Torneamento de aço inoxidável AISI304

O aço inoxidável austenítico AISI 304 (ou seja, aço inoxidável 0Cr18Ni9) tem boa resistência à corrosão, resistência ao calor, resistência a baixas temperaturas e propriedades mecânicas abrangentes. É amplamente utilizado em equipamentos de alimentos, equipamentos químicos e equipamentos industriais de energia atômica. Este tipo de aço inoxidável austenítico tem boa resistência à corrosão intergranular, excelente resistência à corrosão em muitos ácidos oxidantes (como HNO3), forte resistência à corrosão em solução alcalina, a maioria dos ácidos orgânicos e inorgânicos, bem como na atmosfera, água e vapor. O aço inoxidável austenítico AISI 304 tem uma usinabilidade relativa Kr de cerca de 0,4, que é um material típico de corte difícil.

Características do torneamento de aço inoxidável AISI 304

O aço inoxidável austenítico AISI304 tem baixa usinabilidade, que se manifesta principalmente em grande força de corte, endurecimento de trabalho sério, alta temperatura local na área de corte e fácil adesão e desgaste das ferramentas.

(1) Grande força de corte

O aço inoxidável austenítico AISI 304 possui baixa dureza (dureza ≤ 187hbs) e boa plasticidade (alongamento após fratura) devido à sua grande quantidade de Cr, Ni, Mn e outros elementos δ 5 ≥ 40%, redução de área ψ ≥60％)。 A deformação plástica durante o corte é grande e a resistência ainda pode ser mantida em alta temperatura (a resistência do aço comum diminui significativamente quando a temperatura de corte aumenta), resultando em uma grande força de corte do aço inoxidável austenítico AISI304. Sob condições de corte convencionais, a força de corte unitária do aço inoxidável AISI 304 é 2450mpa, que é mais de 25% maior do que o aço 45.

(2) Endurecimento de trabalho severo

O aço inoxidável AISI 304 é acompanhado por deformação plástica óbvia durante a usinagem, e a estrutura do material produzirá séria distorção; Ao mesmo tempo, devido aos defeitos de estabilidade da estrutura da austenita, uma pequena parte da austenita torna-se martensita neste processo; Além disso, os compostos de impurezas na austenita se decompõem devido ao aquecimento à medida que o processo de corte prossegue, e as impurezas dispersas produzem uma camada endurecida na superfície, o que torna o fenômeno de encruamento muito óbvio e a resistência após o endurecimento σ B até 1500MPa e a profundidade da camada endurecida é de 0,1-0,3 mm.

(3) A temperatura local na área de corte é alta

Como o aço inoxidável AISI304 requer grande força de corte e os cavacos não são fáceis de serem cortados, o trabalho consumido pela separação dos cavacos também é grande. O corte do aço inoxidável AISI 304 em condições convencionais é cerca de 50% maior do que o aço de baixo carbono, resultando em mais calor de corte. O aço inoxidável austenítico tem baixa condutividade térmica. A condutividade térmica do aço inoxidável AISI304 é 16,3-21,5 w/m · K, que é apenas um terço da condutividade térmica do aço 45. Portanto, a temperatura da área de corte é alta (geralmente, o calor retirado pelos cavacos durante o corte deve representar mais de 70% do calor de corte). Uma grande quantidade de calor de corte é concentrada na área de corte e na superfície de contato do “cavaco da ferramenta”, e o calor transferido para a ferramenta é de até 20% (o valor é de apenas 9% ao cortar aço carbono geral). condições de corte, a temperatura de corte do aço inoxidável AISI304 é cerca de 200-300 ℃ superior à do aço 45.

(4) A ferramenta é propensa a aderência e desgaste

Devido à resistência a alta temperatura e alta tendência de endurecimento do aço inoxidável austenítico, a carga de corte é pesada e a afinidade entre o aço inoxidável austenítico e ferramentas e cavacos será significativamente aumentada devido à afinidade entre aço inoxidável austenítico e ferramentas durante o corte processo, que inevitavelmente produzirá ligação, difusão e outros fenômenos, resultando em adesão e desgaste da ferramenta. Em particular, as inclusões duras formadas por uma pequena parte de carbonetos aceleram o desgaste das ferramentas e até causam o colapso das arestas, o que reduz muito a vida útil das ferramentas e afeta a qualidade da superfície das peças usinadas.

