Diferencia entre el mecanizado de acero inoxidable tipo 303 y tipo 304

La selección de materiales es vital para un mecanizado rentable en tornos tipo suizo. ¿Cómo se comparan la maquinabilidad y otras propiedades del acero inoxidable tipo 304 más común y su versión modificada de aleación tipo 303?

Para producir piezas mecanizadas de la mejor calidad, debemos tener en cuenta varios factores diferentes que influyen en el proceso de mecanizado. La consideración comienza con

• La selección de la máquina más adecuada para el trabajo, selección de las herramientas adecuadas para el trabajo

• El material más adecuado.

• Y por último, la técnica post-tratamiento.

En este artículo, nos centramos en los detalles relacionados con la selección de materiales para el trabajo de mecanizado.

Para una amplia variedad de aplicaciones de mecanizado, el acero inoxidable es un material de elección. Además de sus ventajosas propiedades mecánicas y químicas, el acero inoxidable viene en muchas aleaciones diferentes que se adaptan a casi cualquier uso.

Generalmente usamos el tipo austenítico de aleaciones de acero inoxidable para mecanizar piezas en los tornos tipo suizo. El acero inoxidable austenítico contiene cromo, níquel y manganeso como sus principales elementos de aleación. La aleación más utilizada en este grupo de acero inoxidable es el tipo 304, también conocido como acero inoxidable 18-8. A pesar de sus muchas ventajas, el acero inoxidable tipo 304 tiene características de mecanizado difíciles, debido a su tendencia a endurecerse por trabajo a un ritmo muy rápido. Para aumentar su maquinabilidad, los científicos de materiales han modificado el Tipo 304 agregando azufre o selenio. El acero inoxidable resultante es el Tipo 303 . La composición del material del Tipo 303 también ha modificado ligeramente otras características. Echemos un vistazo más de cerca a ¿cuáles son las diferencias entre el acero inoxidable 304 y 303?

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Propiedades físicas y mecánicas

La mayoría de las propiedades físicas, como la densidad, el módulo de elasticidad, la resistencia eléctrica específica, el calor específico, la conductividad térmica, la expansión térmica, la permeabilidad magnética y la temperatura de recocido del acero inoxidable tipo 304 y tipo 303 son iguales. Las propiedades mecánicas difieren ligeramente. El Tipo 303 tiene una resistencia a la tracción un poco más alta en comparación con el Tipo 304, pero tiene un límite elástico y una capacidad de elongación más bajos.

Propiedades químicas

La principal diferencia entre las composiciones químicas del Tipo 304 y el Tipo 303 es la adición de azufre al último. Además del azufre agregado, el Tipo 303 tiene una cantidad significativamente mayor de fósforo. La versión tipo 303Se contiene selenio. Sin embargo, la producción de 303Se es rara hoy en día.

Las aleaciones de acero inoxidable como el Tipo 303UX y el Tipo 304Cu también contienen cobre en su composición química. El cobre reduce el endurecimiento por trabajo y la permeabilidad, proporciona resistencia a la corrosión y aumenta la maquinabilidad de la aleación .

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Maquinabilidad

En comparación con otros materiales como el aluminio o el acero con bajo contenido de carbono, el acero inoxidable es más difícil de mecanizar. Tiende a producir virutas largas y fibrosas que lleva al borde de acumulación de la herramienta. Las razones detrás de las diferencias en el mecanizado del acero inoxidable radican en las siguientes propiedades; alta resistencia a la tracción, la gran diferencia entre el límite elástico y la resistencia máxima a la tracción; alta ductilidad y tenacidad; alta tasa de endurecimiento por trabajo; y baja conductividad térmica.

A pesar de sus propiedades y comportamiento diferente, el acero inoxidable es mecanizable con la técnica adecuada. Es decir, el acero inoxidable requiere más potencia, velocidades de corte más bajas, solo avance positivo, herramientas y accesorios rígidos, utilización de rompevirutas o rizadores, y excelente lubricación y refrigeración durante el mecanizado.

