Өнеркәсіптік цехтар үшін шойын болат құралдарын қалай таңдау керек?

Тұрақты болаттың қасиеттерін түсіну және олардың құралдардың жұмыс істеу сапасына әсері

Темірқорытпалы құралдардың ерекшелігі — олардың жасалған материалдарында, яғни әртүрлі өнеркәсіптік жұмыстар үшін өте маңызды материалдарда болады. Бұл темірқорытпалардағы хромның мөлшері бетінде қорғаныш оксид қабатын түзуге кемінде 10,5% болуы керек. Бұл қабат зақымданған кезде өзін-өзі қалпына келтіре алады, сондықтан темірқорытпалы болат қатты коррозияға төзімді болады. 304 және 316 маркалары сумен тұздалған ортада немесе химиялық заттар болатын орындарда қиын жағдайларда ерекше жақсы көрсеткіштер көрсетеді. Бұл коррозияға төзімділік құралдардың ылғалды немесе қатты жағдайларда қолданылу мерзімін шынымен ұзартады, бірақ бұның да бір кемшілігі бар. Темірқорытпалы болатты өңдеу оның ерекше қасиеттеріне байланысты арнайы әдістерді талап етеді, оны көптеген өндірушілер өндірісті жоспарлаған кезде ескеруі керек.

Бұл құралдардың жоғары созылу беріктігі — шамамен 500–800 МПа аралығында — олардың жұмыс істеу кезінде қатты механикалық кернеуге төтеп беруін білдіреді. Дегенмен, бұл материалдар өте оңай деформацияланып, қатаятындықтан, дұрыс кесу параметрлерін таңдау — сапалы өңдеу нәтижелерін алу үшін міндетті талап. Операторлар станокты тым баяу жүргізген кезде материал кесу аймағында тез қатаяды, сондықтан құралдың тозуы жылдамдайды. Керісінше, тым жылдам жұмыс істеу әртүрлі проблемаларға әкеледі, себебі коррозияға төзімді болат жылуға өте нашар өткізгіш. Оның жылу өткізгіштігі шамамен 15–25 Вт/(м·К) құрайды, сондықтан кесу жиегінде артық жылу жиналады. Жеткілікті суыту сұйығын қолданбасаңыз, бұл жылу соңында құралдың жиектерін зақымдап, олардың қызмет ету мерзімін қатты қысқартады.

Желатин тәрізді ұнтақтың пайда болуы бұл материалмен жұмыс істеуді одан әрі қиындатады, сондықтан осы ақылға сыйымсыз қалыптасқан шеттің (built-up edge) проблемасын болдырмау үшін операторларға нағыз өткір кесу бұрыштары қажет. Жұмысшылар басқарушылары осы жерде қиын шешім қабылдауға мәжбүр болады. Тот баспайтын болаттан жасалған құралдар тамақ өңдеу немесе медициналық қолданыста қатты химиялық заттарға ұзақ уақыт қатынасқанда таза күйін ұзағырақ сақтайды және ұзақ мерзімді пайдалануға шыдамды болады — бұл өте жақсы қасиет. Бірақ олардың бағасы дәстүрлі көміртекті болаттан жасалған құралдарға қарағанда едәуір жоғары, сонымен қатар оларды дұрыс өңдеу үшін көбірек энергия керек. Бұл құралдардың мүмкіндіктерін толық пайдалану үшін олардың техникалық сипаттамаларын кесу процесі кезінде тот баспайтын болаттың кернеу мен қысым әсерінен қалай өзгеретініне дәл сәйкестендіру керек. Көп тәжірибелі станокшылар бұл мәселені тек болжау арқылы шешуге болмайтынын жақсы біледі — бұған нақты жұмыс талаптарына негізделген нақты сынақтар мен реттеулер қажет.

