Chương 1. thép không gỉ là gì CNC gia công?
Gia công CNC thép không gỉ được coi là một quy trình sản xuất bóc tách, trong đó các máy móc điều khiển bằng máy tính được sử dụng để gia công thép không gỉ.
Đầu tiên, kỹ sư thiết kế mô hình 3D kỹ thuật số. Sau đó, phần mềm CAM được sử dụng để chuyển đổi thiết kế thành mã máy có thể đọc được. Các dụng cụ cắt sau đó được máy tính điều khiển với độ chính xác đến từng micromet. Các lệnh được đưa ra cho máy cũng là kỹ thuật số, do đó các thao tác lặp lại được thực hiện tự động và sự sai lệch thường thấy trong gia công được loại bỏ.
Chương 2. Ba quy trình gia công CNC chính đối với thép không gỉ
Phay CNC
Trong quy trình này, người ta sử dụng dao cắt quay. Các hình dạng phức tạp, rãnh và lỗ được tạo ra trên phôi. Phương pháp này được dùng để gia công các chi tiết không hình trụ.
CNC Turning
Phôi được quay trong khi dụng cụ cắt được giữ cố định. Sau đó, dụng cụ cắt được quay ngược chiều với phôi, và hình dạng cần thiết được tạo ra. Phương pháp gia công này chỉ áp dụng cho các chi tiết hình trụ.
Khoan CNC
Các lỗ được khoan trên phôi. Phương pháp này thường được kết hợp với phay hoặc tiện.
Chương 3. Các loại thép không gỉ dùng cho gia công CNC
Việc lựa chọn mác thép được coi là khía cạnh quan trọng nhất trong bất kỳ quy trình gia công nào, đặc biệt là đối với thép không gỉ.
Có năm loại thép không gỉ khác nhau, và mỗi loại lại có khả năng gia công riêng.
Thép không gỉ Austenitic 3.1
Thép không gỉ austenit được đặc trưng bởi tính chất không nhiễm từ, khả năng tạo hình cao và khả năng chống ăn mòn cao. Khoảng 70% tổng lượng thép không gỉ được sản xuất là thép austenit.
Các nguyên tố hợp kim chính: Crom, niken, mangan, molypden
Thuộc tính chính: khả năng hàn, khả năng tạo hình, khả năng chống ăn mòn
| Lớp | Các ứng dụng được đề nghị | Ghi chú về khả năng gia công |
| 303 | Các bộ phận phức tạp, khối lượng lớn | Việc bổ sung lưu huỳnh giúp gia công dễ dàng hơn; khả năng chống ăn mòn giảm được chấp nhận. |
| 304 / 304L | Linh kiện đa năng | Sự cân bằng tuyệt vời giữa độ bền và khả năng chống ăn mòn; thành phần 18/8 |
| 316 | Môi trường biển và hóa chất | Molypden mang lại khả năng chống ăn mòn rỗ vượt trội. |
| 321H | Các bộ phận động cơ chịu nhiệt độ cao | Việc ổn định bằng titan giúp ngăn ngừa sự kết tủa cacbua. |
| 309S | Tiếp xúc liên tục với nhiệt độ cao | Hàm lượng crom cao giúp chống oxy hóa. |
3.2 Thép không gỉ Ferritic
Tính chất từ tính, kết hợp với độ dẫn nhiệt cao, làm cho thép không gỉ ferrit trở nên hấp dẫn. Không thể áp dụng xử lý nhiệt, do đó độ dẻo dai dự kiến sẽ thấp hơn so với các loại thép austenit. Khả năng gia công tương đối dễ dàng.
Các cấp học phổ biến – 405, 409, 430, 442
Ứng dụng điển hình – Phụ kiện ô tô, phụ tùng hàng hải, các bộ phận trang trí
3.3 Thép không gỉ kép
Sự kết hợp giữa pha austenit và ferrit trong cấu trúc vi mô là đặc trưng của loại thép này. Chúng có độ bền vượt trội và khả năng chống ăn mòn cao.
