Staal wordt in vele vormen geleverd: verschillende geometrische vormen van metalen platen, platen, staven en balken, buizen en natuurlijk vaste grondstoffen die worden gebruikt bij CNC -bewerking van staal. Staal wordt in zoveel toepassingen en zoveel industrieën gebruikt, dus het is logisch om veel verschillende soorten staal te hebben. Maar wat is het verschil tussen roestvrij staal en koolstofarme staal? Gratis bewerking en gereedschapsstaal? In dit artikel leert u over vele soorten bewerkte staal en hoe u met succes CNC -processtaaltypen kunt.
Wat is staal?
Staal is een brede term voor ijzer- en koolstoflegeringen. Het koolstofgehalte (0,05% -2% per gewicht) en de toevoeging van andere elementen bepalen de specifieke legering van staal en zijn materiaaleigenschappen. Andere legeringselementen zijn mangaan, silicium, fosfor, zwavel en zuurstof. Koolstof verhoogt de hardheid van staal tegelijkertijd, andere elementen kunnen worden toegevoegd om corrosieweerstand of werkbaarheid te verbeteren. Het gehalte aan mangaan is meestal hoger (minimaal 0,30% tot 1,5%) om de brosheid van staal te verminderen en de sterkte ervan te vergroten.
De sterkte en hardheid van staal is een van de meest populaire kenmerken. Het is dat staal geschikt maakt voor bouw- en transporttoepassingen, omdat dit materiaal lange tijd kan worden gebruikt onder zware en herhaalde belastingen. Sommige stalen legeringen, namelijk roestvrijstalen variëteiten, zijn corrosiebestendig, waardoor ze de beste keuze zijn voor onderdelen die in extreme omgevingen werken.
Deze sterkte en hardheid zullen echter ook de bewerkingstijd verlengen en de gereedschapslijtage verhogen. Staal is een materiaal met hoge dichtheid, waardoor het te zwaar is voor bepaalde toepassingen. Staal heeft echter een hoge sterkte-gewichtsverhouding, daarom is het een van de meest gebruikte metalen in de productie. In ons productieproces gebruiken we vaak het roestvrij staal van grondstof als
Metaalaccessoires gieten onderdelen.
Stalen type
Laten we veel soorten staal bespreken. Als staal moet koolstof worden toegevoegd aan ijzer. De inhoud van koolstof zal echter variëren, wat leidt tot grote veranderingen in de prestaties ervan. Koolstofstaal verwijst meestal naar staal anders dan roestvrij staal en wordt geïdentificeerd door de 4-cijferige staal graad, breder gesproken, het is laag koolstofstaal, medium koolstofstaal of koolstofstaal.
Laag koolstofstaal: koolstofgehalte minder dan 0,30% (per gewicht)
Gemiddeld koolstofstaal: 0,3-0,5% koolstofgehalte
Hoog koolstofstaal: 0,6% en hoger
De belangrijkste legeringselementen van staal worden weergegeven door het eerste nummer in het viercijferige cijfer. Elk 1xxx -staal, zoals 1018, heeft bijvoorbeeld koolstof als het belangrijkste legeringselement. 1018 staal bevat 0,14-0,20% koolstof en kleine hoeveelheden fosfor, zwavel en mangaan. Deze algemene legering wordt vaak gebruikt voor het bewerken van pakkingen, schachten, tandwielen en pennen.
Het gebruiks te maken van koolstofstaal van de verwerking ondergaat opnieuw fosferen en re-fosfatiebehandelingen om de chips in kleinere stukken te breken. Dit voorkomt dat lange of grote chips worden verstrikt met het gereedschap tijdens het snijden. Machinaal staal kan de verwerkingstijd versnellen, maar kan de ductiliteit en de impactweerstand verminderen.
Roestvrij staal
Roestvrij staal bevat koolstof, maar bevat ook ongeveer 11% chroom, wat de corrosieweerstand van het materiaal verhoogt. Meer chroom betekent minder roest! Het toevoegen van nikkel kan ook roestweerstand en treksterkte verbeteren. Bovendien heeft roestvrij staal een goede hittebestendigheid en is hij geschikt voor ruimtevaart en andere toepassingen in extreme omgevingen.
