Soorten roestvrij staal
Austenitisch roestvast staal
Vaak wordt austenitisch roestvast staal gebruikt. Het staat bekend om het feit dat het niet roest, flexibel is en gemakkelijk te lassen. Het is niet magnetisch en kan niet harder worden gemaakt door het te verhitten. Austenitische staalsoorten zijn 304 en 316. Veel verschillende soorten gereedschap gebruiken deze staalsoorten, zoals gasmotoren voor fabrieken en gebouwen.
Ferritisch roestvrij staal
Ferritische roestvaste staalsoorten hebben ongeveer 12% chroom en zijn magnetisch door hun lichaamsgecentreerde kubische korrelstructuur. Ze hebben een lagere corrosie- en hittebestendigheid dan austenitische staalsoorten, maar ze zijn beter bestand tegen spanningscorrosie. Ferritisch staal, zoals type 430 en 446, wordt veel gebruikt in auto-onderdelen en keukenapparatuur.
Martensitisch roestvrij staal
Martensitische roestvaste staalsoorten staan bekend om hun grote hardheid en sterkte, die verbeterd kan worden met een warmtebehandeling. Ze hebben meestal een slechtere corrosieweerstand dan austenitische en ferritische staalsoorten. Martensitische staalsoorten, zoals type 410 en 420, worden gebruikt in bestek, chirurgisch gereedschap en kleppen vanwege hun hardende en ontlaten eigenschappen.
Duplex roestvast staal
Duplex roestvast staal heeft een samenstelling die een mix is van austenitische en ferritische fasen. Hierdoor zijn ze sterker en beter bestand tegen spanningscorrosie. Ze bevatten ook minder molybdeen en nikkel dan austenitische soorten, waardoor ze goedkoper zijn. Mensen gebruiken duplexkwaliteiten, zoals 2205 en 2507, in de olie- en gasindustrie, in chemische processen en in de scheepvaart.
Precipitatiehardend roestvrij staal
Precipitatiehardend roestvast staal (PH-staal) onderscheidt zich door zijn hoge sterkte en uitstekende corrosiebestendigheid. Een warmtebehandeling kan worden gebruikt om ze te harden en hun vloeigrens te verhogen. Veel voorkomende PH-staalsoorten zijn 17-4 PH en 15-5 PH, die worden gebruikt in ruimtevaartonderdelen, olie- en gasapparatuur en kernreactoren vanwege hun grote duurzaamheid en betrouwbaarheid.
De juiste roestvast staal legering kiezen
SS Rang 17-4
SS Grade 17-4 is een martensitisch roestvast staal met een hoge sterkte en uitstekende corrosiebestendigheid. Het bevat tot 30% chroom, waardoor het duurzamer is. Omdat deze legering bestand is tegen vijandige omgevingen en situaties met hoge druk, is het perfect voor gebruik in olie en gas, vliegtuigturbines en kernreactoren.
SS303
SS303 is een austenitisch roestvast staal dat heel gemakkelijk te bewerken is. Het is niet te duur en roest niet, dus veel mensen gebruiken het om moeren, bouten, schroeven, vliegtuigonderdelen en elektrische apparatuur te maken. Maar het kan niet worden gebruikt in de zee en verhitting maakt het niet harder.
SS304
SS304 is een van de populairste roestvast staalsoorten op de markt. Het biedt een uitstekende lasbaarheid, bewerkbaarheid en corrosiebestendigheid. Dit maakt het bruikbaar voor een breed scala aan toepassingen, waaronder architectuur, warmtewisselaars, voedselverwerkende apparatuur en auto-onderdelen. Ondanks zijn flexibiliteit is SS304 onderhevig aan spanningscorrosie onder bepaalde omstandigheden.
