 |
|
|
|
Certificado
- Estou Chat Online Agora
empresa Notícias
Por que o aço inoxidável é difícil de fabricar
Por que o aço inoxidável é difícil de usinar
O aço inoxidável é amplamente aplicado em máquinas, engenharia química, processamento de alimentos, equipamentos médicos e outros campos, graças à sua excelente resistência à corrosão, alta tenacidade e durabilidade. No entanto, suas propriedades metalúrgicas e físicas únicas fazem dele um dos materiais mais desafiadores para corte, furação, rosqueamento e outros processos de usinagem. A combinação de endurecimento severo, baixa condutividade térmica, alta ductilidade e forte afinidade com o metal forma um ciclo vicioso que acelera a falha da ferramenta e compromete a qualidade da usinagem. Abaixo está uma análise detalhada das principais dificuldades e mecanismos relacionados.
1. Endurecimento severo por trabalho
O endurecimento por trabalho (endurecimento por deformação) é o principal obstáculo à usinagem de aço inoxidável e é mais proeminente em aços inoxidáveis austeníticos, como 304 e 316. Durante o corte, o metal na frente da ferramenta de corte sofre intensa deformação plástica. A estrutura da rede é distorcida e as discordâncias aumentam acentuadamente, levando a um aumento dramático na dureza superficial. Para o aço inoxidável austenítico, a deformação plástica pode até desencadear a transformação da fase martensítica. Parte do material se converte em martensita dura, elevando a dureza local do HV 200 original para mais de HV 500.
A camada endurecida se estende abaixo da superfície da peça. Se a profundidade de corte para o passe subsequente for menor que a espessura da camada endurecida, a aresta de corte irá apenas roçar contra a superfície dura em vez de cortar de forma eficaz. Isso acelerará drasticamente o desgaste da ferramenta, causará vibração na usinagem e degradará o acabamento superficial. Em operações de furação e rosqueamento com macho, uma taxa de avanço excessivamente baixa ou uma pausa temporária endurecerão instantaneamente a parede interna dos furos. Em casos graves, as torneiras emperram ou até quebram completamente.
2. Condutividade térmica extremamente baixa
O aço inoxidável tem uma condutividade térmica muito menor que o aço carbono comum. Para referência, a condutividade térmica do aço carbono 45# é de aproximadamente 50 W/(m·K), enquanto a do aço inoxidável 304 é de apenas cerca de 16 W/(m·K), e o aço inoxidável 316 é ainda mais baixo.
Cerca de 80% do calor gerado durante o corte de metal é normalmente transportado pelos cavacos. No entanto, os cavacos de aço inoxidável também apresentam baixa condução de calor. Uma grande quantidade de calor de corte se acumula na ponta da ferramenta, onde a temperatura pode facilmente ultrapassar 900 °C. Isto dá origem a severo desgaste por difusão, desgaste por oxidação e desgaste por adesão. Ferramentas de corte revestidas sofrerão descamação do revestimento sob temperaturas tão altas.
Além disso, é difícil que o fluido de corte alcance a zona de corte. A alta temperatura vaporiza o refrigerante instantaneamente e forma uma película de gás, o que enfraquece bastante o efeito de resfriamento e lubrificação. O corte a seco fará com que a ponta da ferramenta fique vermelha, resultando em uma queda acentuada na vida útil da ferramenta.
3. Alta tenacidade e ductilidade
O aço inoxidável possui alto alongamento e plasticidade superior. Ao contrário dos materiais frágeis que produzem cavacos fragmentados, ele tende a formar cavacos longos e contínuos em forma de fita durante a usinagem. Esses chips fibrosos são semelhantes ao fio de aço em brasa e envolvem ferramentas de corte e peças de trabalho.
Lascas longas arranharão a superfície acabada das peças de trabalho, bloquearão o fluxo do fluido de corte e até causarão lascas nas bordas das ferramentas. Nas linhas de produção automatizadas, os cavacos emaranhados forçam paradas frequentes para limpeza, o que reduz seriamente a eficiência da produção.
4. Forte afinidade metalúrgica com ferramentas de corte
Sob alta temperatura e alta pressão durante o corte, o aço inoxidável apresenta forte afinidade com os materiais da ferramenta. A soldagem a frio ocorre facilmente entre os cavacos e a aresta de corte, formando arestas postiças.
As bordas postiças continuam crescendo, descascando e reformando repetidamente. Isso muda constantemente o ângulo geométrico da aresta de corte, levando a forças de corte flutuantes. Quando a aresta postiça cai, ela arranha a superfície usinada e descasca pequenas partículas da aresta da ferramenta, causando microlascamento da aresta de corte. Este problema é particularmente perceptível em velocidades de corte médias e baixas.
5. Fatores Adversos Adicionais
5.1 Grande Coeficiente de Expansão Linear
O coeficiente de expansão linear do aço inoxidável austenítico é aproximadamente 1,5 vezes maior que o do aço carbono. A peça se expande quando aquecida durante a usinagem e se contrai após o resfriamento, dificultando o controle da precisão dimensional no acabamento. Peças de aço inoxidável com paredes finas são especialmente propensas à deformação térmica.
5.2 Partículas Duras Internas
O aço inoxidável martensítico e o aço inoxidável endurecido por precipitação contêm partículas duras, como carbonetos. Essas inclusões duras agem como abrasivos e raspam continuamente a aresta de corte, causando desgaste abrasivo nas ferramentas.
5.3 Estrutura Complexa de Aço Inoxidável Duplex
Os aços inoxidáveis duplex (por exemplo, 2205) consistem nas fases austenita e ferrita. As duas fases possuem propriedades mecânicas diferentes, resultando em tensão interfacial concentrada durante o corte. A ferramenta de corte suporta cargas mecânicas e térmicas alternadas de alta frequência, que facilmente induzem trincas térmicas e lascas por fadiga na borda da ferramenta.
6. O ciclo vicioso na usinagem de aço inoxidável
Todos os fatores acima interagem e formam um ciclo destrutivo: A baixa condutividade térmica leva a temperaturas extremamente altas na ponta da ferramenta → A alta temperatura agrava o desgaste por adesão e o desgaste por difusão, embotando a ferramenta de corte → Ferramentas cegas aumentam as forças de corte → Maiores forças de corte intensificam a deformação plástica e o endurecimento do aço inoxidável → A resistência ao corte e o aumento do calor de corte → As ferramentas falham prematuramente e a qualidade da superfície das peças se deteriora.
Para alcançar uma usinagem estável e eficiente de aço inoxidável, os fabricantes precisam quebrar esse ciclo otimizando os materiais das ferramentas, projetando parâmetros de corte razoáveis, melhorando as condições de resfriamento e lubrificação e selecionando estruturas quebra-cavacos adequadas.
Tempo do bar : 2026-06-11 10:05:03
>> lista da notícia
Contacto
Hangzhou Ocean Industry Co.,Ltd
Pessoa de Contato: Mrs. Lily Mao
Telefone: 008613588811830
Fax: 86-571-88844378