Frezowanie stali nierdzewnej

Do czego wykorzystywana jest stal nierdzewna?

Stal nierdzewna z powodzeniem wykorzystywana jest w wielu branżach: w przemyśle maszynowym, motoryzacyjnym, lotniczym, meblarskim, budowlanym, spożywczym, gastronomicznym, medycznym, chemicznym, energetycznym, w kowalstwie. Stal inox stosuje się do wytwarzania elementów na pływalniach, w osprzęcie mleczarskim, cysternach, armaturze, narzędziach medycznych, kosach spalinowych, turbinach parowych, silnikach, zbiornikach, balustradach, sprzęcie AGD. Z nierdzewki powstają też różnego rodzaju półfabrykaty i detale: zawory, koła zębate, tuleje mocujące i przesuwne, kolanka, rury, profile, pręty, płaskowniki, kątowniki.

Zasady precyzyjnego frezowania nierdzewki.

Frezowanie stali nierdzewnej jest doskonałym i skutecznym sposobem na szybkie i precyzyjne obrobienie materiału. Polega na wykorzystaniu ruchomego ostrza, nadającego surowcowi właściwy kształt lub formę zgodnie z oczekiwaniami Klienta. Trzeba jednak pamiętać o tym, że podatność i łatwość modyfikacji stali nierdzewnej nie gwarantuje od razu satysfakcjonującego efektu. Skrawalność zależna jest od obranej techniki obróbki, wpływającej na uzyskane parametry, wytrzymałość i estetykę tworzonego elementu. Frezowanie stali nierdzewnej warto zatem powierzyć doświadczonym Wykonawcom.

Stal nierdzewna jest bardziej wymagająca i skomplikowana w obróbce niż sporo innych materiałów, dlatego jeżeli chcemy, aby frezowanie stali nierdzewnej przebiegło sprawnie i pozwoliło osiągnąć zadowalające efekty, musimy uwzględnić kilka zależności. Należy wcześniej zaplanować proces obróbki, a w jego trakcie bezwzględnie przestrzegać właściwej – odpowiednio dużej (ale nie za dużej) – mocy, co pozwoli uniknąć narostu na ostrzu. Należy też zmniejszyć do minimum wszelkie wibracje, mogące niekorzystnie wpływać na proces obrabiania stali. Szczególnej uwagi wymaga zaplanowanie głębokości cięcia, aby zminimalizować ryzyko powstawania karbów. Trzeba dopasować promień zaokrąglenia, a także szybkość skrawania, co pozwoli zapobiec szybkiemu zużywaniu się narzędzi, zwłaszcza ich odkształceniom plastycznym. Skoro o narzędziach mowa, to powinny mieć one solidne wyposażenie, w tym stabilny uchwyt oraz często powinno się je wymieniać, celem dbałości o ostrość. Na precyzyjne frezowanie stali nierdzewnej pozwoli zastosowanie płytek wieloostrzowych z powłoką ze spiekanych węglików. 

Co to jest stal nierdzewna?

Stal nierdzewna jest mieszaniną takich pierwiastków jak: żelazo, chrom, węgiel, krzem, mangan, co nadaje surowcowi doskonałych właściwości mechanicznych i antykorozyjnych. Zwłaszcza dodatek chromu (minimum 12%) wpływa na to, że w kontakcie z wodą i tlenem – zawartymi w powietrzu – powstaje na powierzchni metalu warstwa pasywna, zabezpieczająca przed korodowaniem.

Gatunki stali nierdzewnej nadające się do frezowania.

Wpływ na jakość prac i ostateczne rezultaty mają nie tylko zaawansowane technologicznie metody, ale także właściwy dobór odpowiedniego do danych zastosowań gatunku stali. Stale nierdzewne można podzielić na: ferrytyczne, martenzytyczne, austenityczne i typu duplex (austenityczno-ferrytyczne); dla każdego z rodzajów istnieją osobne zalecenia odnośnie do frezowania.