SS416
SS416 wordt beschouwd als het meest bewerkbare roestvrij staal. Het heeft een matige corrosiebestendigheid en een hoge bewerkbaarheid, waardoor het ideaal is voor moeren, bouten, assen, tandwielen, kleppen en pompen. Het is echter meer geschikt voor maritieme of met chloor verzadigde omgevingen en heeft een betere lasbaarheid.
| Eigenschap/Graad | SS 17-4 | SS303 | SS304 | SS416 |
|---|---|---|---|---|
| Type | Martensitisch | Austenitisch | Austenitisch | Martensitisch |
| Chroomgehalte | Tot 30% | matig | matig | Matig |
| Corrosiebestendigheid | Hoog | Goed | Goed | Matig |
| Machineerbaarheid | Matig | Uitstekend | Goed | Uitstekend |
| Toepassingen | Olie en gas, turbines, kernreactoren | Moeren, bouten, schroeven, vliegtuigfittingen | Architectuur, Warmtewisselaars, Voedingsapparatuur | Noten, bouten, assen, tandwielen |
Voordelen van roestvrij staal bij CNC verspanen
Hoge treksterkte
Hoge treksterkte betekent dat roestvrij staal sterke trek- of buigkrachten aankan zonder te breken. Deze eigenschap is erg belangrijk voor dingen die in de loop van hun leven veel gebogen en gerold worden. Roestvrij staal is sterker dan zacht staal, messing en aluminium. Dit maakt het een uitstekende keuze voor onderdelen die sterk moeten zijn en lang moeten meegaan.
Stabiliteit bij lage temperaturen
Specifieke roestvast staalsoorten zijn zelfs bij lage temperaturen stabiel. Austenitische staalsoorten bijvoorbeeld behouden een uitzonderlijke taaiheid en treksterkte onder 0 graden Celsius. Dit maakt roestvast staal geschikt voor gebruik in cryogene omstandigheden. Niet alle roestvast staalsoorten hebben echter deze eigenschap, dus het is van cruciaal belang om de juiste soort te kiezen voor uw specifieke eisen.
Corrosiebestendigheid
Het feit dat roestvrij staal niet roest is een van zijn beste eigenschappen. Het roest of vlekt niet, zelfs niet als het wordt blootgesteld aan water, chemicaliën en hoge of lage temperaturen. Omdat roestvrij staal chroom bevat, dat een beschermde laag vormt aan de bovenkant, is het sterk. Roestvast staal is dus ideaal voor zowel binnen als buiten omdat het lang meegaat en niet veel onderhoud nodig heeft.
Uitdagingen bij CNC verspanen van roestvast staal
Worstelen met onderdelen van lage kwaliteit? Tijd en geld verloren? Kies voor onze CNC-bewerking van roestvrij staal. Krijg nauwkeurige, duurzame onderdelen.
Oververhittingsproblemen
Roestvast staal heeft een laag warmtegeleidingsvermogen en wordt daarom snel heet tijdens het bewerken. Deze snelle warmteontwikkeling kan zowel het roestvast staal als de gebruikte gereedschappen beschadigen. Oververhitting kan leiden tot slijtage van het gereedschap, verminderde precisie en mogelijk materiaalvervorming. Effectief warmtebeheer is essentieel om de kwaliteit van bewerkte producten te behouden.
Moeilijkheid afwerking oppervlak
Het bereiken van de juiste oppervlakteafwerking van roestvaststalen componenten kan moeilijk zijn. In tegenstelling tot andere metalen heeft de oppervlakteafwerking van roestvast staal niet alleen invloed op het uiterlijk, maar ook op de corrosiebestendigheid, elektrische eigenschappen en lasbaarheid. Het kiezen van de juiste afwerkingsprocessen en het handhaven van precisie zijn cruciaal om ervoor te zorgen dat het eindproduct voldoet aan de vereiste normen.
Hoge technische deskundigheid vereist
Voor het bewerken van roestvast staal zijn geavanceerde technische vaardigheden en kennis nodig. Het verkeerde snijgereedschap, de verkeerde snelheid of de verkeerde techniek kan het materiaal snel beschadigen. Het vermogen van roestvast staal om hard te werken en zijn duurzaamheid maken het een moeilijk materiaal voor machines. Er is dus getraind personeel en apparatuur nodig om optimale resultaten te behalen.
