Обработка с ЧПУ - несколько распространенных процессов обработки стали

Чтобы изменить свойства стали и облегчить ее обработку, до завершения обработки обычно выполняются дополнительные обработки и процессы. Закалка материала перед обработкой увеличивает время обработки и увеличивает износ инструмента, но сталь можно обрабатывать после обработки, чтобы повысить прочность или твердость готового изделия. Ниже приведены 3 распространенных метода обработки стали.

1. Термическая обработка

Под термической обработкой понимается несколько различных процессов, связанных с изменением температуры стали для изменения свойств ее материала.

Отжиг используется для снижения твердости и повышения пластичности, облегчая обработку стали. Процесс отжига медленно нагревает сталь до желаемой температуры в течение определенного периода времени. Требуемые время и температура зависят от конкретного сплава и уменьшаются с увеличением содержания углерода. Наконец, сталь медленно охлаждают в печи или окружают изоляционным материалом.

Нормализация, которая снимает внутренние напряжения в стали, сохраняя при этом более высокую прочность и твердость, чем отожженная сталь. Во время нормализации сталь нагревают до высокой температуры, а затем охлаждают до подходящей температуры для повышения твердости стали.

Закалка, которая не только упрочняет сталь и повышает ее прочность, но и делает ее более хрупкой. Процесс закалки включает в себя медленный нагрев стали, замачивание ее при высоких температурах, а затем быстрое охлаждение путем погружения стали в жидкость, такую ​​как вода, масло или соляной раствор.

Закалка, которую можно использовать для уменьшения хрупкости, возникающей при закалке стали. Отпуск стали практически идентичен нормализации:сначала ее медленно нагревают до выбранной температуры, а затем сталь охлаждают на воздухе. Отличие состоит в том, что отпуск проводится при более низкой температуре, чем другие процессы, что снижает хрупкость и твердость закаленной стали.

2. Закалка атмосферными осадками

Дисперсионная закалка повышает предел текучести стали. Основное отличие дисперсионно-твердеющих сталей состоит в том, что они содержат такие элементы, как медь, алюминий, фосфор или титан, которые не только повышают прочность стали, но и сохраняют достаточную ударную вязкость, класс высокопрочных нержавеющих сталей, обозначаемый PH стали. Чтобы активировать свойства дисперсионного твердения, сталь сначала обрабатывается на твердый раствор, а затем стареет. В процессе старения материал нагревается в течение длительного периода времени, в результате чего добавленные элементы осаждаются, образуя твердые частицы разного размера, что увеличивает прочность материала.

17-4PH (также известная как сталь 630) является распространенным примером марки дисперсионно-твердеющей нержавеющей стали. Этот сплав содержит 17% хрома, 4% никеля и 4% меди, что способствует дисперсионному твердению. Благодаря повышенной твердости, прочности и высокой коррозионной стойкости 17-4PH используется для изготовления вертолетных площадок, лопастей турбин и баков для ядерных отходов.

3. Холодная обработка

Изменения также могут изменить свойства стали без применения большого количества тепла. Например, холоднодеформированная сталь становится прочнее в процессе деформационного упрочнения. Деформационное упрочнение происходит, когда металл подвергается пластической деформации. Это может быть сделано намеренно путем ковки, прокатки или волочения металла. Деформационное упрочнение также может произойти непреднамеренно во время обработки, если режущий инструмент или заготовка становятся слишком горячими. Холодная обработка также улучшает обрабатываемость стали. Мягкая сталь отлично подходит для холодной обработки.

Соображения по проектированию стальных конструкций

При проектировании стальных деталей важно учитывать уникальные свойства материала. Функции, которые делают его подходящим для вашего приложения, могут потребовать некоторых дополнительных соображений проектирования для производства (DFM).

Обработка стали занимает больше времени, чем другие более мягкие материалы, такие как алюминий или латунь, из-за твердости материала, и вы можете защитить свои детали и инструменты, уменьшив скорость вращения шпинделя и подачу.

При принятии решения о том, какую сталь использовать, необходимо учитывать не только твердость и прочность, но и различия в обрабатываемости. Например, нержавеющая сталь обрабатывается примерно в два раза дольше, чем углеродистая сталь. При выборе различных марок также необходимо учитывать, какие свойства являются наиболее важными и какие стальные сплавы легко доступны. Обычные марки, такие как 304 или нержавеющая сталь 316, доступны в более широком диапазоне размеров на складе, и их поиск и поставка требуют меньше времени.