"La lavorazione dell'acciaio inossidabile converte le materie prime nella forma desiderata rimuovendo il materiale con operazioni di lavorazione e utensili da taglio adeguati."
Possiamo vedere le parti inossidabili ovunque, dalle viti per mobili ai componenti automobilistici e medici. Queste applicazioni sono prodotte utilizzando metodi diversi, tra cui lavorazione dell'acciaio inossidabile, fabbricazione di metalli, fusione e forgiatura. Le operazioni di lavorazione asportano il materiale dal pezzo di acciaio inossidabile utilizzando idonei utensili da taglio fino a formare la forma desiderata.
Taglio, fresatura, tornitura, foratura, rettifica e altri processi di lavorazione vengono applicati all'acciaio inossidabile in base al design delle parti previste. Questo articolo approfondirà le diverse tecniche di lavorazione dell'acciaio inossidabile, applicazioni, ecc.
Introduzione alla lavorazione dell'acciaio inossidabile
L'acciaio inossidabile è una lega ad alta resistenza e resistente alla corrosione con un minimo di 10.2% di cromo e 1.2% di carbonio. Può essere lavorato sia con apparecchiature di lavorazione convenzionali che con macchine CNC avanzate. Convenzionale lavorazione dell'acciaio inossidabile implica l'azionamento manuale di macchine come torni e fresatrici convenzionali, che in genere richiede molto tempo e richiede operatori esperti. Di conseguenza, le macchine convenzionali sono sensibili alla precisione; possono raggiungere una tolleranza di ±0.13...0.25 mm con acciaio inossidabile. Nel frattempo, la lavorazione CNC dell'acciaio inossidabile utilizza un processo controllato da computer in grado di automatizzare il movimento dell'utensile per una lavorazione precisa più velocemente rispetto alla lavorazione manuale.
Lavorazione di pezzi in acciaio inossidabile
Ecco le fasi di produzione di parti in acciaio inossidabile lavorate a CNC;
- Progettazione: Progettazione CAD con caratteristiche dettagliate, dimensionamento e tolleranza nel software di progettazione per computer.
- Codice G/M: Il software CAM converte il progetto CAD in codici G o M e le informazioni sono leggibili dalla lavorazione CNC. Serve principalmente per controllare il movimento dell'utensile in un percorso di lavorazione ottimale.
- Configurazione dell'utensile e del pezzo: L'utensile da taglio appropriato è fissato nel mandrino e il pezzo in acciaio inossidabile nel piano di lavoro o nel mandrino.
- di lavorazione: L'utensile da taglio segue automaticamente il percorso indicato finché non viene formata la geometria desiderata.
- Post produzione: La finitura superficiale come molatura, placcatura o sabbiatura viene applicata per migliorare la levigatezza.
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Gradi di lavorazione dell'acciaio inossidabile
Acciai inossidabili
Quasi tutti gradi di acciaio inossidabile sono compatibili con i processi di lavorazione CNC e alcuni sono gradi a lavorazione libera. Ciò significa qualità modificate con elevata lavorabilità, come 303, 316, 403F e 430F. I gradi di acciaio inossidabile a lavorazione libera sono realizzati aggiungendo zolfo, selenio o altri elementi che agiscono come rompitrucioli e lubrificanti durante il processo di lavorazione.
- Acciaio inossidabile 303 (UNS S30300)
- Acciaio inossidabile 304 (UNS S30400)
- Acciaio inossidabile 316 (UNS S30400
- Acciaio inossidabile 310S (UNS S31008)
- Acciaio inossidabile 416 (UNS S41600)
- Acciaio inossidabile 420F (UNS S42020)
- Acciaio inossidabile 430FSe (UNS S43023)
- Acciaio inossidabile 17-4 PH (UNS S17400)
- Acciaio inossidabile 304L (UNS S30403)
- Acciaio inossidabile 316L (UNS S31603)
Inoltre, 304 e 316 sono i due gradi più diffusi nei progetti di lavorazione meccanica. Confronto tra acciaio inossidabile 304 e 316, il 316 contiene una quantità di nichel superiore del 2-3% rispetto al 304, migliorando significativamente la resistenza alla corrosione contro gli ambienti contenenti cloruro. Inoltre, esiste un altro metodo per rendere le parti in acciaio inossidabile superiori alla resistenza alla corrosione, chiamato Passivazione dell'acciaio inossidabile. Sviluppa uno strato di 2Cr2O3 su una superficie di acciaio inossidabile neutralizzando gli ioni ferro liberi.