Các phòng phổ thông – 2205, 2507 (căn hộ hai tầng), 2304
Ứng dụng điển hình – Chế biến hóa chất, xây dựng ngoài khơi, các ứng dụng chịu tải trọng cao
3.4 Thép không gỉ tôi cứng bằng kết tủa và mactenxit
Các loại thép này, được xử lý nhiệt, có độ bền cao và khả năng chống mài mòn cao. Thép PH và thép mactenxit có hàm lượng cacbon thấp và cacbon cao tương ứng. Thép PH có đặc tính làm cứng do kết tủa; khả năng chống ăn mòn không bị suy giảm.
Các loại thép mactenxit – 410, 420, 440A
Điểm PH – 17-4 PH, 17-7 PH, A-286
Ứng dụng điển hình – Dao kéo, van, dụng cụ phẫu thuật, phụ tùng hàng không vũ trụ
Chương 4. Ưu điểm của gia công CNC thép không gỉ
Khả năng chống ăn mòn được đảm bảo. Hàm lượng crom sẽ phản ứng với oxy, và bề mặt sẽ tự phục hồi.
Khả năng sản xuất rất đa dạng. Có nhiều loại có thể gia công được, vì vậy các kỹ sư có thể sử dụng bất cứ loại nào phù hợp nhất.
Có thể đạt được độ bền kéo cao. Các nguyên tố trong hợp kim này, như crom, niken, titan và molypden, mang lại cho loại thép này các đặc tính cơ học cao.
Bề mặt sẽ luôn giữ được vẻ đẹp. Hàm lượng crom cao sẽ giúp nó sáng bóng vĩnh viễn. Không cần mạ.
Khả năng chịu nhiệt độ cực thấp được duy trì. Các loại thép như 304L có đặc tính dẻo dai và bền chắc ở nhiệt độ dưới 0 độ C. Hiện tượng gãy giòn cũng được giảm thiểu.
Chương 5. Những thách thức thường gặp và các giải pháp kỹ thuật
Thử thách 1: Tích tụ nhiệt
Độ dẫn nhiệt thấp là đặc tính của thép không gỉ. Nhiệt bị giữ lại ở vùng cắt. Kết quả là, dụng cụ bị mòn hoặc phôi bị biến dạng trước thời gian dự kiến.
✅ Giải pháp: Nên sử dụng chất làm mát gốc dầu. Ngoài ra, nên sử dụng tốc độ cắt vừa phải và hình dạng dao cắt sắc bén. Ngay khi phát hiện hiện tượng quá nhiệt, cần dừng gia công và để hệ thống nguội trước khi tiến hành kiểm tra.
Thử thách 2: Tạo hình chip
Trong quá trình gia công các chi tiết thép không gỉ bằng máy CNC, phôi vụn dài và dạng sợi được tạo ra. Do đó, có nguy cơ bị vướng vào dụng cụ, ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt và quá nhiệt dụng cụ.
✅ Giải pháp: Nên sử dụng hệ thống làm mát áp suất cao. Ngoài ra, nên sử dụng bộ phận bẻ phôi. Cũng nên sử dụng các dụng cụ có hình dạng sắc bén để hạn chế lượng phôi sinh ra trong quá trình gia công.
Thử thách 3: Rèn luyện thể lực
Trong quá trình gia công các chi tiết thép không gỉ bằng máy CNC, hiện tượng cứng hóa vật liệu xảy ra. Kết quả là, các bước gia công tiếp theo trở nên khó khăn hơn.
✅ Giải pháp: Nên sử dụng phương pháp phay ngược. Ngoài ra, nên duy trì tốc độ tiến dao ổn định. Dao cũng nên tránh ma sát với phôi mà thay vào đó luôn cắt gọt phôi trong suốt quá trình thực hiện.
Thử thách 4: Hao mòn dụng cụ và chi phí
Trong quá trình gia công các chi tiết thép không gỉ bằng máy CNC, cần sử dụng dụng cụ chất lượng cao. Điều này là do độ cứng của thép không gỉ. Do đó, chi phí dụng cụ chắc chắn sẽ cao hơn.
