Как обрабатывать или фрезеровать инструментальную сталь?

Обработка и фрезерование инструментальной стали представляют собой существенные проблемы из-за ее присущей твердости и исключительной износостойкости. Как профессиональный производитель, мы рекомендуем обрабатывать инструментальную сталь в отожженном состоянии, так как это смягчает материал, облегчая резку и формовку. 

Если вам требуются изделия из инструментальной стали с возможностью токарной, шлифовальной или фрезерной обработки, обратитесь в SteelPro Group для получения индивидуальных решений.

Факторы, влияющие на обрабатываемость инструментальной стали

Твёрдость

Инструментальные стали известны своей повышенной твердостью, что делает их сложными для обработки на станках и формовки. Твердость обычно измеряется по шкале Роквелла C, в диапазоне от 40 до 70 HRC. По мере увеличения твердости материал становится более устойчивым к износу, но его сложнее обрабатывать на станках.

Состав сплава

Инструментальные стали часто содержат смесь элементов, таких как хром, ванадий, молибден и вольфрам. Эти элементы улучшают такие свойства, как износостойкость, долговечность и термостойкость. Однако они также могут усложнить обработку.

Термическая обработка

Инструментальные стали подвергаются процессам термообработки, таким как закалка и отпуск, для достижения желаемой твердости и вязкости. Процесс термообработки влияет на микроструктуру стали и ее обрабатываемость. Для обработки рекомендуется отожженное состояние.

Подготовка к обработке или фрезерованию инструментальной стали

Выбор инструмента

При обработке инструментальной стали важно выбирать режущие инструменты, которые могут выдерживать твердость и прочность материала. Рекомендуемые инструментальные материалы включают:

Твердосплавные инструменты: Карбид является наиболее распространенным выбором из-за его высокой твердости и износостойкости. Он остается острым при высоких температурах, что имеет решающее значение при резке инструментальной стали.

Быстрорежущая сталь (HSS): Хотя инструменты из быстрорежущей стали не такие долговечные, как карбид, они все же эффективны для обработки инструментальной стали, особенно при более умеренных резах.

Кобальтовые сплавы: Инструменты на основе кобальта тверже стандартных инструментов из быстрорежущей стали, что обеспечивает лучшую термостойкость и более длительный срок службы инструмента при обработке материалов высокой твердости.

Для покрытий рассмотрите инструменты с TiN (нитрид титана) или TiAlN (нитрид титана и алюминия) покрытия. Эти покрытия снижают трение, способствуют рассеиванию тепла и повышают долговечность инструмента.

Подготовка заготовки

Перед обработкой инструментальной стали убедитесь, что заготовка правильно подготовлена:

1. Закрепление: Плотно закрепите заготовку с помощью зажимов, тисков или приспособлений. Незакрепленная заготовка может сместиться во время обработки, что приведет к неточностям и повреждению как заготовки, так и режущего инструмента.
2. Ориентация заготовки: Убедитесь, что заготовка правильно выровнена, чтобы минимизировать прогиб и вибрацию во время резки. Это особенно важно для инструментальных сталей, которые сложнее обрабатывать.

Как обрабатывать инструментальную сталь?

Поворот

Используйте медленную скорость резки (между 50 и 150 фут3/мин) с умеренной скоростью подачи. Выберите инструмент с прочной режущей кромкой, например, твердосплавную пластину, и обеспечьте надлежащее охлаждение, чтобы избежать износа инструмента.

Фрезерование

При фрезеровании инструментальной стали фреза с несколькими зубьями идеально подходит для распределения сил резания. Чтобы предотвратить перегрев, используйте низкую скорость резания, но более высокую скорость подачи по сравнению с точением. Для фрезерования пазов или торцевого фрезерования используются твердосплавные концевые фрезы с покрытиями типа TiAlN эффективны при высоких температурах.

Бурение

При сверлении используйте сверла с покрытиями, обеспечивающими высокую термостойкость, например: TiN или TiAlN. Применяйте равномерную подачу охлаждающей жидкости для предотвращения накопления стружки и снижения нагрева режущей кромки. Скорости должны быть ниже типичных скоростей сверления для более мягких материалов.

Шлифовка

Инструментальные стали часто шлифуются для достижения высокой точности. Используйте мелкозернистый шлифовальный круг, чтобы избежать чрезмерного выделения тепла, которое может повлиять на свойства материала. Правильная охлаждающая жидкость имеет важное значение во время шлифовальных операций.

Типы инструментальной стали и особенности обработки

Инструментальная сталь для холодной обработки

Инструментальные стали для холодной обработки (например, А2, Д2, О1) склонны к закалка, что увеличивает износ инструмента.

• Использовать твердосплавные инструменты с покрытиями типа Тин или TiAlN для лучшей износостойкости. Поддерживать более медленная скорость резки (100–150 SFM) и контролируемое охлаждение для предотвращения перегрева и преждевременного износа инструмента.

Инструментальная сталь для горячей обработки

Горячедеформированные стали предназначены для выдерживания высоких температур во время обработки и обычно используются для изготовления форм и штампов. 

• Использовать Инструменты из быстрорежущей стали или твердосплавные с надлежащей смазкой, чтобы минимизировать нагрев и предотвратить износ инструмента. Выберите более медленная скорость подачи и более низкие скорости резания.

Быстрорежущая сталь (HSS)

HSS можно обрабатывать на более высоких скоростях по сравнению с другими инструментальными сталями.

• Использовать твердосплавные пластины для достижения наилучших результатов. Более высокие скорости резки (до 300 SFM) можно использовать, но скорость подачи зависит от твердости конкретной стали.

Ударопрочная инструментальная сталь

Ударопрочные инструментальные стали, такие как С7 легче поддаются механической обработке, но требуют осторожности, чтобы избежать упрочнения.

• Использовать более низкие скорости резания и более высокие скорости подачи для предотвращения чрезмерного нагрева и упрочнения.

Пластиковая форма из стали

Хотя их относительно легче обрабатывать по сравнению с другими инструментальными сталями, обеспечение надлежащей обработки поверхности имеет решающее значение для точности формования.

• Использовать быстрорежущая сталь (HSS) или твердосплавные инструменты для эффективной резки. Средние скорости резания (150–200 SFM) и умеренные скорости подачи рекомендуются. Поток охлаждающей жидкости или воздушная струя помогает контролировать температуру.

Нержавеющая инструментальная сталь

Нержавеющие стали, такие как 440C, могут быть сложны в обработке из-за их высокой прочности и твердости. 

• Использовать твердосплавные инструменты с Тин или TiAlN покрытия. Скорость резки должна быть в диапазоне от 80-150 SFM, в зависимости от марки стали. Низкая подача ставки и адекватное охлаждение необходимы для предотвращения износа инструмента и перегрева.

Получите экспертные решения по обработке инструментальной стали

Если вы сталкиваетесь с трудностями при обработке или фрезеровании инструментальной стали, SteelPro Group готова помочь. Мы предлагаем индивидуальные решения и высококачественную продукцию из инструментальной стали. Наша команда готова оказать вам поддержку, предоставив экспертные консультации и услуги точной обработки, соответствующие вашим потребностям.