Ez a cikk mindent tartalmaz, amiről tudnia kell CNC megmunkálás acél és különféle szempontok a legjobb eredmény elérése érdekében. Az acél ma az egyik legszélesebb körben használt fém a világon. Az acél egy vasötvözet, amelyben a szén és egyéb elemek hozzáadásával meghatározzák az acél specifikus ötvözetét és tulajdonságait. A széntartalom körülbelül 1–2%, és egyéb ötvözőelemek közé tartozik a mangán, a szilícium, a foszfor, a kén és az oxigén. Például a szén növeli az acél keménységét és szilárdságát; A mangán általában azért van jelen, hogy csökkentse az acél ridegségét és növelje szilárdságát.
Az acél és az alumínium gyakran a választott anyagok a nagy teljesítményű, tartós alkatrészeket igénylő iparágakban, például az autóiparban, a repülőgépiparban és a robotikában. Az acél és az alumínium azonban teljesen eltérő fizikai tulajdonságokkal és költségekkel rendelkezik, ezért fontos meghatározni, hogy melyik anyag a jobb az egyedi alkatrészekhez. Az egyik ilyen meghatározó tényező gyakran a gyártás módja, és az egyedi fémalkatrészek választási folyamata általában a CNC megmunkálás. Fémalkatrészek CNC megmunkálásakor van néhány kulcsfontosságú oka annak, hogy az acél megfelelőbb anyagválasztás lehet, mint az alumínium. Míg az alumínium nagyon könnyű, az acél erősebb. Ráadásul az alumínium drágább lehet, mint az acél. Az acél könnyen megmunkálható és hegeszthető, így jó egyensúlyt biztosít a költségek és a funkcionalitás között. Az acél azonban nem mentes a hátrányaitól. Az acél idővel oxidálódik, és a védelem érdekében felületkezelést igényel. Ezért fontos, hogy gondosan értékelje a különböző acélokat, valamint azok előnyeit és korlátait az anyagválasztási folyamat során. A Rapid Manufacturing csapatának ismernie kell az egyes acélokat, hogy kiválaszthassa a legjobb acéltípust az ügyfél CNC projektjéhez.
CNC megmunkálási acéltípusok
Amint azt már Ön is tudja, az acél alkatrészek CNC megmunkálása nagyon sokoldalú módszer. Mindazonáltal felmerülhet a kérdés, hogy melyik acéltípus a legjobb a projektjéhez, és hogyan állapíthatja meg, hogy a megfelelőt választotta-e. A CNC megmunkálású acélalkatrészek tulajdonságai, amelyeket figyelembe kell vennie a 10 legjobb CNC megmunkálási acéltípusunkkal együtt, hogy kiváló választást biztosíthasson következő CNC projektjéhez a legjobb eredmény érdekében. Az AN-Prototype a különböző acélanyagok jellemzőit foglalja össze az acél CNC megmunkálásában szerzett több éves tapasztalat alapján.
4140 acél
A 4140 acél egy gyengén ötvözött acél, amely kevés krómot, molibdént és mangánt tartalmaz. Ezek az ötvöző elemek növelik az acélminőség szilárdságát, hajlékonyságát és szívósságát. Ezenkívül a hozzáadott krómtartalom a 4140 acélt ellenállóbbá teszi a korrózióval szemben. Ezért a 4140-es acélt számos iparágban használják jó megmunkálhatósága és kopásállósága miatt. A 4140-es acél azonban nem a legkönnyebben hegeszthető, és elő- és utóhőkezelést igényelhet. A 4140 acél gyakran megtalálható a tengelykapcsolókban, orsókban, csavarokban, anyákban és autóalkatrészekben használt CNC acél alkatrészekben.
4140 acél Mechanikai tulajdonságok
- Szakítószilárdság (MPa): 655
- Nyírási modulus (GPa): 80
- Szakadási nyúlás (%): 19
- Keménység (Brinell): 197
- Sűrűség (g cm-3): 7.87
Acél 4140 PH
A Steel 4140 PH a szabványos 4140 acél előedzett változata, kiváló mechanikai szilárdsági és keménységi tulajdonságokkal. Előkeményítése kiküszöböli a CNC megmunkálás utáni hőkezelés szükségességét. A 4140 PH acél ideális, ha a hőkezelés elfogadhatatlan deformációt okozna a kész alkatrészen. A tipikus alkalmazások közé tartoznak a tengelyek, tüskék és matricák.
