Jeklo je v različnih oblikah: različne geometrijske oblike kovinskih plošč, plošč, palic in tramov, cevi in seveda trdnih surovin, ki se uporabljajo pri obdelavi jekla CNC. Jeklo se uporablja v toliko aplikacijah in toliko panog, zato je smiselno imeti veliko različnih vrst jekla. Toda kakšna je razlika med nerjavnim in nizkoogljičnim jeklom? Brezplačna obdelava in jeklo z orodjem? V tem članku boste izvedeli o številnih vrstah predelanega jekla in o tem, kako uspešno CNC procesno jekla.
Kaj je jeklo?
Jeklo je širok izraz za železove in ogljikove zlitine. Vsebnost ogljika (0,05% -2% po teži) in dodajanje drugih elementov določata specifično zlitino jekla in njegove lastnosti materiala. Drugi zlitinski elementi vključujejo mangan, silicij, fosfor, žveplo in kisik. Ogljik hkrati poveča trdoto jekla, lahko dodate druge elemente za izboljšanje korozijske odpornosti ali obdelovanja. Vsebnost mangana je običajno višja (vsaj 0,30% do 1,5%), da se zmanjša krhtast jekla in poveča njeno trdnost.
Moč in trdota jekla sta ena izmed najbolj priljubljenih lastnosti. To je jeklo, ki je primerno za gradbene in prevozne aplikacije, saj se ta material lahko dolgo uporablja pod težkimi in ponavljajočimi se obremenitvami. Nekatere jeklene zlitine, in sicer sorte iz nerjavečega jekla, so odporne proti koroziji, zaradi česar so najboljša izbira za dele, ki delujejo v ekstremnih okoljih.
Vendar pa bosta ta moč in trdota podaljšala čas obdelave in povečala obrabo orodja. Jeklo je material z visoko gostoto, zaradi česar je pretežek za določene aplikacije. Vendar je Steel visoko razmerje med trdnostjo in težo, zato je to ena najpogosteje uporabljenih kovin pri proizvodnji. V našem proizvodnem procesu pogosto uporabljamo nerjavno jeklo surovine
Kovinski dodatki za igranje delov.
Vrsta jekla
Pogovorimo se o številnih vrstah jekla. Kot jeklo je treba dodati ogljik v železo. Vendar se bo vsebnost ogljika razlikovala, kar bo povzročilo velike spremembe v njegovi uspešnosti. Ogljikovo jeklo se običajno nanaša na jeklo, ki ni iz nerjavečega jekla, in ga identificira 4-mestna stopnja jekla, širše gledano, je nizko ogljično jeklo, srednje ogljikovo jeklo ali visoko ogljikovo jeklo.
Jeklo z nizkim ogljikom: vsebnost ogljika manjša od 0,30% (po teži)
Srednje ogljikovo jeklo: 0,3-0,5% vsebnost ogljika
Visoko ogljikovo jeklo: 0,6% in več
Glavni legirni elementi jekla so predstavljeni s prvo številko v štirimestni oceni. Na primer, katero koli 1xxx jeklo, na primer 1018, bo imel kot glavni legirni element ogljik. 1018 Jeklo vsebuje 0,14-0,20% ogljika in majhne količine fosforja, žvepla in mangana. Ta splošna namenska zlitina se običajno uporablja za obdelavo tesnil, gredi, zobnikov in zatičev.
Enostavno za to, da se je razdelilo iz ogljikovega jekla, je podvrženo ponovnemu fosfatiranju in ponovnem fosfatiranju, da se čips razbije na manjše koščke. To preprečuje, da bi se dolgi ali veliki čipi med rezanjem zapletli z orodjem. Ob strojni jeklo lahko pospeši čas obdelave, vendar lahko zmanjša duktilnost in odpornost na udarce.
Nerjavno jeklo
Nerjavno jeklo vsebuje ogljik, vendar vsebuje tudi približno 11% kroma, kar poveča korozijsko odpornost materiala. Več kroma pomeni manj rje! Dodajanje niklja lahko izboljša tudi odpornost na rjo in natezno trdnost. Poleg tega ima nerjavno jeklo dobro toplotno odpornost in je primeren za vesoljsko in druge aplikacije v ekstremnih okoljih.
