CNC-bearbetning av legeringsstålsprodukter

De grundläggande fördelarna med legeringsstål jämfört med vanligt kolstål: 1) Bättre mekaniska egenskaper, med högre kombination av hållfasthet, hårdhet och seghet; 2) Bättre anpassningsförmåga till speciella miljöer, inklusive korrosionsbeständighet, värmebeständighet, slitstyrka etc.; 3) Bredare reglerbar prestanda, olika egenskaper kan erhållas genom att ändra legeringssammansättning och värmebehandlingsprocess; 4) Högre vikt-effektivitet, hög hållfasthet möjliggör design av lättare strukturer; 5) Längre livslängd, särskilt fördelaktigt i tuffa miljöer. Dessa fördelar gör att legeringsstål kan möta avancerade applikationsbehov som vanligt kolstål inte klarar av.

De huvudsakliga tekniska svårigheterna med CNC-bearbetning av legeringsstål: 1) Allvarlig bearbetningshärdning, särskilt austenitiskt rostfritt stål, vilket leder till snabbare verktygsslitage; 2) Stora skärkrafter, 30%-50% högre än vanligt kolstål, kräver maskiner med högre styvhet; 3) Dålig värmeledningsförmåga, hög temperatur i skärzonen, vilket lätt orsakar överhettning och slitage på verktyg; 4) Stor bearbetningssvårighet för vissa höghårdhetslegeringar (som värmebehandlat verktygsstål), kräver speciella verktyg; 5) Dåliga skäregenskaper för högtemperaturlegeringar, lätt att producera uppbyggnadsskär; 6) Svårt att kontrollera ytkvaliteten, lätt att producera bearbetningsdefekter. Att lösa dessa svårigheter kräver ett rimligt val av verktygsmaterial, optimering av skärparametrar och användning av specialiserade kylsmörjningssystem.

Val av legeringsstålstyp måste överväga: 1) Arbetsmiljö: Korrosiv miljö prioriterar rostfritt stål, hög temperaturmiljö väljer värmebeständigt stål; 2) Krav på mekaniska egenskaper: Höghållfasta konstruktionsdelar väljer legeringskonstruktionsstål, slitstarka delar väljer slitstarkt legeringsstål; 3) Bearbetningsprocess: Svetskonstruktioner prioriterar lågkollegeringar, för skärande bearbetning överväg lättbearbetade legeringar; 4) Kostnadsfaktorer: Under förutsättning att prestandakraven uppfylls, prioritera lägre kostnadslegeringar; 5) Efterbehandling: För värmebehandlingsförstärkning välj härdbara legeringar, för svetsning välj lågkollegeringar. Det är bäst att gemensamt utvärdera med materialingenjörer och bearbetningstillverkare för att välja det legeringsmaterial med bäst kostnadseffektivitet.

Värmebehandling av legeringsståls inverkan på bearbetning: 1) Hårdhetsförändring: Hårdheten ökar avsevärt efter härdning, bearbetningssvårigheten ökar, vanligtvis används processen "grovbearbetning - värmebehandling - finbearbetning"; 2) Dimensionsförändring: Värmebehandling orsakar deldeformation, tillräckligt med bearbetningsutrymme måste reserveras; 3) Förändring av bearbetningsegenskaper: Glödgning kan förbättra bearbetningsegenskaperna, härdning minskar bearbetningsegenskaperna; 4) Ytkvalitet: Värmebehandling kan bilda oxidlager, måste tas bort; 5) Bearbetningsverktyg: Efter värmebehandling krävs hårdare verktygsmaterial; 6) Bearbetningsparametrar: Skärhastighet, matning och skärdjup måste justeras. Att ordna värmebehandling och bearbetningsordning på ett rimligt sätt är avgörande för att säkerställa produktkvalitet och minska kostnader.

Ytbehandlingsval för legeringsstålsdelar: 1) Rostfritt stål: Vanligtvis används elektropolering för att förbättra glans och korrosionsbeständighet; 2) Legeringstål för konstruktion: Kan använda kromplättering, nitrering för att förbättra slitstyrkan; 3) Verktygsstål: Ångbehandling för att bilda oxidlager, förbättra smörjförmågan; 4) Högtemperaturlegeringar: Aluminidbeläggning för att förbättra hög temperatur oxidationsbeständighet; 5) Allmän behandling: Lackering, pulverbeläggning används för dekor och skydd; 6) Specialbehandling: För flyg- och rymdkomponenter kan speciella beläggningar användas för att förbättra utmattningshållfastheten. Val av ytbehandling måste överväga användningsmiljö, prestandakrav och kostnadsfaktorer, vissa legeringsstål (som högkromrostfritt stål) kan också användas direkt utan ytbehandling.

Beslutsfaktorer för bearbetningskostnad för legeringsstål: 1) Materialkostnad: Priset på olika legeringsstål varierar kraftigt, från vanligt legeringskonstruktionsstål till avancerade högtemperaturlegeringar kan skilja sig med 10-50 gånger; 2) Bearbetningssvårighet: Höghårdhets- och höghållfasthetslegeringar har låg bearbetningseffektivitet och hög kostnad; 3) Noggrannhetskrav: Högprecisionsdelar kräver fler bearbetningssteg och inspektion, vilket ökar kostnaden; 4) Värmebehandlingskostnad: Komplexa värmebehandlingsprocesser kommer att öka kostnaden avsevärt; 5) Batchstorlek: Små serier har högre enhetskostnad, stora serier kan fördela inställningskostnader; 6) Ytbehandling: Specialytbehandling (som beläggning, coating) kommer att öka kostnaden. Generellt sett är bearbetningskostnaden för legeringsstålsdelar 2-10 gånger högre än för vanligt kolstål, beroende på ovanstående faktorer.