Ocel přichází v mnoha podobách: různé geometrické tvary kovových desek, desek, tyčí a paprsků, trubek a samozřejmě pevných surovin používaných při obrábění oceli CNC. Ocel se používá v tolika aplikacích a tolik průmyslových odvětvích, takže má smysl mít mnoho různých typů oceli. Jaký je však rozdíl mezi nerezovou ocelí a nízkou uhlíkovou ocelí? Obrábění a nástrojová ocel zdarma? V tomto článku se dozvíte o mnoha typech zpracované oceli ao tom, jak úspěšně CNC procesní typy oceli.
Co je ocel?
Ocel je široký termín pro slitiny železa a uhlíku. Obsah uhlíku (0,05%-2% hmotnosti) a přidání dalších prvků určují specifickou slitinu oceli a její materiálové vlastnosti. Mezi další legované prvky patří mangan, křemík, fosfor, síra a kyslík. Uhlík zvyšuje tvrdost oceli současně, lze přidat další prvky, aby se zlepšila odolnost proti korozi nebo proveditelnosti. Obsah manganu je obvykle vyšší (nejméně 0,30% až 1,5%), aby se snížila křehkost oceli a zvýšila její sílu.
Síla a tvrdost oceli je jednou z nejpopulárnějších charakteristik. Je to, že ocel je vhodný pro aplikaci pro konstrukci a přepravu, protože tento materiál lze použít po dlouhou dobu při těžkých a opakovaných zatíženích. Některé ocelové slitiny, jmenovitě odrůdy z nerezové oceli, jsou odolné proti korozi, což z nich činí nejlepší volbu pro části, které pracují v extrémním prostředí.
Tato síla a tvrdost však také prodlouží čas obrábění a zvýší opotřebení nástroje. Ocel je materiál s vysokou hustotou, díky kterému je pro určité aplikace příliš těžký. Ocel má však poměr s vysokou pevností k hmotnosti, a proto je ve výrobě jedním z nejčastěji používaných kovů. V našem výrobním procesu často používáme nerezovou ocel suroviny jako
Části odlévání kovových příslušenství.
Typ oceli
Diskutujeme o mnoha typech oceli. Jako ocel musí být uhlík přidán do železa. Obsah uhlíku se však bude lišit, což povede k velkým změnám v jeho výkonu. Uhlíková ocel se obvykle vztahuje na jinou ocel než z nerezové oceli a je identifikována čtyřmístným stupněm oceli, obecněji řečeno, je to nízkohlíková ocel, středně uhlíková ocel nebo vysokou uhlíkovou ocel.
Nízkohlíková ocel: obsah uhlíku menší než 0,30% (podle hmotnosti)
Střední uhlíková ocel: 0,3-0,5% obsah uhlíku
Vysoká uhlíková ocel: 0,6% a vyšší
Hlavní legovací prvky oceli jsou představovány prvním číslem ve čtyřciferné třídě. Například jakákoli ocel 1xxx, jako je 1018, bude mít uhlík jako hlavní legovací prvek. 1018 Ocel obsahuje 0,14-0,20% uhlík a malá množství fosforu, síry a manganu. Tato obecná slitina se běžně používá pro obrábění těsnění, hřídele, ozubených kol a kolíků.
Uhlíková ocel s snadno zpracovatelnou třídou podléhá re-fosfování a re-phosfrutační ošetření, aby se rozbila čipy na menší kousky. To zabraňuje zamotání dlouhých nebo velkých čipů během řezání. Machinovatelná ocel může urychlit dobu zpracování, ale může snížit tažnost a odolnost proti nárazu.
Nerez
Nerezová ocel obsahuje uhlík, ale také obsahuje asi 11% chrom, což zvyšuje odolnost proti korozi materiálu. Více chromia znamená méně rzi! Přidání niklu může také zlepšit odolnost proti rzi a pevnost v tahu. Kromě toho má nerezová ocel dobrou odolnost proti teplu a je vhodná pro letecký a další aplikace v extrémním prostředí.
