CNC Obdelava izdelkov iz legiranega jekla

Ključne prednosti legiranega jekla v primerjavi z običajnim ogljikovim jeklom: 1) Boljše mehanske lastnosti, ima boljšo kombinacijo višje trdnosti, trdote in žilavosti; 2) Boljša odpornost na posebne okoljske razmere, vključno z odpornostjo proti koroziji, visokim temperaturam, obrabi itd.; 3) Širok obseg nastavljivih lastnosti, z spreminjanjem sestave zlitine in postopkov toplotne obdelave je mogoče dobiti raznovrstne lastnosti; 4) Večja učinkovitost teže, visoka trdnost omogoča načrtovanje lažjih in tanjših struktur; 5) Daljša življenjska doba, še posebej v slabih okoljih je prednost očitna. Te prednosti omogočajo legiranemu jeklu, da izpolnjuje zahteve za visoko kakovostne aplikacije, ki jih običajno ogljikovo jeklo ne more.

Glavne težave pri CNC obdelavi legiranega jekla: 1) Močno utrjevanje ob obdelavi, zlasti pri avstenitnem nehrjavnem jeklu, kar pospeši obrabo orodja; 2) Velike sile rezanja, za 30 %-50 % večje kot pri običajnem ogljikovem jeklu, kar zahteva stroje z večjo togostjo; 3) Slaba toplotna prevodnost, visoka temperatura v območju rezanja, kar zlahka povzroči pregrevanje in obrabo orodja; 4) Nekatere visoko trde zlitine (kot je toplotno obdelano orodno jeklo) so težko obdelljive in zahtevajo posebna orodja; 5) Slabe rezalne lastnosti visokotemperaturnih zlitin, zlahka nastane nakopičenje odpadkov; 6) Težaven nadzor kakovosti površine obdelave, zlahka nastanejo napake obdelave. Reševanje teh težav zahteva razumno izbiro materialov orodij, optimizacijo parametrov rezanja in uporabo specializiranih sistemov za hlajenje in mazanje.

Pri izbiri vrste legiranega jekla je treba upoštevati: 1) Delovno okolje: v korozivnem okolju je prednostno izbrati nehrjavno jeklo, v visokotemperaturnem okolju toplotno obstojno jeklo; 2) Zahteve glede mehanskih lastnosti: za visoko trdne konstrukcijske dele izbrati konstrukcijsko legirano jeklo, za obrabljive dele legirano jeklo, odporno proti obrabi; 3) Tehnologija obdelave: za varjene strukture prednostno izbrati zlitine z nizko vsebnostjo ogljika, za obdelavo z rezanjem upoštevati enostavno obdelljive zlitine; 4) Stroškovni dejavniki: če so zmogljivosti izpolnjene, prednostno izbrati cenejše zlitine; 5) Nadaljnja obdelava: za potrebe po toplotnem ojačanju izbrati kaljive zlitine, za varjenje izbrati zlitine z nizko vsebnostjo ogljika. Najbolje je skupaj oceniti z inženirji za materiale in obdelovalci ter izbrati material z najboljšo razmerjem med ceno in zmogljivostjo.

Vpliv toplotne obdelave legiranega jekla na obdelavo: 1) Spremembe trdote: po kaljenju se trdota znatno poveča, kar poveča težavnost obdelave, običajno se uporablja proces "groba obdelava - toplotna obdelava - fine obdelava"; 2) Dimenzijske spremembe: toplotna obdelava povzroči deformacijo delov, zato je treba pustiti dovolj dodatka za obdelavo; 3) Spremembe obdelovalnih lastnosti: žarjenje lahko izboljša obdelovalne lastnosti, kaljenje jih zmanjša; 4) Kakovost površine: toplotna obdelava lahko tvori oksidni sloj, ki ga je treba odstraniti; 5) Orodja za obdelavo: po toplotni obdelavi je treba uporabiti trše materiale orodij; 6) Parametri obdelave: prilagoditi je treba hitrost rezanja, podajanje in globino rezanja. Pravilno načrtovanje zaporedja toplotne obdelave in obdelave je ključnega pomena za zagotovitev kakovosti izdelka in znižanje stroškov.

Možnosti izbire za obdelavo površine delov iz legiranega jekla: 1) Nehrjavno jeklo: običajno se uporablja elektrolitsko poliranje za izboljšanje gladkosti in odpornosti proti koroziji; 2) Konstrukcijsko legirano jeklo: lahko se uporabi kromiranje, nitriranje za izboljšanje odpornosti proti obrabi; 3) Orodno jeklo: obdelava s paro za oblikovanje oksidnega sloja, izboljšanje mazivosti; 4) Visokotemperaturne zlitine: aluminidne prevleke za izboljšanje visokotemperaturne odpornosti proti oksidaciji; 5) Splošna obdelava: barvanje s pršilom, plastificiranje za dekorativne in zaščitne namene; 6) Posebna obdelava: za dele v letalski in vesoljski industriji se lahko uporabijo posebne prevleke za izboljšanje utrujalne trdnosti. Pri izbiri obdelave površine je treba upoštevati uporabno okolje, zahteve glede zmogljivosti in stroškovne dejavnike, nekatere legirane jeklene (kot je nehrjavno jeklo z visoko vsebnostjo kroma) je mogoče uporabiti neposredno brez obdelave površine.

Dejavniki, ki določajo stroške obdelave legiranega jekla: 1) Stroški materiala: cene različnih legiranih jekel se zelo razlikujejo, od običajnega konstrukcijskega legiranega jekla do visoko kakovostnih visokotemperaturnih zlitin, lahko se razlikujejo za 10-50 krat; 2) Težavnost obdelave: obdelava visoko trdih in visoko žilavih zlitin je manj učinkovita in dražja; 3) Zahteve glede natančnosti: visoko natančni deli zahtevajo več postopkov obdelave in preverjanja, kar povečuje stroške; 4) Stroški toplotne obdelave: zapleteni postopki toplotne obdelave znatno povečajo stroške; 5) Velikost serije: majhne serije imajo višje stroške na enoto, velike serije lahko porazdelijo stroške nastavitve; 6) Obdelava površine: posebna obdelava površine (kot so prevleke, premazi) poveča stroške. Na splošno so stroški obdelave delov iz legiranega jekla 2-10 krat večji kot pri običajnem ogljikovem jeklu, kar je odvisno od zgoraj navedenih dejavnikov.