Uitdagingen overwinnen bij de bewerking van roestvrij staal
De juiste tools kiezen
Het kiezen van het juiste gereedschap is cruciaal voor het succesvol bewerken van roestvast staal. Hoogwaardige frezen en boren, zoals die van molybdeen- of wolfraam-hogesnelheidsstaal (HSS), kunnen de stress van de bewerking met weinig slijtage doorstaan. Deze gereedschappen zorgen ook voor een betere oppervlaktepolijsting. Vermijd het gebruik van gereedschap dat snel slijt, omdat dit de bewerkingssnelheid verlaagt en de productiekosten verhoogt.
Hitteproductie beheren
Hittebeheer is cruciaal bij het voorkomen van machineproblemen. Om de hitte efficiënt te beheren, verminder je de snijsnelheid en gebruik je koelmiddelen. Koelmiddelen helpen de hitte af te voeren en houden het materiaal intact. Als het materiaal tijdens het bewerken oververhit raakt, is het beter om te stoppen en het te laten afkoelen voordat je verder gaat. Deze methode verbetert de precisie en voorkomt schade.
Managen van chipvorming
Spaanvorming kan een groot probleem zijn bij het snijden van roestvast staal. Het gebruik van pik- en spaanbreekcycli verbetert de spaanvorming en voorkomt lange, draderige spanen. Gereedschap regelmatig controleren op slijtage is ook belangrijk, omdat versleten gereedschap meer spanen produceert. Het toepassen van deze principes kan de efficiëntie van het bewerkingsproces verhogen en tegelijkertijd de kwaliteit van het eindproduct verbeteren.
Gemeenschappelijke problemen en oplossingen bij de bewerking van roestvast staal
Oververhitting
Vanwege de slechte thermische geleidbaarheid is roestvast staal gevoelig voor oververhitting tijdens het bewerken. Dit kan gereedschapsslijtage en materiaalvervorming veroorzaken. Om oververhitting te voorkomen, moet de temperatuur van het werkstuk in de gaten worden gehouden en moeten de juiste koelmiddelen worden gebruikt. Het verlagen van de snijsnelheid en het gebruik van scherp gereedschap kan ook helpen bij de warmteontwikkeling.
Gereedschapsslijtage
Roestvast staal is een stug materiaal dat kan leiden tot snelle slijtage van het gereedschap. Hoogwaardig gereedschap met een lange levensduur, zoals hogesnelheidsstaal (HSS) of gecementeerde hardmetalen, kan de levensduur van het gereedschap verlengen. Regelmatig inspecteren en vervangen van versleten gereedschap is essentieel om de bewerkingsprecisie op peil te houden en fouten in het eindproduct te voorkomen.
Chipbediening
Spaanvorming kan een probleem zijn bij het snijden van roestvast staal, omdat het lange, draderige spanen produceert die de machine kunnen blokkeren. Het implementeren van pikcycli en spaanbrekers kan helpen bij het spaanbeheer. Zorgen voor een goed spanenafvoersysteem bevordert een soepele werking en vermindert machineschade.
Oplossingen voor effectieve CNC-verspaning van roestvrij staal
De juiste gereedschapsmaterialen kiezen
Het kiezen van de juiste gereedschapsmaterialen is cruciaal voor het efficiënt snijden van roestvast staal.
Hoge snelheid staal (HSS)
Gereedschappen van hogesnelheidsstaal zijn sterk en bestand tegen hoge temperaturen zonder aan hardheid in te boeten. Ze zijn geschikt voor verschillende bewerkingsprocessen, zoals boren en frezen.
gecementeerde carbiden
Gecementeerd hardmetalen gereedschap is een geweldige optie voor HSS wanneer hogere voedingen of snelheden nodig zijn. Deze gereedschappen produceren een superieure polijsting en hebben een langere standtijd, waardoor ze perfect zijn voor hoogproductieve omgevingen.
Gereedschapsgeometrie optimaliseren
De geometrie van gereedschap is cruciaal voor de efficiëntie van bewerkingen.
Ruw gereedschap
Voorbewerkingsgereedschappen zijn bedoeld om snel enorme hoeveelheden materiaal te verwijderen. Ze hebben een sterk ontwerp dat bestand is tegen de hoge spanningen tijdens de eerste bewerkingsfasen.
