Вуглярод і сплаў для апрацоўкі матэрыялаў на станках з ЧПУ
Змест
ПерамыкацьВугляродзістая сталь: уласцівасці, маркі і апрацоўка на станках з ЧПУ
Легаваная сталь: палепшаныя ўласцівасці для патрабавальных ужыванняў на станках з ЧПУ
Параўнанне вугляродзістай і легаванай сталі ў апрацоўцы на станках з ЧПУ
Пры выбары паміж вугляродзістай і легаванай сталлю для апрацоўкі на станках з ЧПУ ўлічваецца некалькі фактараў. Вугляродзістая сталь вылучаецца коштам і лёгкасцю апрацоўкі, а нізкавугляродзістыя маркі забяспечваюць найлепшую зварвальнасць і фармавальнасць. Аднак ёй не хапае ўстойлівасці да карозіі і высокіх тэмператур, што робіць яе менш прыдатнай для выкарыстання ў суровых умовах.
Уласнасць | Вугляродзістая сталь (напрыклад, 1045) | Легаваная сталь (напрыклад, 4140) |
|---|---|---|
Мяжа цякучасці (МПа) | 415-570 | 655-860 |
Апрацоўка | Высокі (70-100) | Умераны (50-70) |
Устойлівасць да карозіі | Faible | Умераны да высокага |
Каштаваць | Нізка-сярэдні | Сярэдняй Вышыні |
прыкладанняў | Агульныя структурныя | Высокаагрэсіўны, каразійны |
Асноўныя адрозненні паміж вугляродзістай і легаванай сталлю пры апрацоўцы на станках з ЧПУ
1. Розніца ў складзе ядра
Асноўнае адрозненне заключаецца ў хімічным складзе. Вугляродзістая сталь вырабляецца на аснове жалеза і змяшчае 0.0218%~2.11% вугляроду ў якасці асноўнага элемента з нізкім утрыманнем прымесей. Па ўтрыманні вугляроду яна класіфікуецца: нізкавугляродзістая сталь (<0.25%, напрыклад, Q235) мяккая і пластычная; сярэдневугляродзістая сталь (0.25%~0.6%, напрыклад, сталь 45#) збалансавана трымаецца на трываласці і пластычнасці; высокавугляродзістая сталь (>0.6%, напрыклад, T10) цвёрдая, але далікатная.
Легаваная сталь вырабляецца шляхам дадання ў вугляродзістую сталь наўмысных легіруючых элементаў (хрому, нікеля і г.д., агульная колькасць якіх складае ад 1% да дзясяткаў працэнтаў), такіх як 42CrMo для павышэння трываласці і нержавеючая сталь 304 для каразійнай устойлівасці, што кардынальна змяняе яе характарыстыкі апрацоўкі.
2. Разрыў у прадукцыйнасці рэзкі на станках з ЧПУ
Супраціўленне рэзанню: Супраціўленне вугляродзістай сталі залежыць ад утрымання вугляроду — нізкавугляродзістая сталь дазваляе рэзаць на высокай хуткасці, сярэдневугляродзістая з'яўляецца эканамічна эфектыўнай, а высокавугляродзістая патрабуе меншай хуткасці. Супраціўленне рэзанню легаванай сталі на 20–50 % вышэйшае, чым у вугляродзістай сталі з такім жа ўтрыманнем вугляроду, з-за цвёрдых карбідаў з легіруючых элементаў.
Цеплааддача: вугляродзістая сталь мае добрую цеплаправоднасць, што дазваляе падтрымліваць нізкія тэмпературы апрацоўкі і павольны знос інструмента. Легаваная сталь дрэнна рассейвае цяпло, прычым тэмпература рэжучай кромкі часта перавышае 800℃ (напрыклад, нержавеючая сталь 304), што патрабуе астуджэння пад высокім ціскам, каб прадухіліць пашкоджанне інструмента і апёк дэталі.
3. Крытэрыі выбару інструмента
Вугляродзістая сталь: нізкія патрабаванні — хуткарэзная сталь або цвёрды сплав для нізкавугляродзістай/сярэдневугляродзістай сталі; высокакобальтавы цвёрды сплав (напрыклад, YG8) для высокавугляродзістай сталі. Выкарыстоўваюцца інструменты без пакрыцця або з пакрыццём TiCN з вострымі краямі (<0.1 мм) для нізкавугляродзістай сталі і хонінгаванымі краямі (0.1~0.2 мм) для сярэдневугляродзістай/высокавугляродзістай сталі.
Легаваная сталь: высокія патрабаванні — пакрыцці TiAlN/CrN, палепшаныя хонінгаваныя рэзы (0.2~0.5 мм) і высокапрадукцыйныя інструментальныя матэрыялы, якія вытрымліваюць высокую тэмпературу і ўдары.
4. Сцэнарыі прымянення і прапановы па выбары
Нізкавугляродзістая сталь (10#, Q235): падыходзіць для нітаў, абалонак — нізкі кошт, высокая эфектыўнасць.
Сярэдневугляродзістая сталь (45#): ідэальна падыходзіць для зубчастых колаў, валаў — збалансаваная прадукцыйнасць, найбольш
агульны матэрыял майстар-класа.
Высокавугляродзістая сталь (T8, T10): выкарыстоўваецца для інструментаў, формаў — патрабуе павольнай хуткасці і моцнага астуджэння.
Легаваная сталь (42CrMo, 304): падыходзіць для аўтамабільных каленчатых валаў, авіяцыйных дэталяў — адпавядае строгім патрабаванням да эксплуатацыйных характарыстык, нягледзячы на высокі кошт.
6. Рэзюмэ
Розніца ў апрацоўцы паміж гэтымі двума сталямі абумоўлена розніцай у складзе. Ухіленне гэтых адрозненняў можа знізіць знос інструмента больш чым на 30% і павысіць эфектыўнасць на 20%. Стварэнне базы дадзеных «матэрыял-інструмент-працэс» дапамагае дасягнуць аптымальнага балансу паміж коштам і эфектыўнасцю пры высокадакладнай апрацоўцы на станках з ЧПУ.