Тот баспайтын болат құралдарын серіктестік маркасы мен қолданыс талаптарына сәйкестендіру

Дұрыс аустенитті болат құралдарын таңдау үшін қорытпаның маркасы мен жұмыс істеу талаптары арасында дәл сәйкестік орнату қажет. Әрбір марка құралдың жұмыс істеу сапасын анықтайтын нақты қасиеттерге ие:

• 304 нұсқаға ие сталь : Орташа коррозияға төзімділігі мен өте жақсы пішіндеу қабілеті бар, сондықтан ол тамақ өңдеу жабдықтары мен әрлеу компоненттері үшін қолайлы. Құралдардың қырлары өте қатты болуы керек, себебі бұл жұмыс кезіндегі қатайу құбылысын азайтады.
• 316 Тот баспайтын болат : Молибден қосылуы арқасында хлоридке қарсы төзімділігі артырылған, сондықтан ол теңіз немесе химиялық орталар үшін идеалды. Құралдардың қаттылығы жоғары болуы және коррозиялық ортадағы әсерге қарсы тозуға төзімді қаптамалары болуы қажет.
• 420 нержавеющая стал : Көп көлемдегі көміртегі құралдардың қаттылығын және тозуға төзімділігін арттырады, сондықтан ол хирургиялық құралдар мен дәлдік пышақтары үшін ең тиімді. Құралдың геометриясы жоғары дәлдіктегі жабылу кезінде жылу бөлінуін азайтуға бағытталуы керек.

Сәйкессіз құралдар тозу процесін жеделдетеді — мысалы, 316 серіктестіктерде 304-сыныпты кескіштерді қолдану кескіштің шетінің уақытынан бұрын шашылуына әкелуі мүмкін. Жоғары кернеулерге ұшырайтын әуе-ғарыш саласындағы бекітпе бұрандалары үшін (17-4PH) оптималды стружка бөлгіштері бар карбидті құралдар материалдың қабырғасына жабысуын болдырмауға көмектеседі. Әрқашан серіктестіктердің сипаттамаларын құралдың материалдың қаттылығы мен жабын үсовының сәйкестігімен салыстырыңыз.

Темірқорытпалы болат құралдары үшін оптималды құрал материалдарын, геометриясын және жабындарын таңдау

Карбид, жоғары жылдамдықты болат және керамика: қаттылық, беріктік және жылуға төзімділік бойынша айырмашылықтар

Дұрыс материалдарды таңдау машиналардың жұмыс істеу сапасы мен құралдардың қызмет ету мерзіміне үлкен әсер етеді. Карбид — бұл қыздырғанда шамамен 800 °C-қа дейін қаттылығын сақтайтын, сонымен қатар механикалық өңдеу кезінде қаттылығы арта беретін қиын балқымалардан туындайтын тозуға төзімді өте жақсы материал. Жоғары жылдамдықты болат үзіліссіз кесу жұмыстары үшін тиімдірек, ол сынуға қарсы күштірек, бірақ оның жылдамдығы минутына 30 метрден аспайды. Керамика жоғары температураны (1200 °C-тан жоғары) жақсы көтереді, бірақ егер вибрация болса, оңай сынады. Біз осыны әуе қозғалтқыштарының бөлшектерін жасау кезінде сынақтан өткіздік және керамикалық құралдардан карбидті құралдарға ауысу өндіріс уақытын шамамен 22% қысқартты, бұл өндірістік операцияларда нақты үнемге айналады.

Геометриялық негіздер: қию бұрышы, артқы бұрыш және жұмыс істеу кезінде қаттылығы артатын балқымалар үшін стружка бұзғыштың конструкциясы

Темірбетондық болаттың өңдеу кезінде қаншалықты тез қатаятынын ескере отырып, қыр геометриясын дұрыс таңдау өте маңызды. Құрал жасаушылар жиі 12–15 градус аралығындағы оң қиғаш бұрыштарды ұсынады, себебі бұл қырғыштың әсер ететін күштерін азайтады және сонымен қатар материалдың қырғыштың алдыңғы бетіне жабысуына ұмтылуын төмендетеді. Тазарту бұрыштары 6 градустан жоғары болуы керек, сонда қырғышпен контакт орнатылғаннан кейін дер-алдында қатая бастайтын аймақтарда құралдың жұмысы салыстырмалы түрде тегіс өтеді. Ең жақсы нәтиже алу үшін құралдың конструкциясына ұсақтағыш ойықтарды енгізу де өте маңызды. Бұл элементтер металдың ұсақталған бөліктерін бақыланатын түрде иілуіне мүмкіндік береді, ал олардың шектен тыс ұшуын болдырмауға көмектеседі. Бұл 304SS сияқты аустенитті темірбетондық болаттармен жұмыс істеген кезде ерекше маңызға ие болады. Сала өнеркәсібінде дұрыс ұсақталған бөліктерді бақыламаған жағдайда кратерлік тозу проблемалары шамамен 40%–ға дейін артуы мүмкін деген деректер бар, ал бұл өндірістік ортада ешкімнің кездестіргісі келмейтін жағдай.