Volgens de kristalstructuur van het metaal kan roestvrij staal worden verdeeld in vijf soorten. De vijf typen zijn austeniet, ferriet, martensiet, duplex en neerslagharden. Roestvrijstalen cijfers worden geïdentificeerd met drie cijfers in plaats van vier cijfers. Het eerste nummer vertegenwoordigt de kristalstructuur en de belangrijkste legeringselementen.
Roestvrij staal van 300 series is bijvoorbeeld een austenitische chroom-nickellegering. 304 roestvrij staal is de meest voorkomende cijfer, ook bekend als 18/8 omdat het chroomgehalte 18% is en het nikkelgehalte 8% is. 303 roestvrij staal is een gratis bewerkingsversie van 304 roestvrij staal. De toevoeging van zwavel vermindert zijn corrosieweerstand, dus type 303 roestvrij staal is vatbaarder voor roest dan type 304.
Roestvrij staal kan worden gebruikt in een breed scala van industrieën. Type 316 roestvrij staal kan worden gebruikt voor medische apparatuur, zoals kleponderdelen in machines en pijpleidingen, na de juiste verwerking. 316 roestvrij staal wordt ook gebruikt voor bewerkingsmoeren en bouten, waarvan vele worden gebruikt in de ruimtevaart- en auto -industrie. 303 roestvrij staal wordt gebruikt voor tandwielen, assen en andere onderdelen die nodig zijn voor vliegtuigen en auto's.
Gereedschapsstaal
Gereedschapsstaal wordt gebruikt om gereedschap te produceren voor verschillende productieprocessen, waaronder die gieten, spuitgieten, stempelen en snijden. Er zijn veel verschillende gereedschapsstaallegeringen die kunnen worden gebruikt voor verschillende toepassingen, maar ze staan allemaal bekend om hun hardheid. Elk van hen kan de slijtage van meerdere toepassingen weerstaan (de stalen mal die wordt gebruikt voor spuitgieten kan een miljoen keer of meer van het materiaal weerstaan), en heeft een hoge temperatuurweerstand.
Een veel voorkomende toepassing van gereedschapsstaal is spuitmallen, die worden verwerkt door gehard staal CNC om de hoogste kwaliteit productieonderdelen te produceren. H13-staal wordt meestal geselecteerd vanwege de goede thermische vermoeidheidseigenschappen-de sterkte en hardheid kan bestand zijn tegen langdurige blootstelling aan extreme temperaturen. H13-schimmel is zeer geschikt voor geavanceerde spuitgietmaterialen met een hoge smelttemperatuur, omdat het een langere levensduur biedt dan andere staal-500.000 tot 1 miljoen keer. Tegelijkertijd is S136 roestvrij staal, met een vorm van schimmel van meer dan een miljoen keer. Dit materiaal kan op het hoogste niveau worden gepolijst en worden gebruikt in speciale toepassingen waar een hoge optische helderheid vereist is.
Staalverwerking
Enkele van de meest bruikbare eigenschappen van staal zijn afkomstig van extra verwerkings- en verwerkingsstappen. Deze methoden kunnen worden uitgevoerd vóór de verwerking om de eigenschappen van het staal te wijzigen en het staal gemakkelijker te verwerken te maken. Vergeet niet dat het verharden van het materiaal voor de bewerking de bewerkingstijd zal verlengen en de gereedschapslijtage zal verhogen, maar staal kan na bewerking worden behandeld om de sterkte of hardheid van het eindproduct te vergroten. Dat gezegd hebbende, het is belangrijk om te denken aan geplande behandelingen die u moet toepassen om de nodige eigenschappen voor uw onderdelen te bereiken.
Warmtebehandeling
Warmtebehandeling verwijst naar verschillende processen waarbij de temperatuur van staal wordt gemanipuleerd om de materiaaleigenschappen te veranderen. Een voorbeeld is gloeien, dat wordt gebruikt om de hardheid te verminderen en de ductiliteit te vergroten, waardoor staal gemakkelijker te verwerken wordt. Het gloeiproces verwarmt het staal langzaam tot de vereiste temperatuur en handhaaft het gedurende een bepaalde periode. De vereiste tijd en temperatuur hangt af van de specifieke legering en afnemen naarmate het koolstofgehalte toeneemt. Ten slotte koelt het metaal langzaam in de oven of wordt het omgeven door isolerende materialen.
Het normaliseren van warmtebehandeling kan interne spanning in staal elimineren met behoud van een hogere sterkte en hardheid dan gegloeid staal. Tijdens het normalisatieproces wordt het staal tot een hoge temperatuur verwarmd en vervolgens luchtgekoeld om een hogere hardheid te verkrijgen.