4140 PH acél mechanikai tulajdonságok
- Szakítószilárdság: 1241
- Nyírási modulus (GPa):80
- Szakadási nyúlás (%):14
- Keménység (Brinell): 429
- Sűrűség (g/cm^3):7.8
4130 acél
Más acélokhoz képest a 4130 acél több ötvözött elemet tartalmaz, beleértve a vasat, szenet, krómot, mangánt, molibdént, foszfort, szilíciumot és ként. Ezek az ötvöző elemek határozzák meg a 4130-as acél szívósságát, CNC megmunkálhatóságát és termikus kompatibilitását. Nagy igénybevételnek ellenálló képessége miatt a 4130-as acélt gyakran használják a különböző építőiparban. Ezenkívül a 4130-as acélt a repülőgépek motortartóiban is használják. A gyorsépítők gyakran előnyben részesítik a 4130-as acélt a repülőgépipari minőségű acéllal szemben, mert olcsóbb és ugyanolyan hatékony.
Bár könnyen hőkezelhető, a 4130-as acélt nem könnyű hegeszteni.
4130 acél mechanikai tulajdonságai
- Szakítószilárdság (MPa): 460
- Nyírási modulus (GPa): 80
- Szakadási nyúlás (%): 20
- Keménység (Brinell): 217
- Sűrűség (g cm-3): 7.87
1018 acél
Az 1018-as acélt általában alacsony széntartalmú acélnak tekintik, ötvözőelemei közé tartozik a vas, a szén, a mangán, a foszfor és a kén. A CNC-megmunkálás 1018-as acél legnagyobb előnye a magas hegeszthetőség, így ez az alapértelmezett választás a CNC acél alkatrészek karburálására. Vegye figyelembe azonban, hogy a hegesztés csak karburálás után javasolt. Amellett, hogy nagyon könnyen hegeszthető, az 1018-as acél kiváló megmunkálhatósággal is rendelkezik. Ez az alapja a precíziós CNC megmunkálási eljárásokban való használatának, mint például acél CNC esztergálás és CNC marás. Általában az 1018-as acélt gyakran alkalmazzák kötőrudakra, tüskékre, tengelyekre és sok más formaelemre.
Az 1018-as acél fő hátránya, hogy sok befejező eljárással nem kompatibilis és viszonylag drága.
1018 acél mechanikai tulajdonságai
- Szakítószilárdság (MPa): 310
- Nyírási modulus (GPa): 78
- Szakadási nyúlás (%): 15
- Keménység (Brinell): 131
- Sűrűség (g cm-3): 7.87
1045 acél
Az 1045 acél közepes széntartalmú acél, amelynek ötvözőelemei vas, szén, szilícium, mangán, kén vagy foszfor. Az 1045 acél az egyik legsokoldalúbb acélminőség, amelyet a gyorsgyártók használnak CNC acél alkatrészek megmunkálására. Az 1045 acél erős és szívós, ami indokolja a használatát számos CNC acélmegmunkálási projektben, ahol a vízállóság kritikus fontosságú. Ezenkívül az 1045 acél megmunkálható és hegeszthető, mindkettő fontos szempont a gyártók számára az acél megmunkálásakor. Az 1045-ös acélhoz való alkalmazások közé tartoznak a csavarok, fogaskerekek, tengelyek és csapok. Bár az 1045-ös acél viszonylag erős, nem ajánlott nagyon erős alkalmazásokhoz, mivel csak mérsékelt szakítószilárdsága és edzhetősége.
1045 acél mechanikai tulajdonságai
- Szakítószilárdság (MPa): 450
- Nyírási modulus (GPa): 60
- Szakadási nyúlás (%): 12
- Keménység (Brinell): 170
- Sűrűség (g cm-3): 7.87
1215 acél
Az 1215 acél ötvözőelemei vasat, szenet, mangánt, foszfort és ként tartalmaznak. Viszonylag magas kéntartalma miatt az 1215-ös acél könnyen vágható CNC-acélnak számít. Az 1215 acél kis forgácsokat képez a CNC megmunkálás során, ami nagyobb megmunkálási sebességet tesz lehetővé, és elkerüli a gépben való összegabalyodást. Az 1215-ös acél azonban nem nagyon hegeszthető. Ezenkívül viszonylag alacsony széntartalma miatt nem olyan erős, mint a többi acél. Az iparban az 1215 acél csapok, csapok, csavarok, csatlakozók és tömlőszerelvények gyártására alkalmas.
1215 acél mechanikai tulajdonságai
- Szakítószilárdság (MPa): 415
- Nyírási modulus (GPa): 80
- Szakadási nyúlás (%): 10
- Keménység (Brinell): 167
- Sűrűség (g cm-3): 7.87
A36 acél
Az A36 acél olcsó és könnyen hegeszthető, ezért nagyon elterjedt lágyacél. Az A36-os acélt általában szerkezeti támasztékokhoz használt alkatrészek gyártására használják.
