Обработка стали с ЧПУ:материалы, преимущества и варианты обработки поверхности

Сегодня сталь является одним из наиболее используемых металлов во всем мире. Это совсем не удивительно, учитывая несколько преимуществ металла. В промышленности производители используют различные услуги по механической обработке металлов, чтобы соответствовать спецификациям и требованиям к конструкции продукта.

Одной из таких услуг по механической обработке является обработка стали с ЧПУ. Этот высокоавтоматизированный процесс является одним из самых универсальных способов производства стальных деталей. Однако на обработку стали влияет несколько факторов.

В этой статье содержится все, что вам нужно знать об обработке стали с ЧПУ, а также различные рекомендации для достижения наилучших результатов.

Что такое обработка стали с ЧПУ?

Механическая обработка является важным процессом во многих производственных операциях. Было время, когда процесс был полностью ручным, но это требовало больших усилий и времени. В настоящее время услуги механической обработки автоматизированы, и одним из таких приложений является обработка с числовым программным управлением (ЧПУ). По сути, обработка с ЧПУ включает использование компьютера для управления движением определенного инструмента, формируя конструкции из металла и пластика. Этот автоматизированный процесс стал очень распространенным в обрабатывающей промышленности из-за его скорости, точности и эффективности производства. Некоторые материалы совместимы с обработкой на станках с ЧПУ, и сталь не является исключением. Фактически, стальные детали с ЧПУ являются одними из самых популярных для изготовленных на заказ деталей и прототипов.

Марки стали для станков с ЧПУ

Применение обработки с ЧПУ охватывает несколько материалов. Выбор правильного материала для вашего проекта может быть сложным, обычно с учетом нескольких факторов. Однако выбор используемого материала, стали, в данном случае — это только первый шаг. Вам все равно придется выбирать из различных доступных оценок.

Свойства марок стали определяют их соответствующее использование для конкретных проектов механической обработки. Вот некоторые из наиболее распространенных сортов и их свойства.

Сталь 4140

Эта марка представляет собой низколегированную сталь с низким содержанием хрома, молибдена и марганца. Этот химический состав повышает прочность, пластичность и ударную вязкость марки стали. Кроме того, добавленное содержание хрома делает этот сорт более устойчивым к коррозии.

Следовательно, он используется во многих отраслях промышленности из-за его хорошей обрабатываемости и стойкости к истиранию. Однако сталь 4140 не самая простая в сварке и может потребовать предварительной и последующей термообработки. Этот сорт часто используется в стальных деталях с ЧПУ для муфт, шпинделей, болтов, гаек и автомобильных деталей.

Механические свойства

Предел текучести при растяжении (МПа):655
Модуль сдвига (ГПа):80
Удлинение при разрыве (%):19
Твердость (по Бринеллю):197
Плотность (г см-3):7,87

Сталь 4130

По сравнению с обычной сталью, сталь 4130 имеет более высокое содержание легирующих элементов. Он состоит из железа, углерода, хрома, марганца, молибдена, фосфора, кремния и серы. Эти элементы отвечают за прочность, обрабатываемость и термическую совместимость этой марки стали.

Он широко используется в различных строительных целях из-за его способности выдерживать высокие нагрузки. Кроме того, он используется в креплениях авиационных двигателей. Производители часто предпочитают сталь 4130 авиационной стали, потому что она дешевле, но не менее эффективна.

Несмотря на то, что сталь 4130 легко поддается термообработке, ее не очень легко сваривать.

Механические свойства

Предел текучести при растяжении (МПа):460
Модуль сдвига (ГПа):80
Удлинение при разрыве (%):20
Твердость (по Бринеллю):217
Плотность (г см-3):7,87

Сталь 1018

Эта марка стали обычно считается мягкой углеродистой сталью, состоящей из железа, углерода, марганца, фосфора и серы.

Самым большим преимуществом стали 1018 при обработке стали с ЧПУ является ее высокая свариваемость, что делает ее вариантом по умолчанию для деталей из науглероженной стали с ЧПУ. Обратите внимание, однако, что сварка рекомендуется только после науглероживания.