Tipi di lavorazione dell'acciaio inossidabile
Acciaio inossidabile tagliato al laser
Inoltre, i tipi comuni di operazioni di lavorazione dell'acciaio inossidabile sono il taglio laser, la fresatura, la foratura, la tornitura e la rettifica;
Taglio laser in acciaio inossidabile
Sebbene sia i laser a fibra che quelli a CO2 possano tagliare l'acciaio inossidabile, i laser a fibra sono preferiti per la loro velocità e precisione. Il taglio laser dell'acciaio inossidabile prevede l'utilizzo di un raggio laser molto intenso mirato nella posizione di taglio, che scioglie o vaporizza il metallo per creare un taglio netto. La potenza del laser dipende dallo spessore del Lamiera in acciaio inossidabile.
Fresatura CNC in acciaio inossidabile
Nella fresatura CNC dell'acciaio inossidabile, il pezzo viene fissato su un tavolo e le frese rotanti lo modellano secondo il disegno programmato. Questa macchina altamente versatile esegue operazioni di taglio, profilatura, foratura, scanalatura e contornatura con utensili adeguati. La tolleranza tipica della fresatura dell'acciaio inossidabile è 0.13 mm, ma può arrivare fino a 0.05 mm. Successivamente, la fresatura CNC dell’acciaio inossidabile può produrre parti complesse per diverse applicazioni industriali, dai componenti automobilistici alle apparecchiature per la lavorazione alimentare.
Tornitura CNC in acciaio inossidabile
Nella lavorazione di tornitura dell'acciaio inossidabile, un pezzo in acciaio viene ruotato al posto dell'utensile da taglio, rimuovendo materiale per modellarlo nella geometria progettata. È ideale per parti in acciaio inossidabile assialmente simmetriche come alberi e boccole. Inoltre, per questo processo di lavorazione vengono utilizzati torni CNC o macchine Turing.
Foratura CNC in acciaio inossidabile
Una perforatrice CNC utilizza punte in metallo duro o rivestite di diamante per creare fori profondi nei pezzi in acciaio inossidabile. La lavorazione di foratura dell'acciaio inossidabile riguarda principalmente fori cilindrici di diverso diametro. Viene comunemente utilizzato per produrre componenti che richiedono fori precisi, come circuiti stampati (PCB), parti di motori e componenti e apparecchiature industriali.
Rettifica CNC per acciaio inossidabile
È la fase di post-elaborazione in cui le parti in acciaio inossidabile lavorate a CNC vengono inserite in una mola rotante contenente uno strato abrasivo sulla parte superiore. Questo processo rimuove materiali minori dalla superficie dell'acciaio inossidabile ed elimina difetti e irregolarità superficiali per una superficie liscia (fino a 0.13 μm) e uniforme. Gli abrasivi comuni per la rettifica dell'acciaio inossidabile sono l'ossido di alluminio (Al2O3), l'allumina di zirconio e il carburo di silicio (SiC).
Nel frattempo, la distribuzione granulometrica per la macinazione dell'acciaio inossidabile è la seguente;
- Grana grossa (16 – 60): Asportazione iniziale rapida del materiale, molatura grossolana.
- Grana media (80 – 180): Rettifica intermedia per preparare le superfici per ulteriori finiture, come anodizzazione o placcatura.
