Introdução ao processo e soluções de usinagem
A usinagem de aço inoxidável gera altas forças de corte, arestas postiças, altas temperaturas e superfícies endurecidas-, tornando-o propenso ao desgaste da ranhura. Além disso, o controle de cavacos é difícil durante a usinagem de aço inoxidável. Embora relativamente fácil de controlar em materiais ferríticos/martensíticos, é mais complexo na usinagem de aço inoxidável austenítico e duplex.
Portanto, os clientes têm uma forte demanda por vida útil estável da ferramenta e bom controle de cavacos. Os materiais das séries AH6200 e T6200 e seus quebra-cavacos são desenvolvidos especificamente para torneamento de aço inoxidável, oferecendo excelente desempenho de corte.
02. Desafios de usinagem de peças
① Esta peça é produzida em linha automatizada, exigindo vida útil estável da ferramenta;
② Melhorar a vida útil da ferramenta reduz a frequência de troca de ferramentas, aumentando assim a eficiência da produção;
③ Bom controle de cavacos.
03. Método de Usinagem de Takola
A Takola usa material de aço inoxidável PVD-AH6225 combinado com quebra-cavacos SM, obtendo excelente controle de cavacos e uma vida útil da ferramenta duas vezes maior que a dos concorrentes.
04. Caso de Usinagem e Conclusão
Nome da peça: Conector;
Material da peça: SUS304/X5CrNi18-9;
Máquina-ferramenta: Torno CNC;
Método de resfriamento: Resfriamento interno da máquina;
Tipo de Usinagem: Torneamento de Diâmetro Externo;
Ferramenta: ACLNR2525M12-A/CNMG120404-SM AH6225;
Parâmetros de corte: vc=90m/min, ap=1mm, f=0.2mm/r.
05. Vantagens e efeitos da ferramenta
① T6215: Um material com revestimento-CVD adequado para corte em alta-velocidade, exibindo excelente resistência ao desgaste em corte contínuo.
② T6225: Um material CVD versátil que cobre tudo, desde corte contínuo até corte levemente interrompido. Oferece excelente resistência ao desgaste na faixa de-velocidade de corte média.
③ AH6225: Um material PVD versátil que apresenta excelente desempenho em diversas aplicações de aço inoxidável.
④ AH6235: Oferece alta confiabilidade em condições de corte intermitente ou-profundo.
Fresas de topo cônicas revestidas
01. Introdução ao desempenho e aplicações de usinagem de aço inoxidável
O aço inoxidável, devido à sua excelente resistência à corrosão e boas propriedades mecânicas, tornou-se um material essencial indispensável na indústria moderna. Com base em sua microestrutura e características de desempenho, o aço inoxidável pode ser dividido principalmente nas cinco categorias a seguir:
(1) Aço Inoxidável Austenítico: Não-magnético, com excelente resistência à corrosão e possuindo alta tenacidade e plasticidade, é o tipo de aço inoxidável mais comum e amplamente utilizado. As aplicações típicas incluem equipamentos químicos, indústrias alimentícias e farmacêuticas, dispositivos médicos, equipamentos de cozinha e eletrodomésticos.
(2) Aço Inoxidável Ferrítico: Magnético, com moderada resistência à corrosão, alta resistência e boa condutividade térmica. Usado principalmente em sistemas de exaustão automotivos, caixas de eletrodomésticos, decoração de edifícios e utensílios de cozinha.
(3) Aço Inoxidável Martensítico: Magnético, sua resistência e dureza podem ser significativamente melhoradas por meio de processos de tratamento térmico, como têmpera e revenido. Possui boa resistência ao desgaste, mas resistência à corrosão relativamente fraca. Comumente usado na fabricação de ferramentas de corte, como bisturis, eixos, rolamentos, peças de válvulas, lâminas de turbinas a vapor e talheres.
(4) Aço inoxidável duplex: Sua microestrutura é composta por aproximadamente 50% de austenita e 50% de ferrita, combinando as vantagens de ambos. Por exemplo, sua resistência é cerca de duas vezes maior que a do aço inoxidável austenítico e possui excelente resistência à corrosão sob tensão por cloreto, mantendo boa tenacidade e soldabilidade. É usado principalmente em engenharia naval, equipamentos de tratamento de água do mar, ambientes altamente corrosivos na indústria de petróleo e gás e na indústria de celulose e papel.
(5) Aço inoxidável endurecido por precipitação: Embora mantenha boa resistência à corrosão e tenacidade, pode atingir resistência muito alta por meio do tratamento de endurecimento por precipitação. Adequado para componentes de alta-resistência na indústria aeroespacial, peças da indústria nuclear, engrenagens de alto-desempenho, eixos, molas e outras peças de precisão que exigem alta resistência e certa resistência à corrosão.