A36 acél tulajdonságai
- Szakítószilárdság: 250
- Nyírási modulus (GPa):79.3
- Szakadási nyúlás (%):20
- Keménység (Brinell): 119
- Sűrűség (g/cm^3):7.85
A2-es szerszámacél
Az A2-es szerszámacél légkeményítő hidegen megmunkált acél, jó kopásállósággal és minimális deformációval a hőkezelés vagy edzés során. Más típusú szerszámacélokhoz képest az A2-es acélok viszonylag könnyen megmunkálhatók CNC-vel. Az A2-es szerszámacél az egyik leggyakrabban használt acélminőség szerszámok, például lyukasztók, vágó- és alakítószerszámok, nyírókések és szerszámok készítéséhez.
A2-es szerszámacél mechanikai tulajdonságai
- Szakítószilárdság: 415
- Nyírási modulus (GPa):78
- Szakadási nyúlás (%):21
- Keménység: 57-62 HRC
- Sűrűség (g/cm^3):7.86
O1 szerszámacél
Az O1 acél olajban edzett hidegen megmunkált acél. Erős kopásállóság és az éles szélek megtartásának képessége jellemzi. Az O1 szerszámacélokat általában lyukasztó-, vágó- és sajtolószerszámok, valamint pengék és egyéb vágószerszámok gyártásához használják.
O1 szerszámacél mechanikai tulajdonságai
- Szakítószilárdság: 400
- Nyírási modulus (GPa):77
- Szakadási nyúlás (%):20
- Keménység: 63-65 HRC
- Sűrűség (g/cm^3):7.83
A CNC acélalkatrészek megmunkálásának előnyei és kihívásai
Az acél alkatrészek CNC megmunkálása sok tapasztalatot és készségeket igényel, hogy minden alkalommal megbízható eredményeket érjen el. Az acél alkatrészek használatából származó előnyök gyakran felülmúlják a CNC megmunkálás kihívásait.
A CNC megmunkálási acél előnyei
Manapság a legtöbb CNC megmunkálású acél alkatrész jól megmunkálható, azaz könnyen vágható vagy alakítható jó eredmény érdekében. Az olyan tényezők, mint a keménység, az energia és a nyírófeszültség befolyásolhatják az acél CNC megmunkálhatóságát. Az acélból készült CNC megmunkáló gépalkatrészek másik előnye, hogy a termékek nagyon ellenállnak a korróziónak és a kopásnak. Ezenkívül a CNC megmunkálású acél alkatrészek gyakran kompatibilisek számos felületkezeléssel.
A CNC acélmegmunkálás kihívásai
Az acél alkatrészek számos előnye ellenére még mindig vannak kihívások az acél alkatrészek CNC megmunkálása során. Egyrészt nem minden acél alkatrész könnyen megmunkálható CNC-vel. Ezért ez azt jelenti, hogy bonyolult geometriájú CNC projektekhez nehéz lehet bizonyos acélminőségeket használni. Ezenkívül a különböző acélminőségek eltérő hőérzékenységgel rendelkeznek. Egyes acélminőségek nem alkalmasak nagy hőhatásnak kitett CNC-acél alkatrészekhez, mert megolvadhatnak és deformálódhatnak.
Acél kezelés
Az acél néhány leghasznosabb tulajdonsága a további kezelésből és megmunkálásból származik. Ezeket a módszereket a CNC megmunkálás előtt lehet elvégezni, hogy megváltoztassák a tulajdonságokat és megkönnyítsék az acél megmunkálását. Ne feledje, hogy az anyag CNC megmunkálás előtti edzése megnöveli a megmunkálási időt és növeli a szerszámkopás esélyét. Az acél CNC megmunkálás után is kezelhető a késztermék szilárdságának vagy keménységének növelése érdekében. Ennek ellenére fontos előre átgondolni minden tervezett kezelést, amelyet alkalmaznia kell az acélalkatrészek kezeléséhez szükséges tulajdonságok eléréséhez.
Hőkezelés
A hőkezelés több különböző folyamatra utal, amelyek magukban foglalják az acél hőmérsékletének szabályozását az anyag tulajdonságainak megváltoztatása érdekében. Példa erre az izzítás, amelyet az acél keménységének csökkentésére és a hajlékonyság növelésére használnak, így az acél könnyebben megmunkálható. Az izzítási folyamat lassan felmelegíti az acélt a kívánt hőmérsékletre, és egy ideig ott tartja. A szükséges idő és hőmérséklet az adott acélötvözettől függ, és a széntartalom növekedésével csökken. Végül a fémet lassan lehűtik egy kemencében vagy szigeteléssel veszik körül.
Normalizáló hőkezelés enyhíti az acél belső feszültségét, miközben megőrzi a nagyobb szilárdságot és keménységet, mint az izzított acél. A normalizálás során az acélt magas hőmérsékletre hevítik, majd levegőhűtik a nagyobb keménység elérése érdekében.