Escolha um processo de torneamento razoável

Devido à baixa usinabilidade do aço inoxidável austenítico AISI304, é necessário escolher um processo de torneamento razoável, incluindo a seleção razoável de materiais da ferramenta de torneamento, parâmetros geométricos da ferramenta, parâmetros de corte e refrigeração, a fim de obter maior eficiência de produção e qualidade de processamento.

(1) Material da ferramenta

A seleção correta de materiais de ferramenta é de grande importância para garantir a usinagem eficiente de aço inoxidável austenítico. De acordo com as características de difícil torneamento do aço inoxidável AISI 304, a análise mostra que as ferramentas de corte selecionadas devem ter características de alta resistência e tenacidade, ao mesmo tempo, devem ter boa resistência ao desgaste e ao calor, e garantir que tenham pouca afinidade com o aço inoxidável. Atualmente, o metal duro e o aço rápido ainda são os materiais de ferramenta de corte mais usados.

① Metal duro

Como a força de corte de materiais difíceis de usinar é grande e o contato entre os cavacos e a face de saída é curto, a força de corte se concentra principalmente perto da aresta, que é propensa ao colapso da aresta. Portanto, as ferramentas de metal duro YG podem ser selecionadas para usinagem. O metal duro YG tem boa tenacidade, alta resistência ao desgaste e dureza vermelha e boa condutividade térmica. É adequado para usinagem de aço inoxidável austenítico. A ferramenta YG8N também pode ser selecionada. Devido à adição de Nb, o desempenho de corte é 1-2 vezes maior que YG8, e o efeito é bom quando usado em usinagem de desbaste e usinagem de semiprecisão.

② Aço rápido

Ferramentas de aço rápido podem efetivamente evitar o fenômeno de que ferramentas duras são fáceis de serem danificadas devido ao tamanho, forma e estrutura da peça de aço inoxidável torneada. As ferramentas tradicionais de aço rápido (como W18Cr4V) não podem mais atender aos atuais requisitos de processamento em termos de durabilidade, mas novas ferramentas de aço rápido com desempenho de corte superior, como alumínio contendo aço rápido (como W6Mo5Cr4V2Al) e nitrogênio contendo aço de alta velocidade (como w12mo3cr4v3n) pode ser usado.

(2) Parâmetros geométricos da ferramenta

A determinação razoável dos parâmetros geométricos da ferramenta selecionada é um fator importante para melhorar efetivamente a durabilidade da ferramenta e o efeito de usinagem dos materiais de aço inoxidável AISI 304. Geralmente, a ferramenta deve ter grandes cantos frontais e traseiros e arestas de corte afiadas.

(3) Parâmetros de corte

O aço inoxidável AISI 304 é um material típico de difícil usinagem, portanto, os parâmetros de corte devem ser selecionados de forma razoável. Os parâmetros de corte têm grande influência no encruamento, força de corte, calor e eficiência de usinagem. A velocidade de corte tem o maior impacto na temperatura de corte e na durabilidade da ferramenta ν c. A segunda é a taxa de alimentação F, e a taxa de retroalimentação AP tem a menor influência.

(4) Fluido de corte

Devido ao baixo desempenho de corte do aço inoxidável AISI304, o fluido de corte selecionado deve ter melhor resfriamento, lubricidade e permeabilidade (ou seja, desempenho antiaderente). Emulsões e óleos vulcanizados contendo aditivos de extrema pressão, como s e Cl, devem ser selecionados na medida do possível.

A emulsão tem bom desempenho de resfriamento e é usada principalmente para torneamento desbaste de aço inoxidável. O óleo vulcanizado possui certas propriedades de resfriamento e lubrificação e baixo custo. Pode ser utilizado para semi-acabamento ou acabamento de aço inox. Se extrema pressão ou aditivos oleosos forem adicionados ao fluido de corte, seu desempenho lubrificante pode ser significativamente aprimorado. É geralmente usado para usinagem de acabamento de aço inoxidável. O fluido de corte feito da mistura de tetracloreto de carbono, querosene e ácido oleico melhora muito a permeabilidade do fluido refrigerante e lubrificante, e é especialmente adequado para a usinagem de acabamento de materiais de aço inoxidável austenítico AISI 304. Devido ao grande calor de corte do aço inoxidável austenítico, resfriamento por spray, resfriamento de alta pressão e outros métodos devem ser usados ​​na medida do possível para melhorar o efeito de resfriamento.