Stål finns i många former: olika geometriska former av metallplattor, plattor, stänger och balkar, rör och naturligtvis fasta råvaror som används vid CNC -bearbetning av stål. Stål används i så många applikationer och så många branscher, så det är vettigt att ha många olika typer av stål. Men vad är skillnaden mellan rostfritt stål och lågkolstål? Gratis bearbetning och verktygsstål? I den här artikeln kommer du att lära dig om många typer av bearbetat stål och hur man framgångsrikt kan bearbeta ståltyper.
Vad är stål?
Stål är en bred term för järn- och kollegeringar. Kolinnehållet (0,05% -2 viktprocent) och tillsats av andra element bestämmer den specifika legeringen av stål och dess materialegenskaper. Andra legeringselement inkluderar mangan, kisel, fosfor, svavel och syre. Kolet ökar stålens hårdhet samtidigt, andra element kan tillsättas för att förbättra korrosionsbeständighet eller bearbetbarhet. Manganens innehåll är vanligtvis högre (minst 0,30% till 1,5%) för att minska sprödheten i stål och öka dess styrka.
Stålens styrka och hårdhet är en av dess mest populära egenskaper. Det är som gör stål lämpligt för konstruktions- och transportapplikationer, eftersom detta material kan användas under lång tid under tunga och upprepade belastningar. Vissa stållegeringar, nämligen rostfritt stålsorter, är korrosionsbeständiga, vilket gör dem till det bästa valet för delar som fungerar i extrema miljöer.
Men denna styrka och hårdhet kommer också att förlänga bearbetningstiden och öka verktygsslitage. Stål är ett material med hög täthet, vilket gör det för tungt för vissa applikationer. Stål har emellertid ett högt styrka-till-vikt-förhållande, varför det är en av de mest använda metallerna vid tillverkningen. I vår tillverkningsprocess använder vi ofta råmaterialets rostfritt stål som
Metalltillbehör gjutningsdelar.
Ståltyp
Låt oss diskutera många typer av stål. Som stål måste kol läggas till järn. Emellertid kommer kolens innehåll att variera, vilket leder till stora förändringar i dess prestanda. Kolstål hänvisar vanligtvis till stål annat än rostfritt stål och identifieras av den 4-siffriga kvaliteten av stål, mer allmänt är det lågt kolstål, medelstora kolstål eller högt kolstål.
Lågkolstål: Kolinnehåll mindre än 0,30% (vikt)
Medium kolstål: 0,3-0,5% kolinnehåll
Högt kolstål: 0,6% och högre
De huvudsakliga legeringselementen i stål representeras av det första numret i fyrsiffrig klass. Till exempel kommer alla 1xxx -stål, såsom 1018, att ha kol som det huvudsakliga legeringselementet. 1018 Stål innehåller 0,14-0,20% kol och små mängder fosfor, svavel och mangan. Denna allmänna legering används vanligtvis för bearbetande packningar, axlar, växlar och stift.
Det enkla att bearbeta kolstålet genomgår omfosfatering och omfosfaterande behandlingar för att bryta chips i mindre bitar. Detta förhindrar att långa eller stora chips är förvirrade med verktyget under skärning. Machinerbart stål kan påskynda bearbetningstiden, men kan minska duktilitet och slagmotstånd.
Rostfritt stål
Rostfritt stål innehåller kol, men innehåller också cirka 11% krom, vilket ökar materialets korrosionsbeständighet. Mer krom betyder mindre rost! Att lägga till nickel kan också förbättra rostmotstånd och draghållfasthet. Dessutom har rostfritt stål god värmemotstånd och är lämplig för flyg- och andra applikationer i extrema miljöer.
Enligt metallens kristallstruktur kan rostfritt stål delas upp i fem typer. De fem typerna är austenit, ferrit, martensit, duplex och nederbörd. Kvaliteter i rostfritt stål identifieras med tre siffror istället för fyra siffror. Det första numret representerar kristallstrukturen och huvudlegeringselementen.
Till exempel är rostfritt stål 300-serier en austenitisk krom-nickel-legering. 304 Rostfritt stål är den vanligaste kvaliteten, även känd som 18/8 eftersom dess krominnehåll är 18% och nickelinnehållet är 8%. 303 Rostfritt stål är en gratis bearbetningsversion av 304 rostfritt stål. Tillsatsen av svavel minskar dess korrosionsbeständighet, så typ 303 rostfritt stål är mer benägna att rost än typ 304.
Rostfritt stål kan användas i ett brett spektrum av industrier. Rostfritt stål av typ 316 kan användas för medicinsk utrustning, såsom ventildelar i maskiner och rörledningar, efter korrekt bearbetning. 316 Rostfritt stål används också för bearbetningsmuttrar och bultar, av vilka många används inom flyg- och bilindustrin. 303 Rostfritt stål används för växlar, axlar och andra delar som är nödvändiga för flygplan och bilar.
Verktygsstål
Verktygsstål används för att tillverka verktyg för olika tillverkningsprocesser, inklusive gjutning, formsprutning, stämpling och skärning. Det finns många olika verktygsstållegeringar som kan användas för olika applikationer, men de är alla kända för sin hårdhet. Var och en av dem tål slitage av flera användningsområden (stålformen som används för formsprutning tål en miljon gånger eller mer av materialet) och har hög temperaturmotstånd.
