不銹鋼對于世界各地的大多數行業來說是一種及其重要的材料。雖然它是100多年前創造的,但自從二十一世紀以來,這種材料的使用已顯著增加。
Ricky payling,Dormer Pramet應用專家,概述了不銹鋼的應用,以及切削刀具如何加工這種材料,同時提供一些最常見的材質應用總結。
根據國際不銹鋼論壇(ISSF)不銹鋼產品的全球需求在過去20年幾乎翻了一番,并每年以5%的比例持續增長。
2014年全球大致有4200萬公噸的不銹鋼產量-從2005年增長70%(2400萬公噸)。這一增長主要取決于中國的需求增長,2005年產量增長占全球份額的13%,相較2014年增長了52%。
這種快速發展不僅是為了滿足世界各地的需求,而且還支持快速增長的中國客戶,其中不銹鋼主要被消費在家用金屬制品,建筑材料和機械加工。
不銹鋼的耐腐蝕特性使它完美的使用在各種環境和部件,如航空航天、工程、消費、石油和天然氣,醫藥和海洋產業。
它的多功能性反映的是,有超過150個不同的材質。常見的不銹鋼包括鐵素體、馬氏體、奧氏體、超級奧氏體和雙相不銹鋼。更多詳細信息請見下面。
主要的合金元素為鉻,在表面上形成一層超薄氧化膜。一般情況下,耐腐蝕性和耐氧化性增加取決于鉻的含量。其他合金元素,如鎳和鉬,可以改變結構,增加耐腐蝕性和提高強度。
生產和消費的增加,正好與在切削工具行業的進步和新的發展相切合。由于加工不銹鋼的困難,制造商已經投入了大量的時間和資源,尋找新的方法來嘗試,以實現眾多的應用挑戰。
最近的介紹包括切削工具設計變化的,新槽型,改善冷卻液和開發更強的涂層,以提高性能和刀具壽命。
例如鉆頭帶薄刃帶,減少與孔表面的接觸,減少韌帶和孔壁之間的摩擦,進而減少加工硬化和產生的溫度。
正前角槽型保證優異的排屑,而一個專門設計的排屑槽,可實現最大的刀具剛性與有效的鐵屑空間的結合,減少機器停機時間。
涂層和冷卻液
在不銹鋼加工過程中產生大量的熱量,從而導致塑性變形和嚴重的月牙洼磨損。因此,切削液的流動從切削刃中移除熱量,有助于斷屑,提高組件的尺寸穩定性。
當使用大量冷卻劑時,重要的是要保證充足的供應,因為任何時期的冷卻液都會導致溫度波動。這可能會導致熱裂紋,導致刀具壽命降低。帶冷卻液的切削刀具還提供了不斷降低溫度并支持鐵屑排出的優點。
同時,氮鋁鈦(TiAlN)涂層適合加工不銹鋼,由于氧化鋁層它在較高的溫度下保持硬度,幫助從切削刀具上傳遞熱量。
不銹鋼的高強度結合高延展性使排屑更困難。增加振動的風險,這可能會影響表面精加工質量和減少刀具和刀片的服務壽命。
為了解決這個問題,確保工具和工件都是穩定且固定的。始終保持刀具懸伸到最小,特別是當鉆頭或內部旋轉時。為了幫助減少振動,使用鋒利的工具或刀片帶小過度圓角或角落半徑。
鐵素體和馬氏體
從可加工性的角度來看,鐵素體和馬氏體不銹鋼被分為ISO P:鋼。正常的鉻含量為12-18個百分點,只添加少量其他合金元素。
鐵素體材料用于泵、蒸汽和水輪機、螺母、螺栓、熱水器、紙漿和和食品加工行業。馬氏體鋼可以硬化,并作為一個優點,用于餐具鋼,刀具和手術器械。
鐵素體和馬氏體不銹鋼的切削加工性很好,與低合金鋼非常相似。
奧氏體和超級奧氏體
奧氏體不銹鋼通常被用作ISO M材料,70%的不銹鋼選用這種材料,是很好的耐腐蝕材料。
最常見的成分是18%的鉻和8%的鎳。不銹鋼具有更強的抗腐蝕性,并含有2%或3%鉬,通常叫做“耐酸鋼”或型號316.超奧氏體不銹鋼包含鎳成分超過20%。
奧氏體和超奧氏體不銹鋼都是用在良好的抗腐蝕的地方。典型的工業部門包括化學,紙漿和食品加工行業。它也被用于飛機的排氣支管。
奧氏體不銹鋼產生韌性,長,持續的鐵屑,并難以斷屑。當加工時,刃口容易產生加工硬化表面,導致凹槽磨損。同時也產生積屑瘤,并導致表面光潔度差和減少刀具壽命。
為了最大限度地減少這一點,避免繼續使用已經磨損的刃口,這種刃口可以加速刀具磨損和崩口。定期檢查磨損狀態并定期更換刀具或刀片。此外,盡量避免在切削過程中的任何停留或停頓,因為這會導致熱積聚和增加加工硬化。
高前角在銑削加工中可減少熱量堆積,進而減少工件硬化。
雙向不銹鋼
鐵素體鋼中加入鎳,將形成含有鐵素體和奧氏體的混合結構。這被稱為雙相不銹鋼。
復合材料具有較高的抗拉強度和保持很高的耐腐蝕性。超級雙相和超高雙相不銹鋼中合金元素含量較高,具有更高的耐腐蝕性。
雙相不銹鋼中的鉻含量在18-24 %之間,而鎳含量在4-7 %的情況是最常見的,鐵素體含量占25-80%。
雙相不銹鋼經常被使用在化學、食品、建筑、醫療、纖維和造紙工業,并使用包括酸或氯。他們經常使用在與設備制造相關的近海石油和天然氣的應用。
由于高屈服點和高抗拉強度,復式的機加工性普遍較差。鐵素體的含量較高-超過60%-提高可加工性。
Dormer Pramet開發了完整的可轉位刀具和旋轉切削刀具支持不銹鋼加工。
硬質合金鉆頭的規格高達8xD,專門為克服這些問題而開發,結合不銹鋼深孔鉆頭。多馬產品系列,R459拓寬了現有MP-X鉆尖,結合3xD 和5xD 硬質合金多用途鉆頭,范圍更廣。
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同時,通用的八角型OEHT刀片用于切削深度4-10mm,單面REHT(圓)和XEHT(修光刃)刀片,適用于不銹鋼加工。

使用八個切削刃-于正角刀片中刃口數量最多的刀片-新范圍提供給客戶最經濟的選擇方案,同時修光刃刀片可提升進給能力和表面精加工質量。

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