Stål kommer i mange former: forskjellige geometriske former av metallplater, plater, stenger og bjelker, rør og selvfølgelig faste råvarer som brukes i CNC -maskinering av stål. Stål brukes i så mange bruksområder og så mange bransjer, så det er fornuftig å ha mange forskjellige typer stål. Men hva er forskjellen mellom rustfritt stål og lite karbonstål? Gratis maskinering og verktøystål? I denne artikkelen vil du lære om mange typer bearbeidet stål og hvordan du lykkes med CNC -prosessståltyper.
Hva er stål?
Stål er en bred betegnelse for jern- og karbonlegeringer. Karboninnholdet (0,05% -2% etter vekt) og tilsetning av andre elementer bestemmer den spesifikke legering av stål og dens materialegenskaper. Andre legeringselementer inkluderer mangan, silisium, fosfor, svovel og oksygen. Karbon øker hardheten i stål samtidig, andre elementer kan tilsettes for å forbedre korrosjonsbestandighet eller brukbarhet. Innholdet av mangan er vanligvis høyere (minst 0,30% til 1,5%) for å redusere sprøhet av stål og øke styrken.
Styrken og hardheten til stål er en av dens mest populære egenskaper. Det er som gjør stål egnet for konstruksjons- og transportapplikasjoner, fordi dette materialet kan brukes i lang tid under tunge og gjentatte belastninger. Noen stållegeringer, nemlig rustfrie stålvarianter, er korrosjonsbestandige, noe som gjør dem til det beste valget for deler som fungerer i ekstreme miljøer.
Imidlertid vil denne styrken og hardheten også utvide maskineringstiden og øke verktøyets slitasje. Stål er et materiale med høy tetthet, noe som gjør det for tungt for visse applikasjoner. Imidlertid har stål et forhold med høy styrke-til-vekt, og det er derfor det er en av de mest brukte metaller i produksjonen. I vår produksjonsprosess bruker vi ofte råstoffet rustfritt stål som
Metalltilbehør støpedeler.
Ståltype
La oss diskutere mange typer stål. Som stål må karbon tilsettes jern. Innholdet i karbon vil imidlertid variere, noe som fører til store endringer i ytelsen. Karbonstål refererer vanligvis til annet enn rustfritt stål, og identifiseres av den firesifrede stålkvaliteten, mer bredt sett, det er lite karbonstål, middels karbonstål eller høyt karbonstål.
Lavt karbonstål: Karboninnhold mindre enn 0,30% (etter vekt)
Medium karbonstål: 0,3-0,5% karboninnhold
Høyt karbonstål: 0,6% og over
De viktigste legeringselementene i stål er representert med det første tallet i firesifret karakter. For eksempel vil ethvert 1xxx -stål, for eksempel 1018, ha karbon som det viktigste legeringselementet. 1018 stål inneholder 0,14-0,20% karbon og små mengder fosfor, svovel og mangan. Denne generelle legering er ofte brukt til å bearbeide pakninger, sjakter, gir og pinner.
Karbonstålet med lett å processgrad gjennomgår omfosfating og refosfasjonsbehandlinger for å bryte sjetongene i mindre biter. Dette forhindrer at lange eller store chips blir viklet inn med verktøyet under skjæring. Maskinbart stål kan øke hastigheten på behandlingstiden, men kan redusere duktilitet og påvirkningsmotstand.
Rustfritt stål
Rustfritt stål inneholder karbon, men inneholder også omtrent 11% krom, noe som øker korrosjonsmotstanden til materialet. Mer krom betyr mindre rust! Å tilsette nikkel kan også forbedre rustmotstand og strekkfasthet. I tillegg har rustfritt stål god varmebestandighet og er egnet for romfart og andre bruksområder i ekstreme miljøer.
I henhold til krystallstrukturen til metallet, kan rustfritt stål deles inn i fem typer. De fem typene er austenitt, ferritt, martensitt, dupleks og nedbør herding. Rustfrie stålkarakterer identifiseres med tre sifre i stedet for fire sifre. Det første tallet representerer krystallstrukturen og hovedlegeringselementene.
For eksempel er rustfritt stål på 300 serier en austenittisk krom-nikkellegering. 304 Rustfritt stål er den vanligste karakteren, også kjent som 18/8 fordi krominnholdet er 18% og nikkelinnholdet er 8%. 303 Rustfritt stål er en gratis maskineringsversjon av 304 rustfritt stål. Tilsetningen av svovel reduserer dens korrosjonsmotstand, så type 303 rustfritt stål er mer utsatt for rust enn type 304.
Rustfritt stål kan brukes i et bredt spekter av bransjer. Type 316 Rustfritt stål kan brukes til medisinsk utstyr, for eksempel ventildeler i maskiner og rørledninger, etter riktig prosessering. 316 rustfritt stål brukes også til å bearbeide nøtter og bolter, hvorav mange brukes i luftfarts- og bilindustrien. 303 rustfritt stål brukes til gir, sjakter og andre deler som er nødvendige for fly og biler.
Verktøystål
Verktøystål brukes til å produsere verktøy for forskjellige produksjonsprosesser, inkludert støping, injeksjonsstøping, stempling og skjæring. Det er mange forskjellige verktøystållegeringer som kan brukes til forskjellige applikasjoner, men de er alle kjent for sin hardhet. Hver av dem tåler slitasje av flere bruksområder (stålformen som brukes til injeksjonsstøping tåler en million ganger eller mer av materialet), og har høy temperaturmotstand.