Afwerkingsgereedschap
Nabewerkingsgereedschappen hebben een fijnere geometrie, wat resulteert in een betere oppervlakteafwerking. Ze worden gebruikt in de laatste bewerkingsstadia om de vereiste precisie en schoonheid te verkrijgen.
Sleuvengereedschap
Sleuvenfrezen zijn ontworpen om sleuven in materialen te maken. Ze hebben een uniek ontwerp dat een snelle spaanafvoer en precisiesnijwerk mogelijk maakt.
Hogefficiënte freesgereedschappen
Freesgereedschappen met hoog rendement zijn ontworpen om de productie te verhogen met behoud van precisie. Ze bieden hogere snijsnelheden en superieure oppervlakteafwerkingen.
Snijparameters regelen
Een goede regeling van de snijparameters is cruciaal voor succesvol bewerken.
Snijsnelheid (SFM)
Het aanhouden van de juiste snijsnelheid bevordert een efficiënte materiaalafname en vermindert slijtage van het gereedschap. Pas de snelheid aan afhankelijk van de hardheid van het materiaal en het type bewerking.
Voedingssnelheid
Om een balans te vinden tussen snijefficiëntie en standtijd, stel je de voedingssnelheid in. Een hogere voedingssnelheid kan de productiviteit verhogen, maar kan bij verkeerd gebruik ook de slijtage van het gereedschap vergroten.
Besnijdingsdiepte
De snedediepte moet zo worden bepaald dat er geen overmatige kracht wordt uitgeoefend op het gereedschap of het materiaal. Het is het bereiken van een balans die een efficiënte materiaalafname mogelijk maakt zonder de integriteit van het gereedschap in gevaar te brengen.
Koelvloeistoffen gebruiken
Koelmiddelen spelen een essentiële rol bij het beheersen van de warmteontwikkeling tijdens het bewerken. Ze helpen om:
- Verminder wrijving tussen het snijgereedschap en het materiaal.
- Verlaag de temperatuur van de snijzone.
- Verleng de levensduur van het gereedschap door slijtage te minimaliseren.
- Verbeteren van de oppervlakteafwerking door oververhitting en materiaalvervorming te voorkomen.
Voorkomen van vervorming van het werkstuk
Om vervorming van het werkstuk te voorkomen, is het essentieel om:
- Gebruik stijve gereedschapopstellingen om trillingen te minimaliseren.
- Zorg voor de juiste klemming om ervoor te zorgen dat het werkstuk goed op zijn plaats wordt gehouden.
- Controleer en pas snijparameters aan om overmatige kracht op het werkstuk te voorkomen.
Opties voor oppervlakteafwerking van roestvrij staal
Is het uiterlijk belangrijk voor het eindproduct?
Heeft u een reflecterend oppervlak nodig?
Polijsten
Polijsten is een manier om de gezamenlijke oppervlakken van roestvrij staal te polijsten. Het zorgt voor een glad, glanzend oppervlak. De meeste roestvrijstalen onderdelen hebben een #3, #4 of #8 spiegelafwerking. Een spiegelafwerking is populair omdat het licht weerkaatst en een gepolijste, strakke look creëert. Gepolijste afwerkingen worden vaak gebruikt waar esthetiek belangrijk is, zoals in consumentengoederen en decoratieve artikelen.
Branden en inmaken
Stralen en beitsen worden gebruikt om een matte afwerking te verkrijgen. Dit proces omvat mechanische reiniging door middel van parelstralen, gevolgd door chemische reiniging in een roestvrijstalen passiveringstank. Het resultaat is een moderne, industriële look die onvolkomenheden kan verbergen. Deze afwerking is favoriet bij maritieme projecten en andere toepassingen die worden blootgesteld aan zware weersomstandigheden.
Borstelen
Geborsteld roestvrij staal ontstaat door een mild schuurproces, waardoor het een aparte uitstraling krijgt. De geborstelde afwerking is zilvergrijs met dunne lijnen die over het oppervlak lopen. Deze afwerking reflecteert het licht niet zo sterk als een gepolijste afwerking, wat resulteert in een meer ingetogen, verfijnde uitstraling. Het wordt vaak gebruikt in toestellen, architecturale elementen en interieurdesign.