Помимо хорошей свариваемости, сталь 1018 обладает отличной обрабатываемостью. Это является основой для его использования в процессах прецизионной обработки с ЧПУ, таких как точение и фрезерование стали. На практике производители используют его для стяжек, шпинделей, валов и многих других компонентов пресс-форм.

Основным недостатком этой марки стали является ее несовместимость со многими процессами чистовой обработки и относительно высокая цена.

Механические свойства

Предел текучести при растяжении (МПа):310
Модуль сдвига (ГПа):78
Удлинение при разрыве (%):15
Твердость (по Бринеллю):131
Плотность (г см-3):7,87

Сталь 1045

Это среднеуглеродистая сталь, содержащая железо, углерод, кремний, марганец и серу или фосфор. Это одна из самых универсальных марок стали, которую производители используют для изготовления деталей из стали с ЧПУ. Сталь 1045 прочная и жесткая, что оправдывает ее использование во многих проектах по обработке стали с ЧПУ, где важна водонепроницаемость.

Кроме того, сталь 1045 поддается механической обработке и сварке, что является важным фактором, который производители учитывают при обработке стали. Применения этого сорта включают в себя шпильки, болты, шестерни, валы и шпильки. По сути, производители предпочитают его для проектов, требующих экстремальных скоростей.

Несмотря на то, что эта марка стали является относительно прочной, ее использование не рекомендуется для очень прочных изделий, поскольку ее прочность на растяжение и прокаливаемость в лучшем случае средние.

Механические свойства

Предел текучести при растяжении (МПа):450
Модуль сдвига (ГПа):60
Удлинение при разрыве (%):12
Твердость (по Бринеллю):170
Плотность (г см-3):7,87

Сталь 1215

Эта марка стали содержит железо, углерод, марганец, фосфор и серу. Из-за относительно высокого содержания серы в этой марке стали она считается сталью, не требующей механической обработки. Кроме того, многие называют его винтовым инвентарем из-за его использования в процессах автоматического винтового станка.

Сталь 1215 образует небольшую стружку во время обработки, что позволяет увеличить скорость обработки и избежать запутывания в станках. Однако он плохо поддается сварке. Кроме того, он не такой прочный, как другие холоднотянутые марки из-за относительно низкого содержания углерода.

В промышленности он подходит для автоматических проектов, где необходима тяжелая обработка. Его применение включает в себя шпильки, штифты, винты, муфты и фитинги для шлангов.

Механические свойства

Предел текучести при растяжении (МПа):415
Модуль сдвига (ГПа):80
Удлинение при разрыве (%):10
Твердость (по Бринеллю):167
Плотность (г см-3):7,87

Преимущества и недостатки стальных деталей с ЧПУ

Правильная обработка стальных деталей требует большого опыта и навыков, чтобы каждый раз получать надежные результаты. Хотя это один из самых сложных материалов для работы, преимущества, которые вы получаете от использования тиля, часто перевешивают проблемы.

Преимущества

Большинство стальных деталей с ЧПУ, доступных сегодня, имеют хорошую обрабатываемость, то есть легкость, с которой металлы можно резать или формовать, чтобы получить достойный результат. Такие факторы, как твердость, энергия, мощность и напряжение сдвига, влияют на обрабатываемость стали с ЧПУ.

Еще одним преимуществом обработки стали с ЧПУ для деталей машин является высокая устойчивость изделий к коррозии и износу. Кроме того, стальные детали, как правило, совместимы со многими видами отделки поверхности.

Задачи

Несмотря на многочисленные преимущества, при обработке стальных деталей с ЧПУ возникают некоторые проблемы. Во-первых, не все стальные детали легко поддаются механической обработке. Таким образом, это означает, что использование некоторых марок стали для геометрически сложных проектов может быть затруднено.

Кроме того, марки стали имеют разную термочувствительность. Некоторые марки не подходят для деталей из стали с ЧПУ, которые будут подвергаться сильному нагреву, так как они могут расплавиться и деформироваться.

Отделка поверхности и варианты постобработки стальных деталей

Как следует из названия, отделка поверхности — это процесс после обычного изготовления металлических деталей. Цель состоит в том, чтобы улучшить функциональность и эстетику этих частей. Однако разные металлы требуют разной обработки поверхности.

