Bearbetning av rostfritt stål: deformationshärdning, verktyg och kylmedelsstrategi

De tre egenskaper som driver allt

Bearbetning av 304 eller 316 är ett annat problem än bearbetning av kolstål, och det beror på tre fysikaliska fakta:

1. Snabb deformationshärdning — ytan framför ett slött eller dröjande verktyg kan ungefär fördubblas i hårdhet, och nästa skär måste skära under det härdade skiktet eller rida på det och härda det ytterligare.
2. Låg värmeledningsförmåga — värmen stannar i skäret i stället för att lämna med spånan, och koncentreras vid verktygseggen.
3. Seghet och adhesion — långa, trådiga spånor och en tendens till löseggsbildning, skärning och rivning snarare än ren skjuvning.

Hastigheter, matningar och den gyllene regeln

Den praktiska filosofin är måttlig skärhastighet, bestämd matning:

• Kör hårdmetallverktyg vid betydligt lägre skärhastigheter än för kolstål — svarvning av austenitiskt rostfritt stål ligger vanligen i området 60–120 m/min med belagd hårdmetall, beroende på process och sort — men håll matningen per varv tillräckligt hög för att eggen alltid skär under den deformationshärdade huden som lämnats av föregående skär.
• Låt aldrig verktyget dröja eller gnida. En borr som snurrar utan att avancera, en pinnfräs parkerad i ett hörn, ett finbearbetningsskär med nästan noll spånbelastning — var och en lämnar en glaserad, härdad yta som förstör nästa verktyg. Programmera indragningar och ingångar därefter.
• Undvik att ta ett mycket lätt "fjäderskär" för att korrigera måttet; om ett korrigeringsskär behövs, håll skärdjupet meningsfullt (typiskt minst ~0.1 mm) så att eggen griper in i verklig metall.

Verktyg

• Vassa geometrier med positiv spånvinkel och polerade spår minskar adhesion och löseggsbildning; skärsorter och spånbrytare specifika för rostfritt stål är utformade för den långa, sega spånan.
• Styvhet spelar större roll än vanligt: deformationshärdning straffar vibrationer, och vibrationsmärken blir härdade fläckar. Korta överhäng, stabil uppspänning, inga slanka uppställningar.
• Borrar: delad spets eller liknande friskärande geometrier, peckcykler som helt rensar spånor, och låt aldrig borren snurra i botten av hålet.

Kylmedel

Använd rikligt, välriktat kylmedel — dess huvudsakliga uppgifter är värmeavledning vid eggen och spånevakuering. Högtryckskylmedel genom verktyget betalar sig vid borrning och djupt arbete. Intermittent kylmedel på en het egg kan termiskt spräcka hårdmetall; flöda antingen ordentligt eller, i vissa frässtrategier, kör avsiktligt torrt med luftblåsning — men halvmått är det sämsta alternativet.

Undantaget för friskärande stål

303 (och liknande svavelhaltiga sorter som 303Se eller 416 i den martensitiska familjen) bearbetas dramatiskt mycket lättare — spånbrytning, verktygslivslängd och ytfinish förbättras alla — eftersom mangansulfidinneslutningar smörjer skäret. Avvägningarna är verkliga: svavelsorter har minskad korrosionsbeständighet, dålig svetsbarhet och är förbjudna i vissa tryck- och livsmedels-/läkemedelsspecifikationer. Välj dem för delar som endast bearbetas, aldrig som ett tyst substitut för 304/316 i svetsad eller korrosiv drift.