El acero inoxidable austenítico AISI 304 (es decir, acero inoxidable 0Cr18Ni9) tiene una excelente resistencia a la corrosión, resistencia al calor, resistencia a bajas temperaturas y propiedades mecánicas generales. Ampliamente utilizado en equipos de alimentos, equipos químicos y equipos de la industria nuclear. Este tipo de acero inoxidable austenítico tiene una excelente resistencia a la corrosión intergranular, excelente resistencia a la corrosión de muchos ácidos oxidantes (como HNO3), fuerte resistencia a las soluciones alcalinas, la mayoría de los ácidos orgánicos e inorgánicos, así como al aire, agua y vapor. El acero inoxidable austenítico AISI 304 tiene una maquinabilidad relativa Kr de aproximadamente 0,4 y es un material típico difícil de cortar.
Tabla de contenido
Características del torneado de acero inoxidable AISI 304
El acero inoxidable austenítico AISI304 tiene mala maquinabilidad, principalmente una gran fuerza de corte, endurecimiento por trabajo severo, alta temperatura local en el área de corte, fácil adherencia y desgaste de la herramienta.
(1) Gran resistencia al corte
El acero inoxidable austenítico AISI 304 tiene baja dureza (dureza ≤ 187hbs) y alto contenido de Cr, Ni, Mn y otros elementos, por lo que tiene buena plasticidad (alargamiento después de la rotura) (δ 5 ≥ 40 %, apertura ψ ≥60%). El acero inoxidable austenítico AISI304 tiene una gran fuerza de corte porque sufre una gran deformación plástica durante el corte y puede mantener su resistencia incluso a altas temperaturas (el acero común pierde fuerza significativamente a temperaturas de corte más altas). En condiciones de corte convencionales, el acero inoxidable AISI 304 tiene una fuerza de corte unitaria de 2450 mpa, más de un 25 % más que el acero 45.
(2) endurecimiento por trabajo severo
El acero inoxidable AISI 304 sufre una deformación plástica evidente durante el mecanizado, lo que provoca una grave distorsión de la red del material. Al mismo tiempo, una pequeña fracción de austenita se convierte en martensita en este proceso debido a defectos de estabilidad en la estructura austenita. Además, los compuestos de impurezas en la austenita se descomponen por calentamiento a medida que avanza el proceso de corte, y las impurezas dispersas forman una capa endurecida en la superficie, por lo que el fenómeno de endurecimiento por trabajo se vuelve muy pronunciado y la resistencia después del enfriamiento rápido σ B alcanza los 1500 MPa ., Profundidad de la capa endurecida 0,1 a 0,3 mm.
(3) Alta temperatura local en el área de corte
El acero inoxidable AISI304 tiene una gran resistencia al corte y es difícil cortar virutas, por lo que se necesita mucho esfuerzo para separar las virutas. El corte de acero inoxidable AISI 304 en condiciones convencionales es aproximadamente un 50 % más alto que el acero con bajo contenido de carbono, lo que resulta en un mayor calor de corte. El acero inoxidable austenítico tiene una baja conductividad térmica. El acero inoxidable AISI304 tiene una conductividad térmica de 16,3 a 21,5 w/m·K, solo un tercio de la del acero 45. Por lo tanto, la temperatura en el área de corte es alta (en general, el calor perdido por las virutas durante el corte debe representar al menos el 70 % del calor de corte). Una gran cantidad de calor de corte se concentra en la superficie de contacto entre el área de corte y la “punta de la herramienta”, y el calor transferido a la herramienta es de hasta un 20 % (solo un 9 % cuando se corta acero al carbono común), y las condiciones de corte son AISI304 La temperatura de corte del acero inoxidable es unos 200-300°C más alta que la del acero 45.
(4) La herramienta se pega y se desgasta fácilmente
El acero inoxidable austenítico tiene una resistencia a altas temperaturas y una tendencia al endurecimiento por trabajo, por lo que la carga de corte es grande y la afinidad entre el acero inoxidable austenítico y las herramientas durante el corte aumenta en gran medida la afinidad entre el acero inoxidable austenítico y las herramientas y las virutas. Inevitablemente, se producirán fenómenos como la unión y la difusión, lo que provocará el atascamiento y el desgaste de la herramienta. En particular, las inclusiones duras formadas por una pequeña fracción de carburo aceleran el desgaste de la herramienta, provocan el colapso del borde, reducen significativamente la vida útil de la herramienta y afectan la calidad de la superficie de las piezas mecanizadas.
