghe a basso tenore di carbonio. È meglio valutare insieme a un ingegnere dei materiali e al produttore per scegliere il materiale con il miglior rapporto qualità-prezzo.

L'impatto del trattamento termico dell'acciaio legato sulla lavorazione: 1) Variazione della durezza: dopo la tempra la durezza aumenta significativamente, aumentando la difficoltà di lavorazione, solitamente si adotta il processo "lavorazione grezza - trattamento termico - lavorazione di finitura"; 2) Variazioni dimensionali: il trattamento termico causa deformazioni del pezzo, è necessario预留 sufficiente sovrametallo; 3) Variazione della lavorabilità: la ricottura migliora la lavorabilità, la tempra la riduce; 4) Qualità superficiale: il trattamento termico può formare uno strato di ossido, da rimuovere; 5) Utensili di lavorazione: dopo il trattamento termico sono necessari materiali per utensili più duri; 6) Parametri di lavorazione: necessità di regolare velocità di taglio, avanzamento e profondità di taglio. Una pianificazione appropriata della sequenza di trattamento termico e lavorazione è cruciale per garantire la qualità del prodotto e ridurre i costi.

Opzioni per il trattamento superficiale dei componenti in acciaio legato: 1) Acciaio inossidabile: solitamente lucidatura elettrolitica per migliorare finitura e resistenza alla corrosione; 2) Acciaio per costruzioni legato: può essere cromato, nitrurato per migliorare la resistenza all'usura; 3) Acciaio per utensili: trattamento al vapore per formare uno strato di ossido, migliorare la lubricità; 4) Superleghe: rivestimento all'alluminuro per migliorare la resistenza all'ossidazione a caldo; 5) Trattamenti generali: verniciatura, plastificazione per decorazione e protezione; 6) Trattamenti speciali: per componenti aerospaziali, possono essere utilizzati rivestimenti speciali per migliorare la resistenza a fatica. Alcuni acciai legati (come acciai inossidabili ad alto cromo) possono essere utilizzati direttamente senza trattamento superficiale. La scelta del trattamento superficiale deve considerare l'ambiente d'uso, i requisiti prestazionali e i fattori di costo.

Fattori determinanti del costo della lavorazione dell'acciaio legato: 1) Costo materiale: i prezzi degli acciai legati variano notevolmente, dalle leghe per costruzioni ordinarie alle superleghe high-end la differenza può essere di 10-50 volte; 2) Difficoltà di lavorazione: leghe ad alta durezza e tenacità hanno bassa efficienza di lavorazione, costi elevati; 3) Requisiti di precisione: componenti ad alta precisione richiedono più fasi di lavorazione e controllo, aumentando i costi; 4) Costo del trattamento termico: processi di trattamento termico complessi aumentano significativamente i costi; 5) Dimensione del lotto: produzione di piccoli lotti ha costo unitario alto, grandi lotti permettono di ammortizzare i costi di setup; 6) Trattamento superficiale: trattamenti superficiali speciali (come rivestimenti, coating) aumentano i costi. In generale, il costo di lavorazione dei componenti in acciaio legato è 2-10 volte quello dell'acciaio al carbonio ordinario, a seconda dei suddetti fattori.