Entre muchas aleaciones de acero inoxidable, algunas son más mecanizables que otras. La familia más maquinable de aleaciones de acero inoxidable se llama aleaciones de maquinado libre. El tipo 303 es el miembro más común de esta familia. Las aleaciones de mecanizado libre contienen elementos de composición de materiales adicionales, como azufre, selenio, plomo, cobre, aluminio y fósforo. Las aleaciones de mecanizado libre producen menos fricción y menos acumulación de material cuando entran en contacto con la herramienta de mecanizado. Además, las virutas se rompen fácilmente durante el mecanizado.

El acero inoxidable tipo 303 tiene una maquinabilidad mejorada en comparación con el tipo 304, que es un tipo que no requiere maquinado . Por otro lado, la soldabilidad del acero inoxidable tipo 304 es mayor en comparación con el tipo 303.

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Resistencia a la corrosión

Todos los tipos de acero inoxidable austenítico tienen una excelente resistencia a la corrosión. Las diferencias en la composición química de las aleaciones causan las diferencias en la resistencia a la corrosión. El acero inoxidable tipo 303 tiene menor resistencia a la corrosión en comparación con el tipo 304, debido a la adición de azufre y fósforo.

El tipo 303 resiste la corrosión de todas las fuentes atmosféricas, esterilizadores, productos químicos orgánicos y colorantes. Resiste bien al ácido nítrico, moderadamente al ácido sulfúrico y pobremente al ácido halógeno. Para una resistencia óptima a la corrosión, todas las piezas hechas de acero inoxidable tipo 303 deben limpiarse y pasivarse después del mecanizado para eliminar grasa, aceite, huellas dactilares y otras partículas extrañas, como partículas de hierro sobrantes de las herramientas.

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Aplicaciones

Debido a su mayor maquinabilidad, usamos acero inoxidable tipo 303 para fabricar piezas que necesitan un mecanizado pesado. Las aplicaciones más comunes del Tipo 303 son el mecanizado de tornillos, tuercas y pernos, accesorios para aeronaves, engranajes, bujes, componentes eléctricos, cuerpos de válvulas, ejes y válvulas.

El tipo 304, al ser una de las aleaciones de acero inoxidable más populares, se utiliza para fabricar electrodomésticos de cocina, equipos de procesamiento de alimentos o líquidos, materiales de construcción, equipos marinos, contenedores de productos químicos, piezas automotrices, molduras arquitectónicas e intercambiadores de calor.

Debido a su alta resistencia a la corrosión y bajo contenido de carbono, el acero inoxidable tipo 304 es un material de elección para equipos médicos. El tipo 304 no reacciona químicamente con los tejidos corporales ni con las soluciones esterilizantes. Puede soportar el desgaste duro y repetitivo, generalmente asociado con el uso médico.

La maquinabilidad es una propiedad importante de las aleaciones de acero. Sin embargo, en ambientes altamente corrosivos y aplicaciones subacuáticas, la resistencia a la corrosión es la principal preocupación. El tipo 316 tiene una de las mayores resistencias a la corrosión entre las aleaciones de acero inoxidable . El tipo 316 es muy similar al tipo 304, pero tiene una mayor cantidad de molibdeno que proporciona una alta resistencia a la corrosión. El tipo 316 es una aleación de elección para implantes ortopédicos y válvulas cardíacas artificiales.

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Conclusión

Hay una gran variedad de aleaciones de acero inoxidable. Aunque la mayoría del material de acero inoxidable en el mundo es el tipo 304, tiene una propiedad de baja maquinabilidad. . Muchas aplicaciones que se enfocan en la maquinabilidad de los materiales emplean acero inoxidable Tipo 303. El tipo 303 también tiene propiedades anti-excoriación deseables. La excoriación es una forma de desgaste causada por la adherencia entre superficies deslizantes. Esta propiedad facilita el desmontaje de las piezas.

El tipo 303 es un material de elección para tornos de tipo suizo. La elección del material afecta la relación entre maquinabilidad y costo . En nuestra experiencia, el material más barato no siempre produce un costo menor. Cubrimos este tema en el artículo del blog sobre "el verdadero costo de la calidad". Los materiales que tienen baja maquinabilidad requieren un cambio frecuente de herramientas, tienen un mayor tiempo de inactividad y un acabado superficial deficiente . Una regla general se aplica al mecanizado de acero inoxidable, a medida que disminuye la maquinabilidad, aumentan los costes de mecanizado asociados .