Қаптау таңдауы бойынша нұсқаулық: шойынды болатты өңдеуге арналған TiAlN, AlCrN және наноқабатты қаптаулар

AlCrN қаптаулары ылғалды ортада TiAlN-ге қарағанда жоғары өнімділік көрсетеді және 316SS құрылысында хлоридке байланысты пішінделген коррозияға төзімділік береді. Наноқабатты қаптаулар жоғары көлемді өндірісте құралдардың қызмет ету мерзімін ұзартады, бірақ қатты орнатылған жабдықтарды талап етеді.

Тәжірибелік таңдау негізі: цехтың жағдайларынан бастап шойынды болат құралдарының қызмет ету мерзіміне дейін

Тұрақты шойынды болат құралдарын таңдау үшін алдымен цехқа тән жағдайларды бағалау қажет. Жоғары ылғалдылық, химиялық әсер немесе абразивті бөлшектер тозуды жылдамдатады — бұл қосымша іріктелген серіктестік маркалары мен қорғаныс қаптауларын талап етеді. Су айдыны жағалауындағы өндірістік орындар үшін супераустенитті маркалар (6% Mo және одан да көп) хлоридке байланысты пішінделген коррозияға төзімділік береді, ал тамақ өнеркәсібі кәсіпорындары үшін электрполировкаланған 316L беттері бактериялардың бекінуін тежейді.

Операциялық талғамдарыңызға сәйкес құралдарды басымдықпен таңдаңыз:

• Материалдық үйлесімділік : Құралдың негізгі материалын (мысалы, микрогранулалы карбид) өңделетін бұйымның қаттылығына сәйкестендіріңіз
• Қоршаған ортаны қорғайтын құралдар : Жоғары температурада кесу үшін AlCrN, химиялық төзімділік үшін CrN сияқты PVD-жағындыруларды көрсетіңіз
• Жөндеу Протоколдары : Ультрадыбысты тазарту циклдерін енгізіңіз және ылғалдылыққа бақыланатын сақтау режимін қолданыңыз

Коррозияға байланысты құралдардың ақауы өндірушілерге жылына $740 мыңға тұрады. Дегидрататорларды шлифтау станоктарының жанына орнату немесе коррозияға қарсы кесу сұйықтықтарын қолдану арқылы қоршаған ортаның әсеріне алдын-ала әсер ету арқылы қызмет көрсету мерзімін 40% жоғарылатыңыз. Бұл жүйелі тәсіл цехтағы шектеулерді ұзақ мерзімді пайдалануды қамтамасыз ететін факторларға айналдырады және 5 жыл ішінде ауыстыру шығындарын 19%-ға азайтады.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Темірбетонды болаттан жасалған құралдарды қолданудың негізгі артықшылығы қандай?

Темірбетонды болаттан жасалған құралдар дымқыл немесе қатал орталарда ұзақ қызмет көрсетуге мүмкіндік беретін жоғары коррозияға төзімділікке ие. Олар теңіз суы немесе химиялық орталарда ерекше тиімді.

Темірбетонды болатты өңдеу неге қиын?

Темірқорытпалы болаттың қатайту қабілеті мен төмен жылу өткізгіштігі құралдың тозуы мен зақымдануын болдырмау үшін арнайы әдістер мен кесу параметрлерін ескеруді талап етеді.

Темірқорытпалы болаттан жасалған құралдарды таңдағанда қандай факторларды ескеру керек?

Оңтайлы жұмыс істеу мен ұзақ мерзімділік үшін қолданыс талаптарына, құрал материалдарының үйлесімділігіне, орта шарттарына және сәйкес қаптамаларға сәйкес дұрыс қорытпа маркасын таңдаңыз.