Нержавеющая сталь — материал, который одновременно любят конструкторы и недолюбливают технологи. Коррозионная стойкость, прочность и эстетичный вид делают её незаменимой в пищевом оборудовании, медицинской технике, химической промышленности и судостроении. Но с точки зрения обработки нержавейка — один из самых капризных материалов. Разбираем, в чём сложность и как с ней работать.
Почему нержавейка сложна в токарной обработке
- Наклёп (work hardening). При резании нержавейка упрочняется прямо в зоне обработки. Если инструмент даже на секунду «потёрся» о поверхность без реального резания — образуется слой повышенной твёрдости, который разрушает следующий проход инструмента. Из-за этого нельзя «скользить» по материалу — нужна всегда активная резка с реальной подачей.
- Плохая теплопроводность. Нержавейка хуже, чем обычная сталь, отводит тепло. Тепло концентрируется на режущей кромке инструмента, что ускоряет его износ. Требуется активное охлаждение СОЖ под давлением.
- Высокая вязкость. Стружка нержавейки длинная, вязкая, плохо ломается — она наматывается на инструмент и заготовку, что создаёт риск аварии и повреждения поверхности.
- Пружинение. При снятии нагрузки нержавейка «отпрыгивает» обратно больше, чем сталь. Это нужно учитывать при назначении финального чистового прохода.
Марки нержавейки и их обрабатываемость
- 12Х18Н10Т (AISI 321) и 08Х18Н10 (AISI 304) — самые распространённые аустенитные нержавейки. Хорошая коррозионная стойкость, умеренная сложность обработки. Применяются в пищевом и медицинском оборудовании.
- 03Х17Н14М2 (AISI 316L) — повышенная стойкость к хлоридам, применяется в морской и химической промышленности. Обрабатывается тяжелее, чем 304.
- 17-4 PH (мартенситно-стареющая) — высокопрочная нержавейка для аэрокосмоса и нефтегаза. Твёрдость после термообработки существенно осложняет точение — необходимы твердосплавные пластины высшего класса.
- 12Х13 / 20Х13 (AISI 410/420) — мартенситные нержавейки. Лучше поддаются обработке, чем аустенитные, но требуют точного соблюдения режимов.
Инструмент и режимы резания
- Пластины — применяются твердосплавные пластины с покрытием PVD (TiAlN, TiCN). Геометрия — с острой режущей кромкой и стружколомом для вязких материалов. Производители: Sandvik Coromant, Iscar, Kennametal.
- Скорость резания — ниже, чем для обычной стали: обычно 60–150 м/мин в зависимости от марки и типа операции.
- Подача — не слишком малая (иначе — наклёп), не слишком большая (иначе — поломка пластины).
- СОЖ — охлаждение под давлением обязательно. На HAAS ST-20Y реализована подача СОЖ через шпиндель.
Типичные детали из нержавейки, которые мы изготавливаем
- Валы насосов, фланцы, муфты
- Штуцеры, ниппели, фитинги
- Корпуса клапанов и запорной арматуры
- Детали пищевого оборудования (бункеры, шнеки, мешалки)
- Хирургические инструменты и имплантаты
- Детали для химических реакторов
- Оси, втулки, направляющие для морского применения
Чистота поверхности при точении нержавейки
При правильных режимах токарная обработка нержавейки даёт шероховатость поверхности Ra 0,8–3,2. Для изделий с требованием Ra 0,4 и ниже применяется дополнительная финишная обработка: шлифование или полировка.
Для медицинских применений мы также можем выполнить электрополировку — она убирает микронеровности, создаёт зеркальный блеск и улучшает коррозионную стойкость поверхности.
Как оформить заказ
Пришлите чертёж или 3D-модель на info@metallobrabotka.com с указанием марки нержавейки, требуемых допусков и тиража. Подробнее об услуге — на странице токарная обработка на ЧПУ.