Podle krystalové struktury kovu lze nerezovou ocel rozdělit do pěti typů. Pět typů jsou Austenite, Ferrite, Martensite, Duplex a srážení. Stupně z nerezové oceli jsou identifikovány třemi číslicemi místo čtyř číslic. První číslo představuje krystalovou strukturu a hlavní legické prvky.
Například nerezová ocel řady 300 je slitina austenitických chrom-nickel. 304 Nerezová ocel je nejběžnější stupeň, také známý jako 18/8, protože jeho obsah chromu je 18% a obsah niklu je 8%. 303 Nerezová ocel je bezplatná obráběcí verze nerezové oceli 304. Přidání síry snižuje její odolnost proti korozi, takže nerezová ocel typu 303 je náchylnější k rezimu než typu 304.
Nerezová ocel lze použít v široké škále průmyslových odvětví. Nerezová ocel typu 316 lze po správném zpracování použít pro lékařské vybavení, jako jsou díly ventilu ve strojích a potrubí. 316 Nerezová ocel se také používá pro obráběcí ořechy a šrouby, z nichž mnohé se používají v leteckém a automobilovém průmyslu. 303 Nerezová ocel se používá pro převody, hřídele a další části nezbytné pro letadla a automobily.
Nástrojová ocel
Ocel nástrojů se používá k výrobě nástrojů pro různé výrobní procesy, včetně lití, vstřikování, lisování, lisování a řezání. Existuje mnoho různých slitin z nástrojové oceli, které lze použít pro různé aplikace, ale všechny jsou známé svou tvrdostí. Každý z nich vydrží opotřebení vícenásobného použití (ocelová forma používaná pro vstřikování vydrží milionkrát nebo více materiálu) a má vysokou teplotu odolnost.
Běžným aplikací nástrojové oceli je vstřikovací formy, které jsou zpracovány tvrzenou ocelovou CNC za účelem produkce nejvyšší kvality. Ocel H13 je obvykle vybírán kvůli své dobré tepelné únavové vlastnosti-síla a tvrdost dokážou vydržet dlouhodobé vystavení extrémním teplotám. Forma H13 je velmi vhodná pro pokročilé lisovací materiály s vysokou teplotou tání, protože poskytuje delší životnost plísní než jiné oceli-500 000 až 1 milionkrát. Současně je S136 z nerezové oceli s životností formy více než milionkrát. Tento materiál může být vyleštěn na nejvyšší úroveň a používá se ve speciálních aplikacích, kde je vyžadována vysoká optická čistota.
Zpracování oceli
Některé z nejužitečnějších vlastností oceli pocházejí z dalších kroků zpracování a zpracování. Tyto metody mohou být provedeny před zpracováním pro změnu vlastností oceli a usnadnění zpracování oceli. Nezapomeňte, že kalení materiálu před obráběním prodlouží doba obrábění a zvýší opotřebení nástroje, ale po obrábění lze ošetřit ocel, aby se zvýšila síla nebo tvrdost hotového produktu. To znamená, že je důležité myslet před jakoukoli plánovanou ošetření, které musíte použít k dosažení nezbytných vlastností pro vaše díly.
Tepelné zpracování
Tepelné zpracování se týká několika různých procesů, které zahrnují manipulaci s teplotou oceli ke změně jejích materiálových vlastností. Příkladem je žíhání, které se používá ke snížení tvrdosti a zvýšení tažnosti, což usnadňuje zpracování oceli. Proces žíhání pomalu zahřívá ocel na požadovanou teplotu a udržuje ji po určitou dobu. Potřebný čas a teplota závisí na specifické slitině a snižování se zvyšováním obsahu uhlíku. Nakonec kov pomalu chladí v peci nebo je obklopen izolačními materiály.
Normalizace tepelného zpracování může eliminovat vnitřní napětí v oceli při zachování vyšší pevnosti a tvrdosti než žíhané oceli. Během normalizačního procesu se ocel zahřívá na vysokou teplotu a poté chlazená vzduchem, aby se získala vyšší tvrdost.