Edző acél egy másik hőkezelési eljárás, amely megkeményíti az acélt és növeli a szilárdságot, de törékennyé is teszi az anyagot. Az edzési folyamat során az acélt lassan felmelegítik, magas hőmérsékleten áztatják, majd gyorsan lehűtik folyadékba, például vízbe, olajba vagy sóoldatba merítve.
Temperáló hőkezelés eljárás az edzett acél által okozott ridegség egy részének enyhítésére. Az acél temperálása szinte teljesen megegyezik a normalizálással: lassan melegítjük a kiválasztott hőmérsékletre, majd levegővel hűtjük az acélt. A különbség az, hogy az edzési hőmérséklet alacsonyabb, mint más eljárásoknál, ami csökkenti az edzett acél ridegségét és keménységét.
Csapadék keményedés
Csapadék keményedés növeli az acél folyáshatárát. Egyes rozsdamentes acélfajták jelölése tartalmazhat PH-t, ami azt jelenti, hogy csapadékos keményedési tulajdonságokkal rendelkeznek. A fő különbség a csapadékedzésű acélok között, hogy további elemeket tartalmaznak: rezet, alumíniumot, foszfort vagy titánt stb. A csapadékedzési tulajdonságok aktiválásához az acélt végleges alakjára formálják, majd öregedési folyamaton mennek keresztül. Az öregedő edzés során az anyagot hosszabb ideig felmelegítik, aminek következtében a hozzáadott elemek kicsapódnak, különböző méretű szilárd részecskéket képezve, ami növeli az anyag szilárdságát.
A 17-4PH (más néven 630-as acél) a csapadékban keményedő rozsdamentes acél gyakori példája. Az ötvözet 17% krómot, 4% nikkelt és 4% rezet tartalmaz, hogy segítse a csapadékos keményedést. A megnövekedett keménység, szilárdság és magas korrózióállóság miatt.
Hideg munkavégzés
Az acél tulajdonságai nagy mennyiségű hő alkalmazása nélkül is megváltoztathatók. Például a hidegen megmunkált acélokat keményítési eljárással erősítik. A munkakeményedés akkor következik be, amikor a fémek képlékeny deformáción mennek keresztül. Ez történhet szándékosan a fém kalapálásával, hengerlésével vagy húzásával. A megmunkálás során véletlenül is előfordulhat munkakeményedés, ha a vágószerszám vagy a munkadarab túlságosan felforrósodik. A hidegmegmunkálás az acél CNC megmunkálhatóságát is javítja. Az enyhe acél nagyon alkalmas hidegmegmunkálásra.
Felületkezelési lehetőségek CNC-megmunkálású acélalkatrészekhez
A felületkezelés az acél alkatrészek CNC megmunkálás utáni felületkezelési folyamata, melynek célja az acél alkatrészek funkciójának és esztétikájának javítása. Az acél alkatrészekre a következő általános felületkezelések érvényesek.
Nikkelezés: A szénacél alkatrészek egyenletesen bevonhatók nikkellel a korrózió- és kopásállóságuk javítása érdekében. Az eljárás során 0.1 mm vastag nikkelréteg kerül az alkatrész felületére.
Púderfesték: A porbevonat erős felületkezelést biztosít, és jellemzően 0.006 hüvelyk (0.1524 mm) és 0.012 hüvelyk (0.3048 mm) közötti vastagságú. Mivel az acél alkatrészek hajlamosak a rozsdásodásra, a porbevonat késlelteti a rozsdát.
Karburálás: Egyes acélok jelentősen javíthatók karburizálással, amely további szén injektálása a felületbe, növelve az acél alkatrészek keménységét és kopásállóságát.
Őrlés:A precíziós köszörülés segíti az acél alkatrészek simább felületét és kiküszöböli a szabálytalanságokat. A sebességgyártók ehhez csiszolókorongokat használnak.
Az AN-Prototype CNC acélmegmunkáló szolgáltatásai
A CNC acél alkatrészek manapság számos iparágban elterjedtek. Az acél CNC megmunkálása előtt egy gyorsgyártónak meg kell határoznia a legjobb acélminőséget. Ez magában foglalja a különböző acélminőségi tulajdonságok értékelését a CNC projekt igényeihez képest. Ha minden tényezőt figyelembe veszünk, a minőségi CNC megmunkálási szolgáltatások rendkívül fontosak.
Az AN-Prototype cégnél elkötelezett CNC-megmunkáló acélspecialisták vannak, akik az összes acél-CNC-megmunkálási szolgáltatást el tudják látni. Garantáljuk a projektelemek pontosságát, minőségét és gazdaságosságát. Konkrétan CNC acélmarást, esztergálást, köszörülést, szikraforgácsolást és huzal szikraforgácsolást végzünk. Töltsd fel CAD-fájlodat most, hogy személyes támogatást kaphass, és 12 órán belül visszajelezhess.