CNC-bewerking: stalen verwerken beheersen voor hoge-kwaliteit onderdelen

We weten allemaal dat CNC-bewerking een van de beste manieren is om onderdelen te produceren. En de meeste onderdelen zijn gemaakt van staal. Om de eigenschappen van het staal te veranderen en het makkelijker te bewerken, worden meestal enkele extra behandelingen en processen uitgevoerd voordat de bewerking compleet is.

Het verharden van het materiaal voordat de bewerking de bewerkingstijd en gereedschapslijst verhogen, maar het staal kan na de bewerking behandeld worden om de sterkte of hardheid van het afgeronde product te vergroten. Hoe wordt staal verwerkt tot staalonderdelen met CNC-bewerking? Hieronder zijn 3 standaard staalverwerkingstechnieken.

CNC-bewerking van staalmaterialen – Warmtebehandeling

Warmtebehandeling verwijst naar verschillende processen die het manipuleren van de temperatuur van het staal omvatten om de materiaaleigenschappen te veranderen.

Uitharden wordt gebruikt om de hardheid te verminderen en de buigzaamheid te vergroten, waardoor staal makkelijker te bewerken is. Het uithardingsproces verhit het staal langzaam tot de gewenste temperatuur voor een bepaalde tijd. De benodigde tijd en temperatuur hangen af van de specifieke legering en nemen af met toenemende koolstofinhoud. Ten slotte wordt het staal langzaam afgekoeld in een oven of omringd door isolerend materiaal.

Normaliseren verlicht interne spanningen in het staal terwijl hogere sterkte en hardheid dan geuithard staal behouden blijven. Tijdens normaliseren wordt het staal op een hoge temperatuur verhit en vervolgens op een geschikte temperatuur afgekoeld om de hardheid van het staal te verbeteren.

Aanharden verhardt niet alleen het staal en verhoogt de sterkte, maar maakt het ook brozer. Het verhardingsproces omvat het langzaam verwarmen van het staal, het laten zieden bij hoge temperaturen, en vervolgens het snel afkoelen door het staal in een vloeistof zoals water, olie of zoutoplossing te dompelen.

Aanlaten kan worden gebruikt om een deel van de broosheid die bij staalverharding komt, te verlichten. Aanlaten van staal is bijna identiek aan normaliseren: het wordt eerst langzaam verhit tot een geselecteerde temperatuur, en vervolgens wordt het staal lucht-gekoeld. Het verschil is dat aanlaten wordt uitgevoerd bij een lagere temperatuur dan andere processen, wat de broosheid en hardheid van aangelet staal vermindert.

CNC-bewerking van staalmaterialen – Uitscheidingverharding

Uitscheidingverharding verhoogt de strekkingsgrens van staal. Het hoofdverschil tussen uitscheidingverhardende stalen is dat ze elementen bevatten zoals koper, aluminium, fosfor of titan, die niet alleen de sterkte van het staal verhogen, maar ook voldoende zwaartekracht behouden, een klasse hoge-sterkte roestvrije stalen, aangeduid als PH-stalen.

Om de uitscheidingverhardingseigenschappen te activeren, wordt het staal eerst oplossingsbehandeld en vervolgens ouderdomsverhard. Het ouderdomsverhardingsproces verhit het materiaal over een uitgebreide periode, waardoor de toegevoegde elementen uitscheiden – vast deeltjes van verschillende groottes vormend – die de sterkte van het materiaal verhogen.

17-4PH (ook bekend als 630 staal) is een veelvoorkomend voorbeeld van een roestvrij staal uitscheidingverhardingsgraad. Deze legering bevat 17% chroom en 4% nikkel, en 4% koper, wat bijdraagt aan uitscheidingverharding. Vanwege de toegevoegde hardheid, sterkte en hoge corrosieweerstand, wordt 17-4PH gebruikt in helidekplatforms, turbineschaufels en kernafvalvaten.

CNC-bewerking staalmaterialen – Koud bewerken

Veranderingen kunnen ook de eigenschappen van het staal veranderen zonder veel warmte toe te passen. Bijvoorbeeld, koud-gewerkt staal wordt sterker gemaakt door het proces van werkverharding. Werkverharding treedt op wanneer een metaal plastische vervorming ondergaat.

Dit kan exprès worden gedaan door hameren, walzen of trekken van het metaal. Werkverharding kan ook ongewild optreden tijdens bewerking als het snijgereedschap of werkstuk te heet wordt. Koud bewerken verbetert ook de bewerkbaarheid van het staal. Zacht staal is erg geschikt voor koud bewerken.

Als u onderdelen van staal maakt, let op deze dingen!

• Bij het ontwerpen van staalonderdelen is het belangrijk om rekening te houden met de unieke eigenschappen van het materiaal. Kenmerken die het een goede pasvorm maken voor uw toepassing, kunnen enkele extra ontwerp-voor-productie (DFM) overwegingen vereisen.
• 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 spindelsnelheid en voedselsnelheid te verlagen.
• Bij het beslissen welk staal te gebruiken, niet alleen hardheid en sterkte maar ook verschillen in bewerkbaarheid moeten worden overwogen. Bijvoorbeeld, roestvrij staal duurt ongeveer twee keer zo lang om te verwerken als koolstofstaal. Bij het beslissen over verschillende graden is het ook nodig te overwegen welke eigenschappen het meest belangrijk zijn en welke staallegeringen gemakkelijk beschikbaar zijn. Veelvoorkomende graden, zoals 304 of roestvrij staal 316, zijn beschikbaar in een breder bereik van voorraadafmetingen en vereisen minder tijd om te vinden en te sourcen.