- Grana molto fine (800 – 3000): Questa tecnica di finitura ultra lucida rimuove i graffi sottili e ottiene una finitura a specchio.
Piegatura dell'acciaio inossidabile
Lamiere, tubi e barre in acciaio inossidabile possono essere piegati in forme o profili specifici. Nella fabbricazione e nella produzione, piegatura dell'acciaio inossidabile viene utilizzato per diverse parti e prodotti. Alcuni esempi sono i sistemi di scarico automobilistici, i componenti strutturali aerospaziali, le condutture, ecc.
Il meccanismo di piegatura dell'acciaio inossidabile prevede tipicamente un meccanismo di pressa piegatrice e matrice. Il foglio di lavoro viene posizionato nello stampo con l'angolo di piegatura richiesto (U e V sono stampi comuni). Quindi, la pressa piegatrice applica la pressione al pezzo, facendolo deformare lungo l'angolo o la curva desiderati. Le tecniche includono pressa piegatrice, piegatura a rullo e piegatura a rotazione, ciascuna delle quali utilizza strumenti specifici per ottenere pieghe precise e ripetibili.
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Applicazioni della lavorazione dell'acciaio inossidabile in diversi settori
La lavorazione dell'acciaio inossidabile viene utilizzata in applicazioni che richiedono elevata robustezza, corrosione e resistenza all'usura. Gli acciai al carbonio sono adatti anche per parti e prodotti duttili. Inoltre, questo metodo di produzione è flessibile in termini di volume di produzione, dalla prototipazione rapida a cicli di produzione su larga scala.
Gli esempi di applicazione di lavorazione dell'acciaio inossidabilel sono come segue;
- Aerospaziale: Componenti di motori aeronautici, parti di carrelli di atterraggio, elementi di fissaggio, componenti di sistemi idraulici, pale di turbine, scudi termici, componenti di sistemi di alimentazione, ecc.
- Settore automobilistico: Componenti del sistema di scarico, alberi del cambio, valvole del motore, componenti del telaio, iniettori di carburante, parti delle sospensioni, ecc.
- Medico: Strumenti chirurgici, impianti, aghi ipodermici, stent cardiovascolari, arredi medici, ecc.
- Trasformazione dei prodotti alimentari: Serbatoi di stoccaggio, trasportatori, utensili per il taglio e l'affettatura, macchinari per il riempimento e l'imballaggio, scambiatori di calore, apparecchiature di miscelazione, ecc.
- Olio e gas: Componenti di pompe ad alta pressione, corpi di valvole, strumenti per fondo pozzo, flange e connettori, parti di attrezzature di perforazione, ecc.
- Elettronica: Dissipatori di calore, involucri, supporti PCB, staffe di montaggio, ecc.
- Marino: Parti del motore, alberi dell'elica, ferramenta di coperta, accessori dello scafo, componenti dello sterzo, ecc.
Sfide della lavorazione dell'acciaio inossidabile
Sebbene la lavorazione dell’acciaio inossidabile presenti numerosi vantaggi, la sua durezza, il rapido indurimento dovuto all’accumulo di calore e la scarsa finitura superficiale rappresentano le principali sfide nel processo di lavorazione. Tuttavia, questi possono essere affrontati o risolti con contromisure.
