CNC-bewerking - Verschillende veelvoorkomende bewerkingsprocessen van staal

Om de eigenschappen van het staal te veranderen en het staal gemakkelijker te bewerken te maken, worden meestal aanvullende behandelingen en processen uitgevoerd voordat de bewerking is voltooid. Het verharden van het materiaal vóór de bewerking verlengt de bewerkingstijd en verhoogt de slijtage van het gereedschap, maar staal kan na bewerking worden behandeld om de sterkte of hardheid van het eindproduct te vergroten. Hieronder volgen 3 veelvoorkomende verwerkingstechnieken voor staal.

1. Warmtebehandeling

Warmtebehandeling verwijst naar verschillende processen waarbij de temperatuur van staal wordt gemanipuleerd om de materiaaleigenschappen te veranderen.

Gloeien, gebruikt om de hardheid te verminderen en de vervormbaarheid te vergroten, waardoor staal gemakkelijker te bewerken is. Het gloeiproces verwarmt het staal gedurende een bepaalde tijd langzaam tot de gewenste temperatuur. De benodigde tijd en temperatuur zijn afhankelijk van de specifieke legering en nemen af ​​naarmate het koolstofgehalte toeneemt. Ten slotte wordt het staal langzaam afgekoeld in een oven of omgeven door isolatiemateriaal.

Normaliseren, waardoor interne spanningen in het staal worden verlicht, terwijl de sterkte en hardheid behouden blijven dan bij gegloeid staal. Tijdens het normaliseren wordt het staal verwarmd tot een hoge temperatuur en vervolgens afgekoeld tot een geschikte temperatuur om de hardheid van het staal te verbeteren.

Blussen, waardoor het staal niet alleen hard en sterker wordt, maar ook brozer maakt. Het hardingsproces houdt in dat het staal langzaam wordt verwarmd, bij hoge temperaturen wordt geweekt en vervolgens snel wordt afgekoeld door het staal onder te dompelen in een vloeistof zoals water, olie of pekeloplossing.

Temperen, dat kan worden gebruikt om een ​​deel van de broosheid te verlichten die gepaard gaat met staalharding. Het temperen van staal is bijna identiek aan normaliseren:het wordt eerst langzaam verwarmd tot een geselecteerde temperatuur en vervolgens wordt het staal luchtgekoeld. Het verschil is dat het temperen bij een lagere temperatuur wordt uitgevoerd dan bij andere processen, wat de broosheid en hardheid van gehard staal vermindert.

2. Neerslagverharding

Neerslagharden verhoogt de vloeigrens van staal. Het belangrijkste verschil tussen precipitatiehardende staalsoorten is dat ze elementen bevatten zoals koper, aluminium, fosfor of titanium, die niet alleen de sterkte van het staal verhogen, maar ook voldoende taaiheid behouden, een klasse van roestvrij staal met hoge sterkte, aangeduid als PH staalsoorten. Om de precipitatiehardende eigenschappen te activeren, wordt het staal eerst in een oplossing behandeld en daarna gehard. Het verouderingsproces verwarmt het materiaal gedurende een langere periode, waardoor de toegevoegde elementen neerslaan en vaste deeltjes van verschillende groottes vormen die de sterkte van het materiaal vergroten.

17-4PH (ook bekend als 630 staal) is een bekend voorbeeld van een roestvaststalen precipitatiehardingssoort. Deze legering bevat 17% chroom en 4% nikkel en 4% koper, wat de precipitatieharding bevordert. Vanwege de extra hardheid, sterkte en hoge corrosieweerstand wordt 17-4PH gebruikt in helikopterdekplatforms, turbinebladen en vaten voor kernafval.

3. Koud werken

Veranderingen kunnen ook de eigenschappen van het staal veranderen zonder veel warmte toe te passen. Koud bewerkt staal wordt bijvoorbeeld sterker gemaakt door het proces van werkharding. Werkverharding treedt op wanneer een metaal plastische vervorming ondergaat. Dit kan opzettelijk worden gedaan door het metaal te hameren, te rollen of te trekken. Ook tijdens de bewerking kan er onbedoeld werkverharding optreden als het snijgereedschap of het werkstuk te heet wordt. Koud werken verbetert ook de bewerkbaarheid van het staal. Zacht staal is zeer geschikt om koud te werken.

Overwegingen bij het ontwerpen van stalen constructies

Bij het ontwerpen van stalen onderdelen is het belangrijk om rekening te houden met de unieke eigenschappen van het materiaal. Functies die het geschikt maken voor uw toepassing, vereisen mogelijk wat extra overwegingen bij het ontwerp voor fabricage (DFM).

Het bewerken van staal duurt langer dan andere zachtere materialen zoals aluminium of messing vanwege de hardheid van het materiaal, en u kunt uw onderdelen en gereedschappen beschermen door de spilsnelheden en voedingen te verlagen.

Bij de beslissing welk staal te gebruiken, moet niet alleen rekening worden gehouden met hardheid en sterkte, maar ook met verschillen in bewerkbaarheid. Roestvrij staal duurt bijvoorbeeld ongeveer twee keer zo lang om te verwerken als koolstofstaal. Bij het kiezen van verschillende kwaliteiten is het ook noodzakelijk om te overwegen welke eigenschappen het belangrijkst zijn en welke staallegeringen direct beschikbaar zijn. Gangbare kwaliteiten, zoals 304 of roestvrij staal 316, zijn verkrijgbaar in een breder scala aan voorraadformaten en vereisen minder tijd om te vinden en te vinden.