Torneado De Acero Inoxidable AISI304

El acero inoxidable austenítico AISI 304 (es decir, acero inoxidable 0Cr18Ni9) tiene buena resistencia a la corrosión, resistencia al calor, resistencia a bajas temperaturas y propiedades mecánicas integrales. Es ampliamente utilizado en equipos de alimentos, equipos químicos y equipos industriales de energía atómica. Este tipo de acero inoxidable austenítico tiene buena resistencia a la corrosión intergranular, excelente resistencia a la corrosión en muchos ácidos oxidantes (como HNO3), fuerte resistencia a la corrosión en solución alcalina, la mayoría de los ácidos orgánicos e inorgánicos, así como en la atmósfera, agua y vapor. El acero inoxidable austenítico AISI 304 tiene una maquinabilidad relativa Kr de alrededor de 0,4, que es un material típico de difícil corte.

Características del torneado de acero inoxidable AISI 304

El acero inoxidable austenítico AISI304 tiene una mala maquinabilidad, que se manifiesta principalmente en una gran fuerza de corte, endurecimiento por trabajo severo, temperatura local alta en el área de corte y fácil adherencia y desgaste de las herramientas.

(1) Gran fuerza de corte

El acero inoxidable austenítico AISI 304 tiene baja dureza (dureza ≤ 187hbs) y buena plasticidad (alargamiento después de la fractura) debido a su gran cantidad de Cr, Ni, Mn y otros elementos δ 5 ≥ 40%, reducción del área ψ ≥60％)。 La deformación plástica durante el corte es grande y la resistencia aún se puede mantener a alta temperatura (la resistencia del acero ordinario disminuye significativamente cuando aumenta la temperatura de corte), lo que da como resultado una gran fuerza de corte del acero inoxidable austenítico AISI304. En condiciones de corte convencionales, la fuerza de corte unitaria del acero inoxidable AISI 304 es de 2450 mpa, que es más de un 25 % superior a la del acero 45.

(2) Endurecimiento por trabajo severo

El acero inoxidable AISI 304 se acompaña de una deformación plástica evidente durante el mecanizado, y la red del material producirá una distorsión grave; Al mismo tiempo, debido a los defectos de estabilidad de la estructura de la austenita, una pequeña parte de la austenita se convierte en martensita en este proceso; Además, los compuestos de impurezas en la austenita se descompondrán debido al calentamiento a medida que avanza el proceso de corte, y las impurezas dispersas producirán una capa endurecida en la superficie, lo que hace que el fenómeno de endurecimiento por trabajo sea muy obvio y la resistencia después del endurecimiento σ B hasta 1500MPa y la profundidad de la capa endurecida es de 0,1-0,3 mm.

(3) La temperatura local en el área de corte es alta

Debido a que el acero inoxidable AISI304 requiere una gran fuerza de corte y las virutas no son fáciles de cortar, el trabajo consumido por la separación de las virutas también es grande. El corte de acero inoxidable AISI 304 en condiciones convencionales es aproximadamente un 50 % más alto que el del acero con bajo contenido de carbono, lo que genera más calor de corte. El acero inoxidable austenítico tiene una baja conductividad térmica. La conductividad térmica del acero inoxidable AISI304 es de 16,3-21,5 w/m · K, que es solo un tercio de la conductividad térmica del acero 45. Por lo tanto, la temperatura del área de corte es alta (generalmente, el calor que se llevan las virutas durante el corte debe representar más del 70% del calor de corte). Una gran cantidad de calor de corte se concentra en el área de corte y la superficie de contacto de la "viruta de la herramienta", y el calor transferido a la herramienta es de hasta un 20 % (el valor es solo del 9 % cuando se corta acero al carbono en general), bajo el mismo condiciones de corte, la temperatura de corte del acero inoxidable AISI304 es aproximadamente 200-300 ℃ más alta que la del acero 45.

(4) La herramienta es propensa a adherirse y desgastarse

Debido a la resistencia a altas temperaturas y la alta tendencia al endurecimiento por trabajo del acero inoxidable austenítico, la carga de corte es pesada y la afinidad entre el acero inoxidable austenítico y las herramientas y las virutas aumentará significativamente debido a la afinidad entre el acero inoxidable austenítico y las herramientas durante el corte. proceso, que inevitablemente producirá unión, difusión y otros fenómenos, lo que resultará en la adhesión y el desgaste de la herramienta. En particular, las inclusiones duras formadas por una pequeña parte de carburos aceleran el desgaste de las herramientas e incluso provocan el colapso de los bordes, lo que reduce considerablemente la vida útil de las herramientas y afecta la calidad de la superficie de las piezas mecanizadas.

