Високопрецизна обработка на инструментална стомана
Въглеродната стомана е сплав, съставена предимно от желязо и въглерод, като съдържанието на въглерод обикновено варира от 0,04% до 2,5%. Този състав ни позволява да категоризираме въглеродната стомана в три вида: нисковъглеродна стомана (обикновено по-малко от 0,3% въглерод), средновъглеродна стомана (около 0,3% до 0,6% въглерод) и високовъглеродна стомана (0,6% до 2,5% въглерод).
Свойства на обработката на инструментална стомана
Тази таблица отразява стандартните проценти на сплавта, но действителното съдържание може да варира в зависимост от производителя и конкретните приложения.
| Степен на инструментална стомана | Въглерод (C) | Волфрам (W) | Молибден (Mo) | Ванадий (V) | Хром (Cr) | Кобалт (Co) | Манган (Mn) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| M2 | 0.85% | 6.35% | 5.00% | 1.85% | 4.15% | – | 0.30% |
| M42 | 1.10% | 1.50% | 9.50% | 1.15% | 3.75% | 8.00% | 0.30% |
| D2 | 1.50% | – | 0.60% | 0.90% | 11.50% | – | 0.60% |
| A2 | 1.00% | – | 1.00% | 0.25% | 5.25% | – | 1.00% |
| H13 | 0.40% | – | 1.25% | 1.00% | 5.25% | – | 0.40% |
| H11 | 0.36% | – | 1.50% | 0.60% | 5.00% | – | 0.40% |
Физични свойства на стоманите за CNC обработка на инструменти
Тази версия на таблицата се фокусира върху свойствата, които оказват пряко влияние върху производителността и експлоатационния живот на инструменталните стомани при експлоатационни условия, особено при високоскоростна или високотемпературна обработка.
| Степен на инструментална стомана | Твърдост (HRC) | Издръжливост (джаули) | Устойчивост на износване | Термична стабилност | Топлопроводимост (W/m-K) |
|---|---|---|---|---|---|
| M2 | 60-65 | Среден | Висока | Добър | 25-30 |
| M42 | 65-70 | Висока | Много висока | Отличен | 20-25 |
| D2 | 55-62 | Нисък | Много висока | Fair | 15-20 |
| A2 | 57-62 | Висока | Висока | Добър | 18-22 |
| H13 | 50-55 | Много висока | Висока | Отличен | 24-28 |
| H11 | 50-54 | Много висока | Висока | Отличен | 23-27 |
Видове и приложения на инструменталната стомана за CNC обработка
При обработката с ЦПУ се избират различни видове инструментални стомани въз основа на техните свойства за изработване на различни компоненти. Ето някои типични видове инструментална стомана и специфичните части, за които се използват:
Високоскоростна стомана (HSS)
Свредла и крайни фрези: Високоскоростната стомана се използва широко за производство на свредла и крайни фрези, използвани в CNC обработката. Тези инструменти трябва да издържат на високи температури и да са устойчиви на износване - качества, които HSS предлага, позволявайки им да извършват прецизни и ефективни операции по рязане.
Кранчета и матрици: HSS се използва и за производство на метчици и матрици за резбонарязване. Неговата здравина и твърдост го правят идеален за рязане на резби в метали, без да губи бързо остротата си.
Стомана за уплътняване
Инструменти за леене под налягане: Стоманата за щамповане обикновено се използва за изработване на високопрецизни форми за леене под налягане. Нейната износоустойчивост и способността ѝ да запазва стабилността на размерите при високо налягане и температура я правят подходяща за производство на сложни и детайлни пластмасови детайли.
Щамповане: Щанцовите матрици, изработени от щанцова стомана, се използват за рязане и оформяне на листов метал в специфични форми. Дълготрайността и здравината на щанцовата стомана позволяват на тези щанци да работят в условия на високо натоварване, като произвеждат части с висока повторяемост.
Инструментална стомана (общо)
Фрези за зъбни колела: Инструменталните стомани се използват за изработване на зъбни фрези, които трябва да са твърди и износоустойчиви, за да могат точно да изрязват зъбите на зъбните колела в материали като месинг и стомана.
Перфоратори и матрици: Използвани в производството на листов материал за пробиване, тези компоненти се възползват от високата твърдост и издръжливост на инструменталните стомани, като осигуряват дълъг живот и прецизност в условията на производство на големи обеми.
Повърхностна обработка на CNC обработка на въглеродна стомана
Повърхностната обработка се прилага за повишаване на твърдостта на повърхността, намаляване на триенето и подобряване на устойчивостта на корозия. Често срещаните обработки включват:
Азотиране
При този процес в повърхността на стоманата се въвежда азот, който образува твърд, износоустойчив слой. Той е особено полезен за компоненти като зъбни колела и шпиндели, които са подложени на голямо износване.
Въглеродно нагряване
Чрез добавяне на въглерод към повърхността тази обработка значително повишава твърдостта на повърхността и общата устойчивост на износване. Тя е идеална за части с високо натоварване, като разпределителни и колянови валове.
Покритие (напр. TiN, TiCN, AlTiN)
Тези покрития значително намаляват триенето и увеличават твърдостта, което позволява по-високи скорости на рязане и удължен живот на инструмента. Те са отлични за свредла и фрези.
Термична обработка
Процесите на термична обработка, като закаляване и отпушване, се използват за регулиране на микроструктурата на инструменталните стомани, като подобряват здравината, твърдостта и износоустойчивостта.
Закаляване и темпериране
Този процес включва нагряване на стоманата до висока температура, последвано от бързо охлаждане (закаляване) и повторно нагряване (отпушване). Така се получава инструмент, който е едновременно твърд и издръжлив, подходящ за рязане и формоване.
Отгряване
Този процес омекотява стоманата, което улеснява нейното обработване или формоване. След обработката с ЦПУ може да се извърши повторно изпичане, за да се намалят вътрешните напрежения и да се подобри обработваемостта.