Kalená ocel je další proces tepelného zpracování, uhodli jste, že ztuhne ocel. Zvyšuje také sílu, ale také zvětšuje křehčí materiál. Proces kalení zahrnuje pomalé zahřívání oceli, namočení při vysokých teplotách a ponoření oceli do vody, oleje nebo solného roztoku pro rychlé chlazení.
Nakonec se proces tepelného zpracování temperování používá ke snížení křehkosti uhasené oceli. Tvržená ocel je téměř totožná s normalizací: pomalu se zahřívá na vybranou teplotu a pak je ocel chlazená vzduchem. Rozdíl je v tom, že teplota temperování je nižší než jiné procesy, což snižuje křehkost a tvrdost temperované oceli.
Kalení srážek
Kalení srážek zvyšuje výnosovou sílu oceli. Některé stupně nerezové oceli mohou zahrnovat hodnotu pH v názvu, což znamená, že mají vlastnosti srážky. Hlavní rozdíl mezi srážením kalení ocelí je to, že obsahují další prvky: měď, hliník, fosfor nebo titan. Je zde mnoho různých slitin. Za účelem aktivace vlastností kalení srážek je ocel vytvořen do konečného tvaru a poté podroben léčbě na kalení věku. Proces stárnutí kalení zahřívá materiál po dlouhou dobu, aby se vysrážely přidané prvky a tvořily pevné částice různých velikostí, čímž se zvyšuje sílu materiálu.
17-4ph (také známý jako 630 ocel) je běžným příkladem srážek ztuhnutí stupňů pro nerezovou ocel. Slitina obsahuje 17% chrom a 4% niklu a 4% měď, což pomáhá kalení srážení. Kvůli zvýšené tvrdosti, síle a odolnosti proti vysoké korozi se používá 17-4ph pro plošiny paluby vrtulníků, lopatky turbíny a sudy jaderného odpadu.
Studená práce
Vlastnosti oceli lze také změnit bez použití velkého tepla. Například ocel se za studena je silnější během procesu tvrzení práce. Když je kov plasticky deformován, dochází k tvrzení práce. Toho lze dosáhnout kladivem, válcováním nebo kreslením kovu. Během zpracování, pokud je nástroj nebo obrobku přehřát, dojde také neočekávaně. Chlazená práce může také zlepšit zpracovatelnost oceli. Mírná ocel je velmi vhodná pro práci na chladu.
Opatření pro design ocelové struktury
Při navrhování ocelových částí je důležité si pamatovat jedinečné vlastnosti materiálu. Charakteristiky, díky nimž je velmi vhodné pro vaši aplikaci, mohou vyžadovat další zvážení návrhu pro výrobu (DFM).
Vzhledem k tvrdosti materiálu trvá zpracování oceli déle než jiné měkčí materiály (jako je hliník nebo mosaz). Chcete -li optimalizovat kvalitu obrábění a minimalizovat opotřebení nástroje, musíte použít správné nastavení stroje. V praxi to znamená pomalejší rychlosti vřetena a rychlosti krmiva, aby chránila vaše díly a formy.
I když neděláte samotné zpracování, měli byste stále vyhodnotit ocelový stupeň, který je vhodný pro váš projekt, nejen z hlediska tvrdosti a síly, ale také s ohledem na rozdíly v zpracovatelnosti. Například doba zpracování nerezové oceli je přibližně dvojnásobkem doby uhlíkové oceli. Při rozhodování o různých známkách musíte také zvážit, které atributy jsou nejvyšší prioritou a které ocelové slitiny jsou snadno dostupné. Běžně používané známky, jako je 304 nebo 316 z nerezové oceli, mají na výběr širší škálu velikostí zásob a nalezení a nákup trvá méně času.
-------------------------------------------------KONEC-----------------------------------------------------
Upravit od Rebecca Wang