Elija un proceso de torneado razonable

Debido a la mala maquinabilidad del acero inoxidable austenítico AISI304, es necesario elegir un proceso de torneado razonable, incluida la selección razonable de los materiales de la herramienta de torneado, los parámetros geométricos de la herramienta, los parámetros de corte y el refrigerante, para obtener una mayor eficiencia de producción y calidad de procesamiento.

(1) Material de la herramienta

La selección correcta de los materiales de la herramienta es de gran importancia para garantizar un mecanizado eficiente del acero inoxidable austenítico. De acuerdo con las difíciles características de torneado del acero inoxidable AISI 304, el análisis muestra que las herramientas de corte seleccionadas deben tener las características de alta resistencia y tenacidad, al mismo tiempo, también deben tener buena resistencia al desgaste y al calor, y garantizar que tengan poca afinidad con el acero inoxidable. En la actualidad, el carburo cementado y el acero rápido siguen siendo los materiales para herramientas de corte más utilizados.

① Carburo cementado

Debido a que la fuerza de corte de los materiales difíciles de mecanizar es grande y el contacto entre las virutas y la cara de desprendimiento es corto, la fuerza de corte se concentra principalmente cerca del borde, que es propenso al colapso del borde. Por lo tanto, las herramientas de carburo cementado YG se pueden seleccionar para el mecanizado. El carburo cementado YG tiene buena tenacidad, alta resistencia al desgaste y dureza roja, y buena conductividad térmica. Es adecuado para mecanizar acero inoxidable austenítico. También se puede seleccionar la herramienta YG8N. Debido a la adición de Nb, el rendimiento de corte es 1-2 veces mayor que YG8, y el efecto es bueno cuando se utiliza en mecanizado de desbaste y semiprecisión.

② Acero de alta velocidad

Las herramientas de acero de alta velocidad pueden evitar eficazmente el fenómeno de que las herramientas duras se dañen fácilmente debido al tamaño, la forma y la estructura de la pieza de trabajo de acero inoxidable giratoria. Las herramientas tradicionales de acero de alta velocidad (como W18Cr4V) ya no pueden cumplir con los requisitos de procesamiento actuales en términos de durabilidad, pero las nuevas herramientas de acero de alta velocidad con un rendimiento de corte superior, como el aluminio que contiene acero de alta velocidad (como W6Mo5Cr4V2Al) y nitrógeno se puede utilizar acero de alta velocidad (como w12mo3cr4v3n).

(2) Parámetros geométricos de la herramienta

Determinar razonablemente los parámetros geométricos de la herramienta seleccionada es un factor importante para mejorar de manera efectiva la durabilidad de la herramienta y el efecto de mecanizado de los materiales de acero inoxidable AISI 304. Por lo general, se requiere que la herramienta tenga esquinas delanteras y traseras grandes y bordes cortantes afilados.

(3) Parámetros de corte

El acero inoxidable AISI 304 es un material típico difícil de mecanizar, por lo que los parámetros de corte deben seleccionarse razonablemente. Los parámetros de corte tienen una gran influencia en el endurecimiento por trabajo, la fuerza de corte, el calor y la eficiencia del mecanizado. La velocidad de corte tiene el mayor impacto en la temperatura de corte y la durabilidad de la herramienta ν c. La segunda es la tasa de alimentación F, y la tasa de retroalimentación AP tiene la influencia más baja.

(4) Líquido de corte

Debido al bajo rendimiento de corte del acero inoxidable AISI304, el fluido de corte seleccionado debe tener una mejor refrigeración, lubricidad y permeabilidad (es decir, rendimiento antiadherente). En la medida de lo posible, se deben seleccionar emulsiones y aceites vulcanizados que contengan aditivos de extrema presión como s y Cl.

La emulsión tiene un buen rendimiento de enfriamiento y se utiliza principalmente para el torneado en desbaste de acero inoxidable. El aceite vulcanizado tiene ciertas propiedades refrigerantes y lubricantes y de bajo costo. Se puede utilizar para semiacabado o acabado de acero inoxidable. Si se agregan aditivos aceitosos o de presión extrema al fluido de corte, su rendimiento lubricante puede mejorar significativamente. Se utiliza generalmente para el mecanizado de acabado de acero inoxidable. El fluido de corte hecho de la mezcla de tetracloruro de carbono, queroseno y ácido oleico mejora en gran medida la permeabilidad del fluido refrigerante y lubricante, y es especialmente adecuado para el mecanizado de acabado de materiales de acero inoxidable austenítico AISI 304. Debido al gran calor de corte del acero inoxidable austenítico, en la medida de lo posible se debe utilizar enfriamiento por aspersión, enfriamiento a alta presión y otros métodos para mejorar el efecto de enfriamiento.