Prelucrare CNC din Oțel Aliat

Avantajele principale ale oțelului aliat față de oțelul carbon obișnuit: 1) Proprietăți mecanice superioare, cu o combinație mai bună de rezistență, duritate și tenacitate; 2) Adaptabilitate mai bună la medii speciale, inclusiv rezistență la coroziune, rezistență la temperaturi înalte, rezistență la uzură etc.; 3) Gama largă de proprietăți reglabile, prin modificarea compoziției aliajului și a procesului de tratament termic se pot obține performanțe diversificate; 4) Eficiență mai mare a greutății, rezistența ridicată permite proiectarea de structuri mai subțiri și ușoare; 5) Durată de viață mai lungă, în special în medii dure. Aceste avantaje fac ca oțelul aliat să poată satisface cerințe de aplicații high-end pe care oțelul carbon obișnuit nu le poate îndeplini.

Principalele dificultăți tehnice ale prelucrării CNC a oțelului aliat: 1) Întărire pronunțată la prelucrare, în special oțelul inoxidabil austenitic, ceea ce duce la uzura accelerată a sculei; 2) Forță de așchiere mare, cu 30%-50% mai mare decât oțelul carbon obișnuit, necesită mașini-unelte cu rigiditate mai mare; 3) Conductivitate termică scăzută, temperatura ridicată în zona de așchiere, ceea ce duce ușor la supraîncălzire și uzură a sculei; 4) Prelucrarea dificilă a unor aliaje cu duritate ridicată (cum ar fi oțelul pentru scule după tratament termic), necesită scule speciale; 5) Performanță de așchiere slabă a aliajelor rezistente la căldură, tendință de formare a zgării de așchiere; 6) Control dificil al calității suprafeței prelucrate, predispoziție la defecte de prelucrare. Rezolvarea acestor puncte dificile necesită selectarea adecvată a materialului sculei, optimizarea parametrilor de așchiere și utilizarea sistemelor speciale de răcire și lubrifiere.

Alegerea tipului de oțel aliat trebuie să țină cont de: 1) Mediu de lucru: pentru medii corrosive se preferă oțel inoxidabil, pentru medii cu temperaturi înalte se alege oțel rezistent la căldură; 2) Cerințe de proprietăți mecanice: pentru piese structurale de înaltă rezistență se alege oțel de construcție aliat, pentru componente rezistente la uzură se alege oțel aliat rezistent la uzură; 3) Proces tehnologic de prelucrare: pentru structuri sudate se preferă aliaje cu conținut scăzut de carbon, pentru prelucrare prin așchiere se iau în considerare aliaje ușor de prelucrat; 4) Factor de cost: în condițiile îndeplinirii performanțelor, se preferă aliaje cu cost mai mic; 5) Prelucrări ulterioare: pentru întărire prin tratament termic se alege aliaj călibil, pentru sudare se alege aliaj cu conținut scăzut de carbon. Cel mai bine este să evaluați împreună cu inginerul de materiale și furnizorul de prelucrare, alegând materialul aliat cu cel mai bun raport calitate-preț.

Influența tratamentului termic al oțelului aliat asupra prelucrării: 1) Modificarea durității: duritatea crește semnificativ după călire, dificultatea de prelucrare crește, se adoptă de obicei fluxul "prelucrare brută - tratament termic - prelucrare fină"; 2) Modificarea dimensiunilor: tratamentul termic poate provoca deformarea pieselor, este necesar să se lase un adaos de prelucrare suficient; 3) Modificarea proprietăților de prelucrare: tratamentul de recoacere poate îmbunătăți proprietățile de prelucrare, călirea reduce proprietățile de prelucrare; 4) Calitatea suprafeței: tratamentul termic poate forma un strat de oxid, care trebuie îndepărtat; 5) Scule de prelucrare: după tratament termic este necesar să se utilizeze materiale pentru scule mai dure; 6) Parametrii de prelucrare: este necesar să se ajusteze viteza de așchiere, avansul și adâncimea de așchiere. Planificarea adecvată a secvenței tratamentului termic și a prelucrării este crucială pentru asigurarea calității produsului și reducerea costurilor.

Opțiunile de tratament superficial pentru piesele din oțel aliat: 1) Oțel inoxidabil: de obicei se utilizează polisare electrolitică pentru a îmbunătăți finețea suprafeței și rezistența la coroziune; 2) Oțel de construcție aliat: poate fi cromat, nitrurat pentru a îmbunătăți rezistența la uzură; 3) Oțel pentru scule: tratament cu abur pentru a forma un strat de oxid, îmbunătățind lubrifianța; 4) Aliaje rezistente la căldură: acoperire cu aluminură pentru a îmbunătăți rezistența la oxidare la temperaturi înalte; 5) Tratament general: vopsire, pulverizare cu pulbere pentru decorare și protecție; 6) Tratament special: pentru componentele aerospațiale, se pot utiliza acoperiri speciale pentru a îmbunătăți rezistența la oboseală. Alegerea tratamentului superficial trebuie să țină cont de mediul de utilizare, cerințele de performanță și factorii de cost, unele oțeluri aliate (cum ar fi oțelul inoxidabil cu conținut ridicat de crom) pot fi utilizate direct fără tratament superficial.

Factorii care determină costul prelucrării oțelului aliat: 1) Costul materialului: prețul diferitelor oțeluri aliate variază foarte mult, de la oțelul de construcție aliat obișnuit până la aliaje rezistente la temperaturi înalte de înaltă calitate, diferența poate fi de 10-50 de ori; 2) Dificultatea de prelucrare: prelucrarea aliajelor cu duritate și tenacitate ridicate are eficiență scăzută, cost ridicat; 3) Cerințe de precizie: piesele de înaltă precizie necesită mai multe operații de prelucrare și inspecție, crescând costul; 4) Costul tratamentului termic: procesele complexe de tratament termic vor crește semnificativ costul; 5) Dimensiunea lotului: producția în loturi mici are cost unitar ridicat, loturile mari pot distribui costurile de setup; 6) Tratament superficial: tratamentele de suprafață speciale (cum ar fi acoperiri, stratificări) vor crește costul. În general, costul de prelucrare al pieselor din oțel aliat este de 2-10 ori mai mare decât al oțelului carbon obișnuit, în funcție de factorii menționați mai sus.