Для стальных деталей ниже приведены распространенные варианты отделки поверхности.

Порошковое покрытие

Порошковая окраска заключается в нанесении сухого порошка на поверхность стали. Толщина покрытия обычно составляет от 0,15 до 0,3 мм. Очевидным преимуществом является повышение коррозионной стойкости стальных деталей с ЧПУ.

Науглероживание

Науглероживание упрочняет металлические поверхности. Процесс вращается вокруг нагрева стального металла в присутствии материалов, содержащих углерод, таких как окись углерода и древесный уголь. Помимо твердости, науглероживание также повышает износостойкость стальных деталей с ЧПУ.

Никелирование

Эта отделка поверхности включает в себя гальваническое покрытие стального металла путем добавления тонкого слоя никеля толщиной около 0,1 мм. Это может повысить устойчивость стальных деталей к коррозии и износу.

Шлифовка

Шлифовка помогает сгладить стальную поверхность, убрав неровности. Производители делают это с помощью шлифовального круга.

Обработка стали и алюминия:в чем разница?

Одной из причин, по которой обработка с ЧПУ так широко распространена сегодня, является ее совместимость с различными металлами и даже пластиками. Тем не менее, два наиболее распространенных материала для обработки на станках с ЧПУ — это сталь и алюминий. Производителям часто приходится выбирать только между этими двумя. Ниже приведено сравнение обработки стали с ЧПУ и обработки алюминия с ЧПУ.

Обработка стали и алюминия:обрабатываемость

Обрабатываемость зависит от множества факторов, в том числе от твердости и прочности металла. Как правило, чем тверже металл, тем ниже его обрабатываемость. Этот принцип справедлив и для алюминия.

Сталь имеет более высокий диапазон твердости по Бринеллю (80 и 600), чем алюминий (около 15). Точно так же сталь имеет более высокий предел прочности на растяжение и предел текучести, чем алюминий. Следовательно, сталь прочнее, но хуже поддается механической обработке.

Обработка стали и алюминия:скорость

Поскольку алюминий легче стали, машинисты могут работать с ним быстрее. Кроме того, после нагрева алюминий остывает быстрее, чем сталь. Это подразумевает более длительные производственные циклы при обработке стали.

Обработка стали и алюминия:стоимость

Часто выбор между сталью и алюминием сводится к стоимости. Это особенно актуально, когда оба материала подходят для конкретного проекта. Хотя существуют разные виды и сорта этих металлов, обработка стали с ЧПУ обычно стоит больше, чем алюминий.

Что выбрать?

Первый фактор, который вы должны учитывать, это тип продукта, который вам нужен. Сталь больше подходит для продуктов, подвергающихся воздействию высоких температур, из-за ее более высокой температуры плавления. С другой стороны, алюминий больше подходит для легких деталей, особенно если важна проводимость.

Применение стальных деталей с ЧПУ

Стальные детали с ЧПУ сегодня присутствуют во многих отраслях, включая медицинскую, автомобильную и электронную промышленность. В частности, обработка стали с ЧПУ полезна для медицинских инструментов, деталей машин, вакуумных сосудов высокого давления и зубчатых колес.

Услуги по обработке стали с ЧПУ в Wayken

Стальные детали с ЧПУ сегодня распространены в нескольких отраслях промышленности. Перед обработкой стали с ЧПУ производители должны определиться с маркой стали. Это включает в себя оценку различных свойств с потребностями проекта. После рассмотрения всех факторов качественные услуги по механической обработке имеют решающее значение.

В WayKen у нас есть специальные специалисты, которые могут выполнить все ваши услуги по обработке стали с ЧПУ. Мы можем гарантировать точность, качество и доступность компонентов вашего проекта. В частности, мы занимаемся фрезерованием стали с ЧПУ, точением, шлифованием, электроэрозионной обработкой и проволочной электроэрозионной обработкой.

Загрузите файлы САПР сегодня в службу поддержки один на один, и вы получите ответ в течение 12 часов.