Glede na kristalno konstrukcijo kovine lahko nerjavno jeklo razdelimo na pet vrst. Pet vrst je utrjevanje austenita, ferita, martenzita, dupleksa in padavin. Ocene nerjavečega jekla so identificirane s tri števke namesto štirih števk. Prva številka predstavlja kristalno strukturo in glavne zlitine.
Na primer, iz nerjavečega jekla serije 300 je austenitna zlitina kroma-niklja. 304 Nerjaveče jeklo je najpogostejša ocena, znana tudi kot 18/8, ker je njegova vsebnost kroma 18%, vsebnost niklja pa 8%. 303 Nerjaveče jeklo je brezplačna obdelovalna različica 304 nerjavečega jekla. Dodatek žvepla zmanjšuje njegovo korozijsko odpornost, zato je nerjavno jeklo tipa 303 bolj nagnjeno k rje kot tip 304.
Nerjaveče jeklo se lahko uporablja v širokem razponu panog. Tip 316 nerjaveče jeklo se lahko po ustrezni obdelavi uporablja za medicinsko opremo, kot so deli ventilov v strojih in cevovodih. 316 nerjaveče jeklo se uporablja tudi za obdelavo matic in vijakov, od katerih se veliko uporablja v vesoljski in avtomobilski industriji. 303 Nerjaveče jeklo se uporablja za prestave, gredi in druge dele, potrebne za letala in avtomobile.
Orodno jeklo
Orodno jeklo se uporablja za izdelavo orodij za različne proizvodne procese, vključno z vlivanjem, brisanjem, oblikovanjem, žigosanjem in rezanjem. Obstaja veliko različnih zlitin za jeklene orodja, ki jih je mogoče uporabiti za različne aplikacije, vendar so vse znane po svoji trdoti. Vsak od njih lahko zdrži obrabo večkratne uporabe (jekleni kalup, ki se uporablja za vbrizgavanje, lahko zdrži milijonkrat ali več materiala) in ima visoko temperaturno odpornost.
Pogosta uporaba orodja jekla so kalupi za vbrizgavanje, ki jih predela utrjeno jekleno CNC za izdelavo najbolj kakovostnih proizvodnih delov. H13 jeklo je običajno izbrano zaradi svojih dobrih lastnosti toplotne utrujenosti-njegova trdnost in trdota lahko preneseta dolgotrajno izpostavljenost ekstremnim temperaturam. H13 plesen je zelo primeren za napredne materiale za oblikovanje vbrizgavanja z visoko temperaturo taljenja, saj zagotavlja daljšo življenjsko dobo plesni kot drugi jekel-500.000 do 1 milijon krat. Hkrati je S136 iz nerjavečega jekla, z življenjsko dobo plesni več kot milijonkrat. To gradivo je mogoče polirati na najvišji ravni in uporabiti v posebnih aplikacijah, kjer je potrebna velika optična jasnost.
Jeklena predelava
Nekatere najbolj uporabne lastnosti jekla izvirajo iz dodatnih korakov obdelave in obdelave. Te metode se lahko izvedejo pred obdelavo, da spremenite lastnosti jekla in olajšajo jeklo. Ne pozabite, da bo utrjevanje materiala pred obdelavo podaljšalo čas obdelave in povečalo obrabo orodja, vendar je jeklo po obdelavi mogoče obdelati, da se poveča trdnost ali trdoto končnega izdelka. Glede na to je pomembno, da razmišljate o vseh načrtovanih tretmajih, ki jih morate zaprositi za dosego potrebnih lastnosti za svoje dele.
Toplotno obdelavo
Toplotna obdelava se nanaša na več različnih procesov, ki vključujejo manipulacijo temperature jekla, da spremenijo svoje lastnosti materiala. Primer je žarjenje, ki se uporablja za zmanjšanje trdote in povečanje duktilnosti, kar olajša predelavo jekla. Proces žarjenja počasi segreva jeklo na zahtevano temperaturo in ga vzdržuje za nekaj časa. Zahtevani čas in temperatura sta odvisna od specifične zlitine in se zmanjšata, ko se vsebnost ogljika povečuje. Končno se kovina počasi ohladi v peči ali je obdana z izolacijskimi materiali.
