Hiện nay, thép không gỉ được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, sản xuất thiết bị phát điện, xây dựng và thực phẩm. Là một vật liệu khó gia công điển hình, thép không gỉ có các khuyết điểm là cứng nghiêm trọng trong quá trình gia công, nhiệt độ cắt cao và dễ dàng kết dính phoi. Do các đặc tính trên của thép không gỉ, các vấn đề thường gặp như mài mòn nhanh, bề mặt gia công kém nguyên vẹn, khó tháo phoi dễ xảy ra trong quá trình gia công STS, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng gia công, sản xuất chu kỳ và chi phí xử lý của các bộ phận vật liệu có chứa STS. Meetyou carbide tech startup phân tích và tổng hợp những khó khăn trong quá trình gia công vật liệu thép không gỉ, đồng thời đưa ra giải pháp với các biện pháp cụ thể cho việc cắt thép không gỉ và các sản phẩm tiêu biểu để bạn tham khảo.

So với thép thông thường, thép không gỉ có độ bền và độ cứng trung bình. Tuy nhiên, nó có chứa một lượng lớn các nguyên tố như Cr, Ni và Mn, và có độ dẻo và dai tốt, độ bền nhiệt độ cao và xu hướng làm cứng cao do đó dẫn đến tải trọng cắt. Ngoài ra, trong thép không gỉ Austenit trong quá trình cắt, một số cacbua bị kết tủa bên trong, làm tăng tác dụng trầy xước cho dao cắt.

Hình 1. Cường độ nhiệt độ của thép không gỉ thông thường

Thép không gỉ có độ biến dạng dẻo lớn trong quá trình cắt, đặc biệt là thép không gỉ Austenit (độ giãn dài vượt 1,5 lần so với thép 45) làm tăng lực cắt.

Trong quá trình cắt dễ hình thành gờ tích tụ, ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt của bề mặt gia công và dễ gây bong tróc bề mặt dụng cụ.

Đối với máy cắt phoi kín và bán kín, dễ xảy ra hiện tượng tắc phoi, làm tăng độ nhám bề mặt và sứt mẻ dụng cụ

Hình 2. Hình dạng phoi lý tưởng của thép không gỉ

Nó bằng khoảng một lần rưỡi hệ số giãn nở tuyến tính của thép cacbon. Dưới tác dụng của nhiệt độ cắt, phôi dễ bị biến dạng nhiệt và ảnh hưởng đến độ chính xác kích thước.

Nói chung, nó bằng khoảng 1/4 ~ 1/2 độ dẫn nhiệt của thép cacbon trung bình. Nhiệt độ cắt cao và dụng cụ bị mòn nhanh.

1. Nên chọn vật liệu dụng cụ có độ cứng, độ dẻo dai và khả năng chịu nhiệt cao, có ái lực hóa học với thép không gỉ.

2. Khi sử dụng thép tốc độ cao để xử lý STS, nên sử dụng thép tốc độ cao hiệu suất cao như W2Mo9Cr4VCo8, W6Mo5Cr4V2Al, W10Mo4Cr4V3Al, v.v.

3.Khi sử dụng cacbua xi măng, không nên sử dụng các hợp kim gốc YT, và nên sử dụng các hợp kim YW có chứa Ta (Nb) hoặc YG vonfram-coban (ISO M, K). Chẳng hạn như YS2, YG3X, YG8W, YG6A, YG6X, YG643, YG813, YW3Y, YG8N, v.v.

Ai cũng biết rằng hiệu suất cắt của vật liệu công cụ có liên quan đến độ bền và năng suất của công cụ. Khả năng gia công của vật liệu công cụ ảnh hưởng đến chất lượng chế tạo và mài sắc của chính công cụ đó. Nên chọn vật liệu dụng cụ có độ cứng cao, khả năng chống bám dính tốt và dẻo dai, chẳng hạn như hợp kim cứng loại YG. Sử dụng hợp kim cứng loại YT cho SUS không phải là lựa chọn tốt, đặc biệt là trong gia công thép không gỉ Austenit 1Gr18Ni9Ti. Loại cứng kiểu YT nên tuyệt đối tránh. Hợp kim, vì titan (Ti) trong thép không gỉ và Ti trong cacbua xi măng gốc YT tạo ra ái lực, các phoi dễ dàng mang đi Ti trong hợp kim, dẫn đến mài mòn dụng cụ. Chỉ số thực hành sản xuất cho thấy quá trình xử lý thép không gỉ với YG532, YG813 và YW2 cho kết quả xử lý tốt.

Bởi vì cacbua xi măng có khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn tốt hơn thép tốc độ cao, các dụng cụ làm bằng vật liệu hợp kim cứng thích hợp hơn để cắt thép không gỉ. Hợp kim vonfram-coban có độ dẻo dai tốt. Công cụ này có thể được chế tạo với góc cào lớn hơn và cạnh sắc hơn, vì vậy nói chung, nó thích hợp để gia công thép không gỉ bằng hợp kim vonfram-coban. Đặc biệt trong trường hợp gia công thô và cắt gián đoạn với độ rung lớn, nên sử dụng lưỡi cắt bằng hợp kim vonfram-coban. Nó không cứng và giòn như hợp kim vonfram-coban-titan, và cũng không dễ bào. Trong khi hợp kim vonfram-coban-titan có độ cứng đỏ tốt và chịu mài mòn hơn hợp kim vonfram-coban trong điều kiện nhiệt độ cao, nhưng nó có độ giòn cao và không có khả năng chịu va đập và rung động. Vì vậy, nó thường được sử dụng như một công cụ hoàn thiện thép không gỉ.

Hình 3. So sánh điểm YT và điểm YG

4. Các lớp phủ của cacbua xi măng có thể là CA15, CA25, YBM151, YBM251, YBM351, YBG202, YBG252, YBG302, CN251, YB425, ZC05, ZC07, ZM10 và tương tự.

Lớp phủ cổ điển là một công cụ phủ TiAlN hoặc AlCrN. Lớp phủ TiAlN có các đặc tính tuyệt vời như độ cứng cao, nhiệt độ oxy hóa cao, độ cứng nhiệt tốt, độ bám dính mạnh, hệ số ma sát thấp và độ dẫn nhiệt thấp. Vì nguyên tố Cr có nhiệt độ nóng chảy cao hơn nguyên tố Ti, công ty sơn phủ đã phát triển một lớp phủ AlCrN trong đó Cr được thay thế cho Ti. So với TiAlN, nhiệt độ oxy hóa ở nhiệt độ cao của AlCrN có thể được cải thiện đáng kể, hệ số ma sát nhỏ hơn, khả năng loại bỏ phoi mạnh hơn, nhưng độ cứng giảm nhẹ.

Hình 4 So sánh độ cứng của 3 vật liệu phủ khác nhau

Đối với cermet, YNG151 có thể được sử dụng. Đối với kim loại tráng men YNG151C có thể được sử dụng.