Elija un proceso de torneado racional
Dado que el acero inoxidable austenítico AISI304 tiene una baja maquinabilidad, se requiere un torneado racional, incluida la selección racional del material de la herramienta de torneado, los parámetros geométricos de la herramienta, los parámetros de corte y el refrigerante, para obtener una mayor eficiencia de producción y calidad de mecanizado. Debe elegir un proceso.
(1) Material de la herramienta
La elección correcta del material de la herramienta es muy importante para garantizar un mecanizado eficiente de los aceros inoxidables austeníticos. De acuerdo con las difíciles propiedades de torneado del acero inoxidable AISI 304, las herramientas de corte seleccionadas deben tener propiedades de alta resistencia y tenacidad, al mismo tiempo que tienen buena resistencia al desgaste y al calor, y son incompatibles con el acero inoxidable. Actualmente, el carburo cementado y el acero rápido siguen siendo los materiales para herramientas de corte más utilizados.
① Carburo cementado
Los materiales difíciles de cortar tienen una alta resistencia al corte y el contacto entre las virutas y la cara de desprendimiento es corto, por lo que la resistencia al corte se concentra principalmente cerca del borde de corte, lo que facilita el astillado. Por lo tanto, las herramientas de carburo YG se pueden seleccionar para el mecanizado. El carburo cementado YG tiene alta tenacidad, alta resistencia al desgaste y dureza roja, y buena conductividad térmica. Adecuado para el mecanizado de acero inoxidable austenítico. También se puede seleccionar la herramienta YG8N. Con la adición de Nb, el rendimiento de corte es de 1 a 2 veces mayor que el de YG8, y es eficaz cuando se utiliza en mecanizado de desbaste y semiprecisión.
②Acero de alta velocidad
Las herramientas de acero de alta velocidad pueden evitar eficazmente el fenómeno de que las herramientas duras son propensas a sufrir daños debido al tamaño, la forma y la estructura de las piezas de trabajo de torneado de acero inoxidable. Mientras que las herramientas tradicionales de acero de alta velocidad (como W18Cr4V) ya no pueden cumplir con los requisitos de mecanizado actuales en términos de durabilidad, las herramientas como el acero de alta velocidad (como W6Mo5Cr4V2Al) y el aluminio cargado con nitrógeno ofrecen un excelente rendimiento de corte. herramientas de acero rápido que contienen acero de alta velocidad (como w12mo3cr4v3n).
(2) Parámetros de geometría de la herramienta
La determinación racional de los parámetros geométricos de la herramienta seleccionada es un factor importante para mejorar efectivamente la durabilidad de la herramienta y el efecto de mecanizado del material de acero inoxidable AISI 304. En general, las herramientas deben tener esquinas delanteras y traseras grandes y bordes afilados.
(3) Parámetros de corte
El acero inoxidable AISI 304 suele ser un material difícil de cortar, por lo que los parámetros de corte deben elegirse racionalmente. Los parámetros de corte tienen un impacto significativo en el endurecimiento por trabajo, las fuerzas de corte, el calor y la eficiencia del mecanizado. La velocidad de corte tiene el mayor efecto sobre la temperatura de corte y la durabilidad de la herramienta ν c . La segunda es la velocidad de avance F, que es la menos afectada por la velocidad de retroceso AP.
(4) fluido de corte
Debido al bajo rendimiento de corte del acero inoxidable AISI304, el fluido de corte elegido debe tener un buen enfriamiento, lubricación y penetración (es decir, rendimiento antiadherente). Siempre que sea posible, se deben seleccionar emulsiones y aceites vulcanizados que contengan aditivos de extrema presión como s y Cl.
La emulsión tiene buenas propiedades de enfriamiento y se utiliza principalmente para el mecanizado en bruto de acero inoxidable. Los aceites vulcanizados tienen propiedades refrigerantes y lubricantes específicas y bajo costo. Se puede utilizar para semiacabado o acabado de acero inoxidable. Agregar un aditivo de presión extrema o un aditivo de aceite al fluido de corte mejorará en gran medida el rendimiento de la lubricación. Comúnmente utilizado para el acabado de acero inoxidable. Un fluido de corte elaborado a partir de una mezcla de tetracloruro de carbono, queroseno y ácido oleico mejora significativamente la permeabilidad de los fluidos refrigerantes y lubricantes y es particularmente adecuado para el acabado de materiales de acero inoxidable austenítico AISI 304. Debido a que el acero inoxidable austenítico genera una gran cantidad de calor al cortar, use enfriamiento por aspersión o enfriamiento a alta presión tanto como sea posible para aumentar el efecto de enfriamiento.