Gehard staal is een ander warmtebehandelingsproces, u raadt het al, het verhardt staal. Het zal ook de sterkte vergroten, maar het zal het materiaal ook brosiger maken. Het verhardingsproces omvat het langzaam verwarmen van het staal, het weken bij hoge temperaturen en vervolgens het staal onderdompelen in water, olie of een pekeloplossing voor snelle koeling.
Ten slotte wordt het behandelingsproces van het tempersen gebruikt om de brosheid van het gebluste staal te verminderen. Gehard staal is bijna identiek aan normalisatie: het wordt langzaam verwarmd tot een geselecteerde temperatuur en vervolgens wordt het staal luchtgekoeld. Het verschil is dat de temperatietemperatuur lager is dan andere processen, wat de brosheid en hardheid van gehard staal vermindert.
Neerslagverharding
Neerslagharden verhoogt de vloeigrenssterkte van staal. Bepaalde cijfers van roestvrij staal kunnen een pH -waarde in de naam bevatten, wat betekent dat ze neerslaghardende eigenschappen hebben. Het belangrijkste verschil tussen neerslaghardende staal is dat ze extra elementen bevatten: koper, aluminium, fosfor of titanium. Er zijn hier veel verschillende legeringen. Om de eigenschappen van de neerslagharding te activeren, wordt het staal gevormd in de uiteindelijke vorm en vervolgens onderworpen aan een behandeling met het verharden van leeftijd. Het verouderende verhardingsproces verwarmt het materiaal lange tijd om de toegevoegde elementen neer te slaan en vaste deeltjes van verschillende afmetingen te vormen, waardoor de sterkte van het materiaal wordt vergroot.
17-4ph (ook bekend als 630 staal) is een veel voorkomend voorbeeld van neerslaghardende cijfers voor roestvrij staal. De legering bevat 17% chroom en 4% nikkel en 4% koper, wat helpt de neerslagharden. Vanwege de verhoogde hardheid, sterkte en hoge corrosieweerstand wordt 17-4ph gebruikt voor helikopterdekplatforms, turbinebladen en kernafvalvaten.
Koud werkend
De eigenschappen van staal kunnen ook worden gewijzigd zonder veel warmte toe te passen. Koud bewerkt staal wordt bijvoorbeeld sterker gemaakt door een werkhardend proces. Wanneer metaal plastisch wordt vervormd, treedt werkharden op. Dit kan worden bereikt door metaal te hameren, te rollen of te tekenen. Tijdens de verwerking, als het gereedschap of het werkstuk oververhit is, zal de werkharden ook onverwacht optreden. Koud werken kan ook de werkbaarheid van staal verbeteren. Mond staal is zeer geschikt voor koud werken.
Voorzorgsmaatregelen voor stalen structuurontwerp
Bij het ontwerpen van stalen onderdelen is het belangrijk om de unieke kenmerken van het materiaal te onthouden. De kenmerken die het voor uw toepassing zeer geschikt maken, kunnen een extra overweging van het ontwerp voor de productie (DFM) vereisen.
Vanwege de hardheid van het materiaal duurt het verwerken van staal langer dan andere zachtere materialen (zoals aluminium of messing). U moet de juiste machine -instellingen gebruiken om de werkkwaliteit te optimaliseren en gereedschapslijtage te minimaliseren. In de praktijk betekent dit langzamere spilsnelheden en voedingssnelheden om uw onderdelen en schimmels te beschermen.
Zelfs als u de verwerking zelf niet doet, moet u nog steeds de staalcijfer evalueren die geschikt is voor uw project, niet alleen in termen van hardheid en kracht, maar ook bij het beschouwen van verschillen in werkbaarheid. De verwerkingstijd van roestvrij staal is bijvoorbeeld ongeveer twee keer die van koolstofstaal. Bij het beslissen over verschillende cijfers moet u ook overwegen welke attributen de hoogste prioriteit hebben en welke stalen legeringen gemakkelijk beschikbaar zijn. Veelgebruikte cijfers, zoals 304 of 316 roestvrij staal, hebben een breder scala aan aandelengroottes om uit te kiezen, en het kost minder tijd om te vinden en te kopen.
-------------------------------------------------EINDE-----------------------------------------------------
Bewerken door Rebecca Wang
