Obecnie stal nierdzewna jest szeroko stosowana w przemyśle, takim jak lotnictwo, produkcja urządzeń energetycznych, budownictwo i żywność. Jako typowy materiał trudnoobrabialny, stal nierdzewna ma wady polegające na silnym hartowaniu podczas obróbki, wysokiej temperaturze skrawania i łatwej przyczepności wiórów. Ze względu na powyższe cechy stali nierdzewnej, podczas procesu obróbki STS mogą wystąpić typowe problemy, takie jak przyspieszone zużycie narzędzia, słaba integralność obrabianej powierzchni i trudności w usuwaniu wiórów, co poważnie wpływa na jakość obróbki, produkcji cykl i koszt przetwarzania tych części materiałowych zawierających STS. Meetyou carbid tech analizuje i podsumowuje trudności w przetwarzaniu materiałów ze stali nierdzewnej oraz dostarcza rozwiązania z określonymi środkami do cięcia stali nierdzewnej i typowymi produktami w celach informacyjnych.

W porównaniu ze zwykłą stalą stal nierdzewna ma średnią wytrzymałość i twardość. Zawiera jednak dużą ilość pierwiastków, takich jak Cr, Ni i Mn, i ma dobrą plastyczność i ciągliwość, wytrzymałość na wysoką temperaturę i dużą skłonność do utwardzania, co powoduje obciążenie skrawania. Ponadto w austenitycznej stali nierdzewnej podczas procesu skrawania niektóre węgliki wytrącają się wewnątrz, co zwiększa efekt zarysowania frezu.

Rys.1. Wspólna wytrzymałość temperaturowa stali nierdzewnej

Stal nierdzewna ma duże odkształcenia plastyczne podczas cięcia, zwłaszcza stal nierdzewna austenityczna (wydłużenie przekracza 1,5 raza stali 45), co zwiększa siłę cięcia.

Podczas skrawania łatwo powstaje narost na krawędzi, który wpływa na chropowatość powierzchni obrabianej powierzchni i łatwo powoduje łuszczenie się powierzchni narzędzia.

W przypadku frezów do wiórów zamkniętych i półzamkniętych zatykanie się wiórów jest łatwe, co skutkuje zwiększoną chropowatością powierzchni i odpryskiwaniem narzędzia

Rys.2. Idealny kształt wiórów ze stali nierdzewnej

Jest to około półtora raza współczynnika rozszerzalności liniowej stali węglowej. Pod wpływem temperatury skrawania obrabiany przedmiot jest podatny na odkształcenia termiczne i wpływa na dokładność wymiarową.

Ogólnie rzecz biorąc, jest to około 1/4 ~ 1/2 przewodności cieplnej stali średniowęglowej. Temperatura skrawania jest wysoka, a narzędzie szybko się zużywa.

1. Należy wybrać materiały narzędziowe o wysokiej twardości, wytrzymałości i odporności cieplnej oraz powinowactwie chemicznym ze stalą nierdzewną.

2. W przypadku stosowania stali szybkotnącej do obróbki STS należy stosować wysokowydajną stal szybkotnącą, taką jak W2Mo9Cr4VCo8, W6Mo5Cr4V2Al, W10Mo4Cr4V3Al itp.

3. Przy stosowaniu węglika spiekanego nie zaleca się stosowania stopów na bazie YT, a preferowane są stopy YW lub YG wolframowo-kobaltowe (ISO M, K) zawierające Ta (Nb). Takich jak YS2, YG3X, YG8W, YG6A, YG6X, YG643, YG813, YW3Y, YG8N itp.

Powszechnie wiadomo, że wydajność skrawania materiałów narzędziowych jest związana z trwałością i wydajnością narzędzia. Podatność na obróbkę materiału narzędzia wpływa na jakość wykonania i ostrzenia samego narzędzia. Wskazany jest wybór materiałów narzędziowych o dużej twardości, dobrej odporności na adhezję i ciągliwości, takich jak stopy twarde typu YG. Stosowanie stopów twardych typu YT do SUS nie jest dobrym wyborem, zwłaszcza przy obróbce austenitycznej stali nierdzewnej 1Gr18Ni9Ti. Należy bezwzględnie unikać twardego typu YT. Stopy, ponieważ tytan (Ti) w stali nierdzewnej i Ti w węglikach spiekanych na bazie YT wytwarzają powinowactwo, wióry łatwo usuwają Ti ze stopu, co prowadzi do zużycia narzędzia. Statystyki praktyki produkcyjnej pokazują, że obróbka stali nierdzewnej za pomocą YG532, YG813 i YW2 daje dobre wyniki przetwarzania.

Ponieważ węglik spiekany ma lepszą odporność na ciepło i zużycie niż stal szybkotnąca, narzędzia wykonane z twardych materiałów stopowych są bardziej odpowiednie do cięcia stali nierdzewnej. Stop wolframowo-kobaltowy ma dobrą wytrzymałość. Narzędzie może być wykonane z większym kątem natarcia i ostrzejszą krawędzią. Zasadniczo nadaje się więc do obróbki stali nierdzewnej ze stopem wolframu i kobaltu. Szczególnie w przypadku obróbki zgrubnej i przerywanej z dużymi drganiami należy stosować ostrza ze stopu wolframu i kobaltu. Nie jest tak twardy i kruchy jak stop wolframowo-kobaltowo-tytanowy i nie jest łatwy do odpryskiwania. Chociaż stop wolframowo-kobaltowo-tytanowy ma dobrą czerwoną twardość i jest bardziej odporny na zużycie niż stop wolframowo-kobaltowy w warunkach wysokiej temperatury, ale ma wysoką kruchość i nie jest odporny na uderzenia i wibracje. Dlatego jest zwykle używany jako narzędzie do wykańczania stali nierdzewnej.

Rys.3. Porównanie klasy YT i klasy YG

4. Powłoki z węglika spiekanego mogą być CA15, CA25, YBM151, YBM251, YBM351, YBG202, YBG252, YBG302, CN251, YB425, ZC05, ZC07, ZM10 i tym podobne.

Klasyczną powłoką jest narzędzie pokryte TiAlN lub AlCrN. Powłoka TiAlN posiada doskonałe właściwości, takie jak wysoka twardość, wysoka temperatura utleniania, dobra twardość cieplna, silna przyczepność, niski współczynnik tarcia i niska przewodność cieplna. Ponieważ pierwiastek Cr ma wyższą temperaturę topnienia niż pierwiastek Ti, firma powłokowa opracowała powłokę AlCrN, w której Cr zastępuje Ti. W porównaniu z TiAlN można znacznie poprawić temperaturę utleniania AlCrN w wysokiej temperaturze, współczynnik tarcia jest mniejszy, zdolność usuwania wiórów jest większa, ale twardość jest nieznacznie zmniejszona.

Rys.4 Porównanie twardości 3 różnych materiałów powłokowych

W przypadku cermetalu można zastosować YNG151. Do powlekanego cermetu można zastosować YNG151C.