En vanlig påføring av verktøystål er injeksjonsformer, som behandles av herdet stål CNC for å produsere produksjonsdeler av høyeste kvalitet. H13 stål velges vanligvis på grunn av dets gode termiske utmattelsesegenskaper-dets styrke og hardhet tåler langvarig eksponering for ekstreme temperaturer. H13-mold er veldig egnet for avanserte injeksjonsstøpematerialer med høy smeltetemperatur, fordi den gir lengre form levetid enn andre stål-500 000 til 1 million ganger. Samtidig er S136 rustfritt stål, med en form på mer enn en million ganger. Dette materialet kan poleres til det høyeste nivået og brukes i spesielle applikasjoner der det kreves høy optisk klarhet.
Stålbehandling
Noen av de mest nyttige egenskapene til stål kommer fra ytterligere behandlings- og prosesseringstrinn. Disse metodene kan utføres før prosessering for å endre egenskapene til stålet og gjøre stålet lettere å behandle. Husk at herding av materialet før maskinering vil forlenge maskineringstiden og øke verktøyets slitasje, men stål kan behandles etter maskinering for å øke styrken eller hardheten til det ferdige produktet. Når det er sagt, er det viktig å tenke i forkant av planlagte behandlinger du må bruke for å oppnå de nødvendige egenskapene for delene dine.
Varmebehandling
Varmebehandling refererer til flere forskjellige prosesser som involverer manipulering av temperaturen på stål for å endre materialegenskapene. Et eksempel er annealing, som brukes til å redusere hardheten og øke duktiliteten, noe som gjør stål enklere å behandle. Annealing -prosessen varmer sakte stålet til den nødvendige temperaturen og opprettholder det i en periode. Tid og temperatur som kreves avhenger av den spesifikke legeringen og reduksjon når karboninnholdet øker. Til slutt avkjøles metallet sakte i ovnen eller er omgitt av isolerende materialer.
Normalisering av varmebehandling kan eliminere indre stress i stål mens du opprettholder høyere styrke og hardhet enn glødet stål. Under normaliseringsprosessen varmes stålet opp til en høy temperatur og deretter luftkjølt for å oppnå en høyere hardhet.
Herdet stål er en annen varmebehandlingsprosess, du gjettet det, det herder stål. Det vil også øke styrken, men det vil også gjøre materialet mer sprøtt. Herdingsprosessen innebærer sakte oppvarming av stålet, suger det ved høye temperaturer, og deretter neddykk stålet i vann, olje eller en saltlakeoppløsning for rask avkjøling.
Endelig brukes den tempererte varmebehandlingsprosessen for å redusere sprøhet av det slukkede stålet. Herdet stål er nesten identisk med normalisering: det varmes sakte opp til en valgt temperatur, og deretter blir stålet luftkjølt. Forskjellen er at temperaturen er lavere enn andre prosesser, noe som reduserer sprøheten og hardheten til herdet stål.
Nedbør herding
Nedbøringsherding øker stålstyrken på stål. Enkelte karakterer med rustfritt stål kan omfatte en pH -verdi i navnet, noe som betyr at de har nedbørherdingsegenskaper. Hovedforskjellen mellom nedbørsherdende stål er at de inneholder ytterligere elementer: kobber, aluminium, fosfor eller titan. Det er mange forskjellige legeringer her. For å aktivere nedbørsherdingsegenskapene dannes stålet til den endelige formen og blir deretter utsatt for en aldersherdende behandling. Den aldrende herdingsprosessen varmer materialet i lang tid for å utfelle de tilsatte elementene og danne faste partikler i forskjellige størrelser, og øker dermed styrken til materialet.
17-4PH (også kjent som 630 stål) er et vanlig eksempel på herdingskarakterer for rustfritt stål. Legeringen inneholder 17% krom og 4% nikkel, og 4% kobber, noe som hjelper nedbør herding. På grunn av økt hardhet, styrke og høy korrosjonsbestandighet, brukes 17-4PH til helikopterdekkplattformer, turbinblader og kjernefysiske avfallsfat.
Kaldt arbeid
Egenskapene til stål kan også endres uten å bruke mye varme. For eksempel blir kaldtarbeidet stål sterkere gjennom en arbeidsherdingsprosess. Når metall er plastisk deformert, oppstår arbeidsherding. Dette kan oppnås ved å hamre, rulle eller tegne metall. Under behandlingen, hvis verktøyet eller arbeidsstykket er overopphetet, vil arbeidsherding også skje uventet. Kaldt arbeid kan også forbedre stålens brukbarhet. Mild stål er veldig egnet for kaldt arbeid.
Forholdsregler for design av stålstruktur
Når du designer ståldeler, er det viktig å huske de unike egenskapene til materialet. Egenskapene som gjør det veldig egnet for applikasjonen din, kan kreve ytterligere vurdering av design for produksjon (DFM).
På grunn av hardheten i materialet tar prosessering stål lengre enn andre mykere materialer (for eksempel aluminium eller messing). Du må bruke riktige maskininnstillinger for å optimalisere maskineringskvalitet og minimere verktøyets slitasje. I praksis betyr dette langsommere spindelhastigheter og fôrhastigheter for å beskytte dine deler og form.
Selv om du ikke gjør selve behandlingen, bør du fortsatt evaluere stålkarakteren som er egnet for prosjektet ditt, ikke bare når det gjelder hardhet og styrke, men også med tanke på forskjeller i arbeidsevne. For eksempel er behandlingstiden for rustfritt stål omtrent det dobbelte av karbonstål. Når du bestemmer deg for forskjellige karakterer, må du også vurdere hvilke attributter som er høyeste prioritet og hvilke stållegeringer som er lett tilgjengelige. Vanlige brukte karakterer, for eksempel 304 eller 316 rustfritt stål, har et bredere spekter av lagerstørrelser å velge mellom, og det tar mindre tid å finne og kjøpe.
-------------------------------------------------SLUTT-----------------------------------------------------
Rediger av Rebecca Wang