Tabella: Sfide nella lavorazione dell'acciaio inossidabile
|
La sfida |
Descrizione |
Soluzione |
|
lavorabilità |
Le proprietà di indurimento rapido provocano una rapida usura dell'utensile. |
Progettazione e materiale di utensili personalizzati per la lavorazione dell'acciaio inossidabile |
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Surriscaldamento |
La sua bassa conduttività termica porta a un rapido surriscaldamento e influisce sia sul materiale che sugli strumenti. |
Utilizzare strumenti a bassa velocità (sotto i 4000 giri/min) per ridurre al minimo l'accumulo di calore |
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Processo prolungato |
La durezza e la resistenza rallentano la lavorazione dell'acciaio inossidabile. |
Seleziona gli strumenti e la velocità di taglio giusti |
|
Raggiungere una finitura perfetta |
Ottenere una finitura perfetta sull’acciaio inossidabile è difficile |
Utilizzare strumenti affilati e precisi. Non ci sono scorciatoie per ottenere una finitura di alta qualità. |
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La produzione CNC dell'acciaio inossidabile richiede la comprensione delle proprietà dei materiali e un'adeguata selezione degli strumenti di lavorazione. In Boda, i nostri ingegneri esperti lavorano a stretto contatto con i clienti per comprendere i requisiti ed eseguire la lavorazione con apparecchiature CNC multiasse avanzate.
Inoltre, la nostra esperienza di collaborazione con i settori automobilistico, aerospaziale, medico, della lavorazione industriale e altri diversi settori può aiutarti a essere competitivo sul mercato. La nostra vasta rete di catene di fornitura di materiali e l’avanzata infrastruttura CNC riducono significativamente i costi di lavorazione rispetto alle aziende occidentali.
Pertanto, inviaci il tuo progetto tecnico con le specifiche richieste del progetto per sfruttare il nostro servizi di lavorazione dell'acciaio inossidabile. Ti ricontatteremo con un preventivo dettagliato e un'ulteriore pianificazione per il tuo progetto.
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Punti chiave
- L'acciaio inossidabile è una lega ad alta resistenza e resistente alla corrosione che può essere lavorata con apparecchiature CNC convenzionali e avanzate.
- I tipi di lavorazione più comuni sono fresatura, tornitura, foratura, rettifica e taglio laser.
- A causa dell'aggiunta di elementi come zolfo e selenio, i gradi a lavorazione libera come 303, 316, 416 e 430F vengono modificati per una migliore lavorabilità.
- Le applicazioni sono ampiamente utilizzate nei settori aerospaziale, automobilistico, medico, alimentare, petrolifero e del gas, elettronico, marittimo e in molti altri settori.
- Alcune potenziali sfide nella lavorazione dell'acciaio inossidabile includono scarsa lavorabilità, surriscaldamento, tempi ciclo lunghi e finitura perfetta.
DOMANDE FREQUENTI
Quali sono i processi di lavorazione dell'acciaio inossidabile?
La fresatura, la tornitura, la foratura, la rettifica e il taglio laser CNC sono metodi di lavorazione standard per i pezzi in acciaio inossidabile. I produttori selezionano il processo in base alla precisione, alla complessità e all'applicazione richieste dal pezzo lavorato.
Le parti in acciaio lavorate a CNC sono durevoli?
Sì, le parti in acciaio lavorate a CNC sono estremamente durevoli. Con una manutenzione periodica, spesso durano più di 20 anni.
È costoso lavorare gli acciai inossidabili?
Gli utensili possono essere più costosi rispetto ad altri metalli e plastiche più morbidi, ma i vantaggi, come la resistenza alla corrosione e la robustezza, giustificano i costi leggermente più elevati.
Quali utensili da taglio CNC sono adatti per la lavorazione dell'acciaio inossidabile?
Gli utensili da taglio CNC adatti alla lavorazione dell'acciaio inossidabile includono utensili con punta in metallo duro, acciaio rapido (HSS) e ceramica a causa delle loro elevate temperature e capacità di gestione della pressione.
Quali sono gli usi delle parti meccaniche in acciaio inossidabile?
Le macchine CNC e i componenti in acciaio inossidabile vengono utilizzati nei settori aerospaziale, automobilistico, dei dispositivi medici, della lavorazione di alimenti e bevande e dell'edilizia.
Per saperne di più:
- Fabbricazione di lamiere in acciaio inossidabile: processo e applicazioni
- Acciaio legato vs acciaio inossidabile: una guida comparativa
- Acciaio inossidabile vs alluminio: quali sono le differenze?