Etsen
Etsen is het proces waarbij chemicaliën op het oppervlak van roestvrij staal worden aangebracht om patronen of texturen te produceren. Deze techniek kan resulteren in ingewikkelde patronen die zowel decoratief als praktisch zijn. Geëtste afwerkingen worden veel gebruikt in bewegwijzering, kunstinstallaties en hardware op maat. Dit proces maakt creatief maatwerk mogelijk en kan de visuele aantrekkelijkheid van roestvrijstalen voorwerpen verbeteren.
Electrolytisch galvaniseren
Electroplating is het proces waarbij een dunne laag van een ander metaal op een roestvrij stalen oppervlak wordt aangebracht met behulp van een elektrische stroom. Deze procedure kan de corrosiebestendigheid en esthetiek van roestvrij staal verbeteren. Chroom, nikkel en goud zijn veel gebruikte metalen bij galvaniseren. Gegalvaniseerde coatings worden veel gebruikt in de auto-, juwelen- en consumentenelektronica-industrie vanwege hun grotere duurzaamheid en visuele aantrekkingskracht.
Factoren waarmee je rekening moet houden bij het kiezen van roestvast staal
Treksterkte
Bij het kiezen van roestvast staal voor een project is de treksterkte belangrijk. Inzicht in de druk en belasting waaraan de onderdelen zullen worden blootgesteld, helpt bij het kiezen van een materiaal dat deze spanningen kan weerstaan zonder defect te raken. Door de treksterkte van verschillende soorten te vergelijken, kun je ongeschikte oplossingen uitsluiten.
Hardheidseisen
Als je voor je project onderdelen nodig hebt met een bepaalde hardheid, onderzoek dan of het materiaal een warmtebehandeling kan ondergaan om de vereiste kwaliteiten te verkrijgen. Austenitische roestvaste staalsoorten kunnen niet gehard worden door warmtebehandeling, wat hun gebruik in sommige toepassingen kan beperken. Het in evenwicht brengen van hardheid met andere mechanische kwaliteiten is cruciaal voor topprestaties.
Magnetische eigenschappen
Voor projecten met magnetisme is het belangrijk om te begrijpen dat austenitisch roestvast staal niet magnetisch is vanwege de microstructuur. Ferritisch en martensitisch roestvast staal zijn daarentegen magnetisch. Dit verschil is belangrijk voor toepassingen in elektronische componenten en medische apparatuur waar magnetische interferentie verminderd moet worden.
Kostenoverwegingen
Hoewel kosten altijd een belangrijke overweging zijn, is het belangrijk om de totale projectkosten te bekijken en niet alleen de materiaaluitgaven. Beperk het aantal bewerkingsprocessen en vereenvoudig het ontwerp van onderdelen om geld te besparen. Vermijd bovendien het aanvragen van te gespecialiseerde kwaliteiten of merkmaterialen, omdat dit de prijzen en doorlooptijden kan verhogen.
Conclusie
Roestvast staal is een uitstekend materiaal voor CNC bewerking omdat het sterk, corrosiebestendig en visueel aantrekkelijk is. De hoge treksterkte, stabiliteit bij lage temperaturen en het vermogen om vijandige omstandigheden te verdragen maken het een ideale optie voor diverse toepassingen. Het levert echter ook problemen op zoals oververhitting, gereedschapsslijtage en het bereiken van de juiste oppervlaktekwaliteit.
Omdat het snijden van roestvast staal zo moeilijk is, is het erg belangrijk om samen te werken met een betrouwbare en vakkundige CNC machinewerkplaats. De problemen die ermee gepaard gaan kunnen worden opgelost door vakkundige machinisten die over de juiste gereedschappen en kennis beschikken. De juiste werkplaats weet de juiste materialen te kiezen, de snij-instellingen te controleren, de hitte te beheersen en effectieve maatregelen te treffen voor spanenbeheersing.