Stale ferrytyczne mają podwyższone stężenie siarki i fosforu, charakteryzują się wyższą przewodnością cieplną i niższym umocnieniem zgniotowym. Ich skrawalność zachowuje wysokie właściwości wytrzymałościowe, istnieje jednak ryzyko tworzenia się długich wiórów i ich sczepiania z narzędziem.

Stale martenzytyczne wykorzystuje się zazwyczaj w nieagresywnych środowiskach. W trakcie obróbki nabywają właściwości wytrzymałościowych, utwardzają się i wywierają duże siły podczas wchodzenia ostrza w materiał, dlatego ważne jest w tym wypadku zastosowanie prawidłowego toru narzędzia i metody wchodzenia po łuku (tzw. interpolacja kołowa) oraz wyższej prędkości skrawania, co pozwoli na lepsze łamanie wiórów podczas obróbki. Wyższa prędkość oraz frezy z materiału o podwyższonej udarności, ze wzmocnioną krawędzią skrawającą, zapewnią większe bezpieczeństwo procesu.

Stale austenityczne – wyróżniające się dobrymi właściwościami antykorozyjnymi, skłonnością do stabilizowania na zimno, plastycznością i niższą przenikalnością magnetyczną – podczas obróbki mogą powodować większe i szybsze zużycie narzędzia skrawającego. Charakteryzuje je skłonność do szczepiania się, a tym samym większe ryzyko uszkodzenia narzędzia.

Stale duplex (ferrytyczno-austenityczne) są trwalsze i odporniejsze od pozostałych gatunków, wykazują ponadprzeciętne właściwości antykorozyjne, plastyczność i są łatwo podatne na kształtowanie, zwłaszcza przy gatunkach z dodatkiem azotu. Nie posiadają dodatku siarki, przez co nie zachodzi efekt zwiększonej łamliwości wióra podczas skrawania. Wiór powstający podczas frezowania stali duplex jest twardy i mocno ściera narzędzia, toteż trudny jest do przetwarzania.

Właściwości stali nierdzewnej – czym się charakteryzuje?

Określenie „stal nierdzewna” opisuje szeroką gamę materiałów o specyficznych właściwościach. Ich główną cechą jest wysoka odporność na korozję i uszkodzenia oraz wysoka trwałość, dzięki czemu materiał zachowuje swoje właściwości nawet w niesprzyjających warunkach zewnętrznych oraz w kontakcie z różnymi roztworami i kwasami. Wyroby z nierdzewki są łatwe do utrzymania w czystości i pielęgnacji, charakteryzują się ponadczasową pielęgnacją, a ich estetyczny wygląd utrzymuje się przez wiele lat. Pozostałe cechy to także: dobry stosunek wytrzymałości do wagi, szeroki zakres temperaturowy, rozszerzalność temperaturowa, żaroodporność, biotolerancja, antykorozyjność.  Te wszystkie cechy techniczne materiału oraz ich struktura – dobre właściwości elastyczne i plastyczne – pozwalają na skuteczną obróbkę CNC stali nierdzewnej, modyfikację, formowanie, łączenie elementów.

Narzędzia stosowane przy frezowaniu stali nierdzewnej.

Niebagatelny wpływ na skuteczne frezowanie stali nierdzewnej, maksymalną wydajność procesu oraz takie parametry jak prędkość skrawania stali nierdzewnej ma dobór właściwych narzędzi. Odpowiednio dobrane narzędzia przełożą się też na dobrą jakość obrabianej powierzchni.

Najczęściej do tego celu używa się węglików spiekanych pokrytych dodatkową powłoką utwardzoną. Z uwagi na optymalną prędkość skrawania stali zwykle stosuje się węgliki tytanu, węglikoazotki tytanu lub tlenki aluminium. Warto pamiętać o sukcesywnej wymianie narzędzi, gdyż do skuteczności procesu niezbędna jest ich właściwa ostrość.