Механічна обробка нержавіючої сталі: наклеп, інструменти та стратегія охолоджувальної рідини

Три властивості, що визначають усе

Механічна обробка 304 або 316 — це інша проблема, ніж механічна обробка вуглецевої сталі, і вона зводиться до трьох фізичних фактів:

1. Швидкий наклеп — поверхня перед затупленим або затриманим інструментом може приблизно подвоїти твердість, і наступний прохід має різати під цим загартованим шаром або ковзати по ньому та загартовувати його далі.
2. Низька теплопровідність — тепло залишається в розрізі замість того, щоб іти зі стружкою, концентруючись на різальній кромці інструмента.
3. В'язкість і адгезія — довга, тягуча стружка та схильність до наростоутворення, задирів і рвання замість чистого зрізу.

Швидкості, подачі та золоте правило

Практична філософія — помірна швидкість поверхні, наполеглива подача:

• Працюйте твердосплавним інструментом на помітно нижчих швидкостях поверхні, ніж для вуглецевої сталі — точіння аустенітної нержавіючої сталі зазвичай перебуває в межах 60–120 m/min із покриттям твердого сплаву, залежно від процесу та марки — але тримайте подачу на оберт достатньо високою, щоб кромка завжди різала під наклепаною поверхнею, залишеною попереднім проходом.
• Ніколи не дозволяйте інструменту затримуватися або тертися. Свердло, яке обертається без просування, кінцева фреза, зупинена в кутку, чистовий прохід із майже нульовим навантаженням стружки — кожен із них залишає загладжену, загартовану поверхню, яка руйнує наступний інструмент. Відповідно програмуйте відведення та врізання.
• Уникайте дуже легкого «пружинного проходу» для виправлення розміру; якщо потрібен коригувальний прохід, тримайте глибину різання значущою (зазвичай щонайменше ~0.1 mm), щоб кромка зачіпала справжній метал.

Інструменти

• Гострі геометрії з позитивним переднім кутом і полірованими канавками зменшують адгезію та наростоутворення; пластини та стружколоми, спеціалізовані для нержавіючої сталі, розроблені для довгої, в'язкої стружки.
• Жорсткість має більше значення, ніж зазвичай: наклеп карає вібрацію, а сліди вібрації стають загартованими плямами. Короткі вильоти, надійне закріплення заготовки, жодних гнучких налаштувань.
• Свердла: геометрії з підточкою перемички або подібні вільнозарізальні геометрії, цикли з періодичним виведенням, які повністю видаляють стружку, і ніколи не дозволяйте свердлу обертатися на дні отвору.

Охолоджувальна рідина

Використовуйте рясну, добре спрямовану охолоджувальну рідину — її головні завдання — відведення тепла від кромки та видалення стружки. Охолоджувальна рідина під високим тиском через інструмент окупає себе при свердлінні та глибокій обробці. Переривчаста подача охолоджувальної рідини на гарячу кромку може термічно розтріскати твердий сплав; або заливайте належно, або, в деяких стратегіях фрезерування, працюйте навмисно всуху з обдувом повітрям — але половинчасті заходи є найгіршим варіантом.

Виняток автоматної сталі

303 (і подібні сірковмісні марки, такі як 303Se або 416 у мартенситній родині) обробляється значно легше — стружкодроблення, стійкість інструмента та якість поверхні покращуються — оскільки включення сульфіду марганцю змащують розріз. Компроміси реальні: сірчані марки мають знижену корозійну стійкість, погану зварюваність і заборонені в деяких специфікаціях для обладнання під тиском і харчової/фармацевтичної промисловості. Обирайте їх лише для деталей, що тільки обробляються механічно, ніколи як мовчазну заміну 304/316 у зварній або корозійній експлуатації.