Lavorazione CNC di prodotti in acciaio al carbonio

Caratteristiche e selezione degli acciai al carbonio in base al contenuto di carbonio: 1) Acciaio a basso carbonio (C≤0,25%): buona plasticità, facile da lavorare, resistenza relativamente bassa, adatto per componenti stampati e strutture saldate; 2) Acciaio a medio carbonio (0,25%0,6%): alta durezza, buona resistenza all'usura, ma scarsa plasticità, adatto per utensili da taglio, stampi, ecc. La scelta deve considerare complessivamente le condizioni di carico del componente, il metodo di lavorazione e l'ambiente di utilizzo.

Precisione della lavorazione CNC dell'acciaio al carbonio: la lavorazione ordinaria può raggiungere ±0,01 mm, la lavorazione di precisione può raggiungere ±0,005 mm, e con la rettifica di precisione si possono ottenere precisioni ancora maggiori. Rugosità superficiale: lavorazione grezza Ra 3,2-6,3 μm, semifinitura Ra 1,6-3,2 μm, finitura Ra 0,8-1,6 μm, la rettifica di precisione può raggiungere Ra 0,02 μm. Dopo il trattamento termico, la durezza dell'acciaio al carbonio aumenta e la difficoltà di lavorazione aumenta; precisione e qualità superficiale diminuiscono leggermente, ma utilizzando utensili speciali e processi appropriati è comunque possibile garantire un'elevata precisione.

Metodi per prevenire la ruggine sull'acciaio al carbonio: 1) Galvanizzazione superficiale: zincatura, cromatura, ecc., formando una pellicola protettiva che isola da aria e umidità; 2) Trattamento con rivestimenti: verniciatura a spruzzo, plastificazione a spruzzo, adatti per componenti decorativi e non di precisione; 3) Trattamento chimico: fosfatazione, ossidazione annerente, formando un film di conversione che migliora la resistenza alla corrosione; 4) Oliatura: protezione antiruggine a breve termine, adatta per componenti non utilizzati; 5) Rivestimento in acciaio inox: migliora la resistenza alla corrosione, costo più elevato; 6) Controllo ambientale: conservare in ambiente asciutto, evitare l'umidità. La scelta del metodo dipende dall'ambiente di utilizzo, dai costi e dai requisiti estetici.

Motivi per cui l'acciaio al carbonio necessita di una nuova lavorazione dopo il trattamento termico: 1) Il trattamento termico causa deformazioni del componente, richiedendo una lavorazione successiva per correggere la precisione dimensionale; 2) Dopo la tempra, la durezza del materiale aumenta notevolmente, rendendo difficile la lavorazione di precisione; solitamente si adotta il flusso "lavorazione grezza - trattamento termico - finitura"; 3) Il trattamento termico può formare uno strato di ossido o decarburato superficiale, che deve essere rimosso mediante lavorazione; 4) Alcune superfici di accoppiamento ad alta precisione richiedono una qualità superficiale estremamente elevata, necessitando di rettifica di precisione dopo il trattamento termico; 5) Per componenti complessi, si lascia un sovrametallo prima del trattamento termico per evitare che l'elevata durezza post-trattamento renda impossibile la lavorazione. Per componenti con requisiti di precisione non elevati, si può anche adottare un processo senza lavorazione post-trattamento termico.

Differenze nella lavorabilità tra acciaio al carbonio e acciaio inossidabile: 1) Forza di taglio: quella dell'acciaio inox è superiore del 20%-30% rispetto all'acciaio al carbonio; 2) Incrudimento: l'acciaio inox ha un grave incrudimento, usura rapida dell'utensile; 3) Conduttività termica: l'acciaio al carbonio ha una conduttività termica migliore dell'acciaio inox, dissipa meglio il calore durante la lavorazione; 4) Gestione dei trucioli: i trucioli dell'acciaio al carbonio si rompono facilmente, quelli dell'acciaio inox sono tenaci e si avvolgono facilmente attorno all'utensile; 5) Scelta dell'utensile: per l'acciaio al carbonio si possono usare utensili in acciaio rapido, per l'acciaio inox sono generalmente necessari utensili in carburo; 6) Requisiti di raffreddamento: la lavorazione dell'acciaio inox richiede un raffreddamento più intenso; 7) Costo: il costo di lavorazione dell'acciaio al carbonio è inferiore a quello dell'acciaio inox. In generale, la lavorabilità dell'acciaio al carbonio è migliore di quella dell'acciaio inox, con efficienza di lavorazione più alta e costi inferiori.

Differenze nei processi di lavorazione tra acciaio a medio e alto carbonio: 1) Scelta dell'utensile: per l'acciaio a medio carbonio si possono usare utensili in acciaio rapido o carburo; per l'acciaio ad alto carbonio si consigliano utensili in carburo; 2) Parametri di taglio: l'acciaio a medio carbonio può utilizzare velocità di avanzamento più elevate; l'acciaio ad alto carbonio ha velocità di avanzamento inferiori, velocità di taglio moderate; 3) Tempistica del trattamento termico: l'acciaio a medio carbonio può essere temprato completamente dopo la lavorazione; l'acciaio ad alto carbonio viene solitamente temprato dopo la lavorazione grezza, poi sottoposto a finitura; 4) Requisiti di raffreddamento: la lavorazione dell'acciaio ad alto carbonio richiede una lubro-refrigerazione più intensa; 5) Sovrametallo: l'acciaio ad alto carbonio si deforma maggiormente dopo il trattamento termico, richiedendo un sovrametallo più ampio; 6) Trattamento superficiale: l'acciaio a medio carbonio è adatto per galvanizzazione e verniciatura; l'acciaio ad alto carbonio è adatto per ossidazione annerente, nitrurazione, ecc. La scelta razionale del processo può migliorare l'efficienza di lavorazione e la qualità del prodotto.