02. Características e Desafios da Usinagem
① Endurecimento significativo: Devido à boa plasticidade do aço inoxidável, ocorre facilmente deformação plástica severa durante o corte, levando a um aumento significativo na dureza da superfície usinada, o que por sua vez agrava o desgaste da ferramenta e afeta a qualidade da superfície da peça de trabalho. ② Alta força de corte: O aço inoxidável possui alta resistência e boa tenacidade, resultando em deformação plástica significativa durante o corte. Isso leva a forças de corte aproximadamente 50% maiores que as do aço carbono comum, exigindo mais da capacidade de carga-das máquinas-ferramentas e ferramentas de corte.
③ Alta temperatura de corte e difícil dissipação de calor: A baixa condutividade térmica do material dificulta a dissipação rápida do calor gerado durante o corte. Uma grande quantidade de calor se acumula na área de contato-do cavaco da ferramenta, fazendo com que a temperatura da ferramenta aumente e reduzindo significativamente sua vida útil.
④ Dificuldade na quebra e remoção de cavacos: A boa plasticidade e tenacidade tornam os cavacos difíceis de quebrar naturalmente, formando facilmente cavacos contínuos-em forma de fita. Esses cavacos podem não apenas emaranhar a ferramenta ou peça de trabalho, causando arranhões na superfície usinada, mas também afetar a segurança operacional e aumentar o desgaste anormal da ferramenta.
⑤ Fácil adesão e desgaste da ferramenta: Sob alta temperatura e pressão, o material do cavaco adere facilmente à face de saída da ferramenta, formando uma "borda acumulada" que cresce continuamente e se desprende, o que não apenas afeta a estabilidade do processo de corte, mas também piora a rugosidade da superfície da peça usinada.
03. Medidas de melhoria tomadas por Xiwei
① Otimize os materiais da ferramenta: Selecione os materiais da ferramenta apropriados com base nos requisitos de usinagem, como metal duro revestido (revestimento PVD), cermet, etc.; para aplicações com requisitos extremamente elevados de qualidade e eficiência de superfície, as ferramentas de CBN podem ser usadas.
② Otimize a geometria da ferramenta: Use arestas de corte mais afiadas e aumente adequadamente os ângulos de inclinação e folga para reduzir efetivamente as forças de corte, diminuir o desgaste da ferramenta e melhorar a suavidade do corte.
③ Melhorar o controle de cavacos: Ao adotar um ângulo de inclinação positivo combinado com um quebra-cavacos especialmente otimizado, o processo de corte é mais suave e, ao mesmo tempo, aumenta a resistência da ponta da ferramenta, alcançando controle eficaz sobre a direção e o formato do fluxo de cavacos.
④ Melhorar a dissipação de calor: Aumente adequadamente o raio da ponta da ferramenta para melhorar as condições de dissipação de calor na área de corte, reduzindo assim a temperatura operacional da ferramenta e aumentando sua durabilidade.
⑤ Otimize os parâmetros de corte: otimize sistematicamente a velocidade de corte, a taxa de avanço e a profundidade de corte para suprimir efetivamente-a formação de arestas postiças e, ao mesmo tempo, garantir a eficiência da usinagem e a qualidade da peça, garantindo a vida útil da ferramenta e a estabilidade do corte.
04. Caso de Usinagem
Nome da peça: Impulsor de turbina a vapor;
Material da peça: Aço inoxidável com endurecimento por precipitação (17-4PH);
Máquina-ferramenta: Centro de Usinagem de 5 Eixos/HSK63;
Método de resfriamento: óleo solúvel em água-(resfriamento interno);
Tipo de Usinagem: Acabamento do Rotor da Turbina a Vapor (Perfil do Rotor);
Nome da ferramenta: Fresa de topo cônico revestido;
Especificações da ferramenta: grau R3x8 x105xd25x165-4Z;
Parâmetros de corte: vc=120m/min, fz=0.03mm/Z, ap=0.2mm.
05. Recursos da ferramenta
① A ferramenta adota um grande ângulo de hélice (40 graus) e um design de passo de dente desigual, tornando o processo de corte mais suave, reduzindo significativamente a força de corte e a vibração de corte, e suprimindo efetivamente o endurecimento do trabalho. A vida útil da ferramenta aumenta em mais de 50% em comparação com o metal duro revestido comum.
② Aresta de corte afiada: Utilizando um grande ângulo de inclinação e design de ângulo de folga, produz uma aresta de corte afiada para fácil entrada de material e melhor acabamento superficial. A força de corte é reduzida em 30%, aumentando a eficiência da usinagem em 20%.
③ Espaço de retenção de cavacos: As ranhuras em espiral fornecem amplo espaço de retenção de cavacos, garantindo uma remoção suave de cavacos e evitando quebras de ferramentas e arranhões na superfície da peça causados por entupimento de cavacos. Isso aumenta a taxa de rendimento de 90% para 98%.
④ Emprega um nanorevestimento-resistente ao desgaste-, adequado para corte em alta-velocidade, prolongando ainda mais a vida útil da ferramenta.
06. Recursos da ferramenta e resultados reais de usinagem
Os dados estatísticos mostram que o uso das fresas de topo cônicas da liga acima reduziu o custo geral de usinagem dos impulsores da turbina em 30%.
