В настоящее время нержавеющая сталь широко используется в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, производство оборудования для производства электроэнергии, строительство и пищевая промышленность. Как типичный труднообрабатываемый материал, нержавеющая сталь имеет такие недостатки, как сильное упрочнение в процессе обработки, высокая температура резания и легкое налипание стружки. Из-за вышеуказанных характеристик нержавеющей стали в процессе обработки STS могут возникнуть общие проблемы, такие как ускоренный износ инструмента, плохая целостность обработанной поверхности и трудности с удалением стружки, что серьезно влияет на качество обработки, производство. стоимость цикла и обработки тех материальных частей, которые содержат STS. Технический отдел Meetyou Carbide анализирует и обобщает трудности в обработке материалов из нержавеющей стали, а также предлагает решения с конкретными мерами для резки нержавеющей стали и типовыми продуктами для справки.

По сравнению с обычной сталью нержавеющая сталь имеет среднюю прочность и твердость. Однако он содержит большое количество элементов, таких как Cr, Ni и Mn, и обладает хорошей пластичностью и ударной вязкостью, жаропрочностью и высокой тенденцией к деформационному упрочнению, что, следовательно, приводит к нагрузке при резании. Кроме того, в аустенитной нержавеющей стали в процессе резания внутри выделяется некоторое количество карбидов, что увеличивает царапающее воздействие на резец.

Рисунок 1. Термостойкость обычной нержавеющей стали

Нержавеющая сталь имеет большую пластическую деформацию при резании, особенно аустенитная нержавеющая сталь (удлинение в 1,5 раза больше, чем у стали 45), что увеличивает усилие резания.

При резании легко образуются наросты, которые влияют на шероховатость обрабатываемой поверхности и легко вызывают отслаивание поверхности инструмента.

Для закрытых и полузакрытых стружкорезов легко происходит забивание стружки, что приводит к увеличению шероховатости поверхности и выкрашиванию инструмента.

Рис.2. Идеальная форма стружки из нержавеющей стали

Это примерно в полтора раза больше коэффициента линейного расширения углеродистой стали. Под действием температуры резания заготовка подвержена термической деформации и влияет на точность размеров.

Как правило, это около 1/4 ~ 1/2 теплопроводности среднеуглеродистой стали. Температура резания высокая, инструмент быстро изнашивается.

1. Следует выбирать инструментальные материалы с высокой твердостью, ударной вязкостью и термостойкостью, а также химическим сродством с нержавеющей сталью.

2. При использовании быстрорежущей стали для обработки STS следует использовать высокопроизводительную быстрорежущую сталь, такую как W2Mo9Cr4VCo8, W6Mo5Cr4V2Al, W10Mo4Cr4V3Al и т.д.

3. При использовании твердого сплава нецелесообразно использовать сплавы на основе YT, а предпочтительно использовать Ta(Nb)-содержащие YW или YG вольфрам-кобальтовые (ISO M, K) сплавы. Например, YS2, YG3X, YG8W, YG6A, YG6X, YG643, YG813, YW3Y, YG8N и т. д.

Хорошо известно, что режущая способность инструментальных материалов связана с долговечностью и производительностью инструмента. Обрабатываемость материала инструмента влияет на качество изготовления и заточки самого инструмента. Рекомендуется выбирать инструментальные материалы с высокой твердостью, хорошей адгезией и ударной вязкостью, такие как твердые сплавы типа YG. Использование твердых сплавов типа YT для SUS не является хорошим выбором, особенно при обработке аустенитной нержавеющей стали 1Gr18Ni9Ti. Жесткого типа типа YT следует избегать. Сплавы, поскольку титан (Ti) в нержавеющей стали и Ti в твердых сплавах на основе YT создают сродство, стружка легко уносит Ti из сплава, что приводит к износу инструмента. Статистические данные производственной практики показывают, что обработка нержавеющей стали YG532, YG813 и YW2 дает хорошие результаты обработки.

Поскольку твердый сплав обладает лучшей термостойкостью и износостойкостью, чем быстрорежущая сталь, инструменты из твердых сплавов больше подходят для резки нержавеющей стали. Вольфрам-кобальтовый сплав обладает хорошей ударной вязкостью. Инструмент может быть изготовлен с большим передним углом и более острым лезвием. Таким образом, в целом он подходит для обработки нержавеющей стали вольфрамово-кобальтовым сплавом. Особенно в случае грубой обработки и прерывистого резания с большой вибрацией следует использовать лезвия из вольфрамово-кобальтового сплава. Он не такой твердый и хрупкий, как вольфрам-кобальт-титановый сплав, и его нелегко расколоть. В то время как вольфрам-кобальт-титановый сплав имеет хорошую красную твердость и более износостойкий, чем вольфрам-кобальтовый сплав в условиях высоких температур, но он обладает повышенной хрупкостью и не устойчив к ударам и вибрации. Таким образом, он обычно используется в качестве чистового инструмента из нержавеющей стали.

Рис.3. Сравнение класса YT и класса YG

4. Покрытия из цементированного карбида могут быть CA15, CA25, YBM151, YBM251, YBM351, YBG202, YBG252, YBG302, CN251, YB425, ZC05, ZC07, ZM10 и т.п.

Классическим покрытием является инструмент с покрытием TiAlN или AlCrN. Покрытие TiAlN обладает превосходными свойствами, такими как высокая твердость, высокая температура окисления, хорошая термическая твердость, сильная адгезия, низкий коэффициент трения и низкая теплопроводность. Поскольку элемент Cr имеет более высокую температуру плавления, чем элемент Ti, компания по нанесению покрытий разработала покрытие AlCrN, в котором Cr заменяет Ti. По сравнению с TiAlN, температура высокотемпературного окисления AlCrN может быть значительно улучшена, коэффициент трения меньше, способность удаления стружки выше, но твердость немного снижена.

Рис.4 Сравнение твердости трех разных материалов покрытия

Для металлокерамики можно использовать YNG151. Для кермета с покрытием можно использовать YNG151C.