En vanlig applicering av verktygsstål är injektionsformar, som bearbetas av härdat stål CNC för att producera produktionsdelar av högsta kvalitet. H13-stål väljs vanligtvis på grund av dess goda termiska trötthetsegenskaper-dess styrka och hårdhet tål långvarig exponering för extrema temperaturer. H13-mögel är mycket lämplig för avancerade formsprutningsmaterial med hög smältningstemperatur, eftersom den ger längre mögel livslängd än andra steels-500 000 till 1 miljon gånger. Samtidigt är S136 rostfritt stål, med en mögelliv på mer än en miljon gånger. Detta material kan poleras till högsta nivå och används i speciella applikationer där hög optisk tydlighet krävs.
Stålbearbetning
Några av de mest användbara egenskaperna hos stål kommer från ytterligare bearbetning och bearbetningssteg. Dessa metoder kan utföras före bearbetning för att ändra stålets egenskaper och göra stålet enklare att bearbeta. Kom ihåg att härdning av materialet före bearbetning kommer att förlänga bearbetningstiden och öka verktygsslitage, men stål kan behandlas efter bearbetning för att öka styrkan eller hårdheten hos den färdiga produkten. Som sagt är det viktigt att tänka före eventuella planerade behandlingar som du behöver tillämpa för att uppnå nödvändiga egenskaper för dina delar.
Värmebehandling
Värmebehandling hänvisar till flera olika processer som involverar manipulering av temperaturen på stål för att ändra dess materialegenskaper. Ett exempel är glödgning, som används för att minska hårdheten och öka duktiliteten, vilket gör stål enklare att bearbeta. Glödringsprocessen värmer långsamt stålet till den erforderliga temperaturen och upprätthåller det under en tid. Den tid och temperatur som krävs beror på den specifika legeringen och minskar när kolinnehållet ökar. Slutligen svalnar metallen långsamt i ugnen eller är omgiven av isolerande material.
Normalisering av värmebehandling kan eliminera inre stress i stål samtidigt som högre styrka och hårdhet bibehålls än glödgat stål. Under normaliseringsprocessen upphettas stålet till en hög temperatur och sedan luftkyls för att få en högre hårdhet.
Härdat stål är en annan värmebehandlingsprocess, du gissade det, det härdar stål. Det kommer också att öka styrkan, men det kommer också att göra materialet mer sprött. Härdningsprocessen innebär att stålet långsamt uppvärms, blötlägg det vid höga temperaturer och sedan nedsluter stålet i vatten, olja eller en saltlösning för snabb kylning.
Slutligen används den härdande värmebehandlingsprocessen för att minska sprödheten hos det släckta stålet. Tempererat stål är nästan identiskt med att normalisera: det upphettas långsamt till en vald temperatur och sedan kyls stålet. Skillnaden är att härdningstemperaturen är lägre än andra processer, vilket minskar spritthet och hårdhet hos härdat stål.
Nederbörd härdning
Utfällningshärdning ökar avkastningsstyrkan hos stål. Vissa kvaliteter av rostfritt stål kan inkludera ett pH -värde i namnet, vilket innebär att de har nederbördshärdande egenskaper. Den största skillnaden mellan nederbörd som härdar stål är att de innehåller ytterligare element: koppar, aluminium, fosfor eller titan. Det finns många olika legeringar här. För att aktivera nederbördshärdande egenskaper bildas stålet till den slutliga formen och utsatts sedan för en åldershärdning. Den åldrande härdningsprocessen värmer materialet under lång tid för att fälla ut de tillsatta elementen och bilda fasta partiklar i olika storlekar, vilket ökar materialets styrka.
17-4ph (även känd som 630 stål) är ett vanligt exempel på nederbördshärdande kvaliteter för rostfritt stål. Legeringen innehåller 17% krom och 4% nickel och 4% koppar, vilket hjälper nederbördshärdning. På grund av ökad hårdhet, styrka och hög korrosionsmotstånd används 17-4ph för helikopterdäckplattformar, turbinblad och kärnavfallsfat.
Kallt arbete
Egenskaperna hos stål kan också bytas utan att applicera mycket värme. Till exempel görs kallarbetat stål starkare genom en arbetshärdningsprocess. När metall är plastiskt deformerad sker arbetshärdning. Detta kan uppnås genom att hamra, rulla eller rita metall. Under bearbetningen, om verktyget eller arbetsstycket är överhettat, kommer arbetshärdning också att inträffa oväntat. Kallt arbete kan också förbättra stålens bearbetbarhet. Mild stål är mycket lämplig för kallt arbete.
Försiktighetsåtgärder för stålstrukturdesign
Vid utformning av ståldelar är det viktigt att komma ihåg materialets unika egenskaper. Egenskaperna som gör det mycket lämpligt för din applikation kan kräva ytterligare hänsyn till design för tillverkning (DFM).
På grund av materialets hårdhet tar bearbetningsstål längre tid än andra mjukare material (såsom aluminium eller mässing). Du måste använda rätt maskininställningar för att optimera bearbetningskvaliteten och minimera verktygsslitage. I praktiken betyder detta långsammare spindelhastigheter och matningshastigheter för att skydda dina delar och formar.
Även om du inte gör själva bearbetningen, bör du fortfarande utvärdera stålkvaliteten som är lämplig för ditt projekt, inte bara när det gäller hårdhet och styrka, utan också med hänsyn till skillnader i bearbetbarhet. Till exempel är bearbetningstiden för rostfritt stål ungefär dubbelt så mycket som kolstål. När du bestämmer dig för olika betyg måste du också överväga vilka attribut som är högsta prioritet och vilka stållegeringar som är lätt tillgängliga. Vanligt använda betyg, såsom 304 eller 316 rostfritt stål, har ett bredare utbud av lagerstorlekar att välja mellan, och det tar mindre tid att hitta och köpa.
-------------------------------------------------AVSLUTA-----------------------------------------------------
Redigera av Rebecca Wang
