Precisiemachining: Essentiële staalkwaliteiten voor CNC Swiss & draaien

Staal is een van de meest gebruikte materialen in CNC Swiss machining en CNC draaien. Het hoofdelement van staal is ijzer (afkomstig uit ijzererts) dat in meer dan 50 landen over de wereld wordt gewonnen. Op dit moment komt meer dan 75% van het wereldwijde ijzererts uit Australië, Brazilië, China, India, Rusland, Zuid-Afrika en Oekraïne (in aflopende volgorde van volume). Australië produceert 50% meer dan elk ander land ter wereld (hoewel China op een bepaald moment die onderscheiding had).

De combinatie van ijzererts met diverse andere elementen in verschillende hoeveelheden creëert diverse staalsoorten die metaal produceren met een breed scala aan fysieke eigenschappen om aan eisen in een grote verscheidenheid aan toepassingen te voldoen.

De toegevoegde materialen veranderen de eigenschappen van staal (zoals flexibiliteit, sterkte, vormbaarheid en hardbaarheid). In het algemeen worden legeringselementen in lagere percentages (minder dan 5%) toegevoegd om de sterkte of hardbaarheid te verhogen, of in hogere percentages (boven de 5%) om speciale eigenschappen te bereiken, zoals corrosiebestendigheid of extreme temperatuurstabiliteit.

Hoewel er meer dan 1000 verschillende variaties van staalsamenstellingen bestaan, kunnen voor ons in de precisiemachining-industrie (of voor u die gemachineerde metaalcomponenten nodig heeft) stalen worden ingedeeld in 4 basiscategorieën. Vanuit machinability-perspectief neemt de moeilijkheidsgraad toe naarmate u naar de volgende categorie gaat. Bij Pioneer Service wordt de meeste machining uitgevoerd in de eerste drie categorieën, met enkele projecten in de laatste categorie.

1. Koolstofstalen: deze staalsoort omvat samenstellingen met maximaal 2-3% koolstof. Er zijn lage, middelmatige en hoge koolstofstalen in deze categorie. Hoe hoger het koolstofpercentage, hoe groter de hardheid en sterkte. De stalen in deze categorie zijn over het algemeen makkelijk te machineeren (hoewel ze moeilijker te machineeren worden naarmate het koolstofpercentage toeneemt). Stalen in deze categorie vereisen vaak warmtebehandeling na machining om corrosie/verwering te verminderen. Bijna 90% van de staalproductie valt in de categorie koolstofstaal.
   • Voorbeeldkwaliteiten koolstofstalen**:
   • Laag: 1010, 1018
   • Middelmatig: 1030 en 1040
   • Hoog: 1080

2. Legerstalen: deze stalen worden gecreëerd door diverse hoeveelheden extra elementen toe te voegen aan koolstofstaal. Dit levert staal op met toegevoegde fysieke kenmerken die niet in gewoon koolstofstaal te vinden zijn. Over het algemeen zijn verhoogde hardheid, corrosiebestendigheid en sterkte de gewenste eigenschappen. Maar een grote verscheidenheid aan elementen kan worden toegevoegd om een reeks verbeterde kenmerken te bereiken, waaronder:
   1. Mangaan, silicium, nikkel en koper worden toegevoegd om de sterkte te verhogen.
   2. Chroom, vanadium, molybdeen en wolfram verbeteren het uiterlijk.
   3. Nikkel en koper verbeteren de corrosiebestendigheid.
   4. Molybdeen helpt embrittlement te weerstaan.
   5. Zirconium, cerium en calcium verhogen de zwaarte.
   6. Lood, bismuth, selenium en tellurium verhogen de machineerbaarheid.
   • Voorbeelden van legerstalen omvatten**:
   • 4130, 4140 en 4340

3. Roestvrije stalen: bij roestvrije stalen is chroom het primaire element dat aan de samenstelling wordt toegevoegd (tot 10-20%). Het wordt voornamelijk gebruikt voor verbeterd visueel uiterlijk (denk aan "chroomfinish") en weerstand tegen roest. Het is een duurder materiaal om mee te beginnen en moeilijker te machineeren.
   • Voorbeeldkwaliteiten roestvrij staal**:
   • 303, 304 en 316

4. Gereedschapsstalen: deze groep koolstofstaal en legeringen heet gereedschapsstaal omdat ze meestal worden gebruikt om gereedschappen te maken voor het snijden en vormgeven van andere materialen. Technisch gezien zijn er 6 categorieën gereedschapsstalen: watergehard, luchtgehard, schokbestendig, hogesnelheid, warm werk en speciale aankoop – elk met eigenschappen en kenmerken die hen in staat stellen om andere metalen en materialen te snijden, te pressen, te extruderen en te munten. Gereedschapsstalen worden meestal gekwalificeerd door de AISI met een Letter Nummer (XX) systeem. Pioneer Service doet zeer weinig machining van gereedschapsstaal, maar wanneer we dat doen, is het meestal koudwerk materiaal (en meestal luchtgeharde middelmatige legeringen zoals A582, A286, A277). Gereedschapsstalen zijn extremelijk moeilijk te machineeren.

**Staalsnummeringssysteem ontwikkeld door het American Iron & Steel Institute (AISI)

De AISI heeft een nummeringssysteem ontwikkeld met 4 cijfers om de samenstelling van het staal te identificeren:

1. Eerste cijfer:
   • 1XXX Elk staal dat begint met een 1 is een koolstofstaal
     • 10XX = gewoon koolstofstaal (met minder dan 1% Mn)
     • 11XX = herzwavelkoolstofstaal
     • 12XX = herzwavel- en herfosfaatkoolstofstaal
     • 15XX = niet herzwavel en hoog mangaan (tot 1,65%)
   • 2XXX = Nikkelstalen
   • 3XXX = Nikkel-chroomstalen
   • 4XXX = Molybdeenstalen
   • 5XXX = Chroomstalen
2. Tweede cijfer:
   • Geeft over het algemeen de concentratie van het hoofdelement aan (bijv. 1=1%, etc.)
3. Laatste twee cijfers:
   • Geven de koolstofconcentratie aan (bijv. 18 = 18% koolstof)

Om enkele van de vele onderdelen te zien die Pioneer Service heeft geproduceerd uit koolstofstaal, legerstaal of roestvrij staal, bekijk onze Productgalerie op onze website: PioneerServiceInc.com/gallery/. Daar kunt u sorteren op materiaal om een reeks vormen, kenmerken en afmetingen van componenten te zien die door klanten in een breed scala aan industrieën worden gebruikt.

Om een staalcomponentenproject te bespreken dat u precisiemachineert wilt laten, neem vandaag nog contact op met het Pioneer Service-team!