Normalizacija toplotne obdelave lahko odpravi notranji stres v jeklu, hkrati pa ohranja večjo trdnost in trdoto kot žarjeno jeklo. Med postopkom normalizacije se jeklo segreje na visoko temperaturo in nato zračno hladimo, da dobimo večjo trdoto.
Utrjeno jeklo je še en postopek toplotne obdelave, uganili ste, strdi jeklo. Prav tako bo povečala moč, vendar bo tudi material bolj krhek. Postopek utrjevanja vključuje počasi ogrevanje jekla, namakanje pri visokih temperaturah in nato jeklo potopiti v vodo, olje ali raztopino slanice za hitro hlajenje.
Končno se postopek čiščenja toplote uporablja za zmanjšanje krhtinja kaljenega jekla. Temno jeklo je skoraj enako normalizaciji: počasi se segreje na izbrano temperaturo, nato pa jeklo ohlajeno. Razlika je v tem, da je temperatura kaljenja nižja od drugih procesov, kar zmanjšuje krhkost in trdoto kaljenega jekla.
Utrjevanje padavin
Utrjevanje padavin poveča trdnost jekla. Nekatere ocene nerjavečega jekla lahko v imenu vključujejo pH vrednost, kar pomeni, da imajo lastnosti utrjevanja padavin. Glavna razlika med jeklenimi jeklenimi jekla je v tem, da vsebujejo dodatne elemente: baker, aluminij, fosfor ali titan. Tu je veliko različnih zlitin. Da bi aktivirali lastnosti utrjevanja padavin, se jeklo oblikuje v končno obliko in nato podvržene starostnemu otrditvi. Postopek staranja utrjevanja že dolgo segreva material, da obori doda dodane elemente in tvori trdne delce različnih velikosti, s čimer poveča moč materiala.
17-4PH (znan tudi kot 630 jeklo) je pogost primer ocen za otrditev padavin za nerjavno jeklo. Zlitina vsebuje 17% kroma in 4% niklja ter 4% bakra, kar pomaga utrjevanju padavin. Zaradi povečane trdote, moči in visoke korozijske odpornosti se 17-4PH uporablja za platforme helikopterja, turbinske rezila in jedrske odpadke.
Hladno delo
Lastnosti jekla lahko spremenite tudi brez nanese veliko toplote. Na primer, hladno obdelano jeklo je močnejše s postopkom utrjevanja dela. Ko je kovina plastično deformirana, pride do utrjevanja dela. To je mogoče doseči s kladivom, valjanjem ali risanjem kovine. Med obdelavo, če je orodje ali obdelovanec pregret, se bo utrjevanje dela pojavilo tudi nepričakovano. Hladno delo lahko tudi izboljša obdelovalnost jekla. Blago jeklo je zelo primerno za hladno delo.
Previdnostni ukrepi za oblikovanje jeklene konstrukcije
Pri oblikovanju jeklenih delov si je pomembno zapomniti edinstvene značilnosti materiala. Značilnosti, zaradi katerih je zelo primerna za vašo prijavo, bodo morda potrebne dodatno upoštevanje zasnove za proizvodnjo (DFM).
Zaradi trdote materiala predelava jekla traja dlje kot drugi mehkejši materiali (na primer aluminij ali medenina). Za optimizacijo kakovosti obdelave in zmanjšanja obrabe orodja morate uporabiti pravilne nastavitve stroja. V praksi to pomeni počasnejše hitrosti vretena in hitrosti podajanja za zaščito vaših delov in plesni.
Tudi če ne opravljate same obdelave, morate še vedno oceniti jekleno oceno, ki je primerna za vaš projekt, ne le v smislu trdote in moči, temveč tudi glede na razlike v obdelovalnosti. Na primer, čas obdelave iz nerjavečega jekla je približno dvakrat večji od ogljikovega jekla. Ko se odločite za različne ocene, morate upoštevati tudi, kateri atributi so najvišja prioriteta in katere jeklene zlitine so enostavno na voljo. Običajno uporabljene ocene, na primer 304 ali 316 nerjavečega jekla, imajo na izbiro širši razpon velikosti zalog, za iskanje in nakup pa je potrebno manj časa.
---------------------------------------------------------
Uredi Rebecca Wang