✅ Giải pháp: Lớp phủ và hình dạng của dụng cụ phải phù hợp với loại thép không gỉ. Ngoài ra, cần chú ý đến độ sắc bén của dụng cụ. Các thông số gia công cũng cần được tối ưu hóa và nên sử dụng hệ thống làm mát dụng cụ thích hợp.
[Ngoài ra còn có các biện pháp phòng ngừa lao động khắc nghiệt khác.]
Chương 6. Ứng dụng công nghiệp của Gia công CNC thép không gỉ
Hiện có hơn 150 loại thép không gỉ khác nhau. Do đó, gia công CNC thép không gỉ được sử dụng trong mọi ngành công nghiệp sản xuất.
Công nghiệp ô tô
Các bộ phận như trục, trục truyền động, hệ thống ống xả, linh kiện động cơ và đường ống phanh đều được sản xuất.
Công nghiệp phần cứng
Các loại bản lề, ốc vít, miếng đệm, bánh xe chính xác và giá đỡ được sản xuất.
Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ
Các bộ phận như càng hạ cánh, bạc lót, kẹp và phụ kiện kết cấu được sản xuất.
Công nghiệp biển
Cánh quạt, trục truyền động, phụ kiện giàn khoan và các phụ kiện xuyên thân tàu được sản xuất từ hợp kim chống ăn mòn.
Ngành y tế
Các dụng cụ phẫu thuật, kẹp, thiết bị thắt mạch, ống thông và thiết bị cấy ghép được gia công chính xác từ các hợp kim tương thích sinh học.
Chương 7. Câu hỏi thường gặp
Câu 1: Loại thép không gỉ nào dễ gia công nhất?
A1: Thép không gỉ 303 là loại được chấp nhận là dễ gia công nhất. Lưu huỳnh được thêm vào để tăng cường sự hình thành phoi và giảm lực cắt. Khả năng chống ăn mòn bị ảnh hưởng phần nào. Tuy nhiên, đối với các bộ phận phức tạp trong sản xuất hàng loạt, sự đánh đổi này được coi là đáng giá.
Câu 2: Thép không gỉ có thích hợp cho quá trình xử lý nhiệt sau khi gia công CNC không?
A2: Các loại thép mactenxit và thép tôi cứng bằng kết tủa có thể được xử lý nhiệt. Tuy nhiên, các loại thép austenit và ferrit không thể được xử lý nhiệt. Nếu cần thiết phải xử lý nhiệt sau gia công, nên chọn các loại thép 17-4 PH, 410 và 420.
Câu 3: Tại sao chi phí gia công CNC thép không gỉ lại cao hơn so với gia công CNC nhôm?
A3: Ba yếu tố chính góp phần làm tăng chi phí gia công thép không gỉ so với nhôm. Thứ nhất, cần sử dụng các dụng cụ cắt cao cấp. Thứ hai, phải sử dụng tốc độ chậm hơn. Thứ ba, dụng cụ bị mài mòn nhiều hơn. Ngoài ra, chi phí của hợp kim thép không gỉ cũng cao hơn đáng kể.
Câu 4: Gia công CNC thép không gỉ có phù hợp để sản xuất các thiết bị cấy ghép y tế không?
A4: Có. Thép không gỉ 316L và 17-4 PH thường được sử dụng để sản xuất dụng cụ phẫu thuật và các thiết bị khác.
Câu 5: Làm thế nào để ngăn ngừa hiện tượng cứng hóa vật liệu trong quá trình gia công thép không gỉ?
Hiện tượng cứng hóa phôi được tránh bằng cách duy trì tốc độ tiến dao ổn định, sử dụng dao cắt sắc bén và phay thuận. Quá trình cắt diễn ra liên tục, tuyệt đối tránh ma sát hoặc dừng đột ngột.
Câu 6: Loại dung dịch làm mát nào được khuyến nghị cho gia công CNC thép không gỉ?
Nên sử dụng dung dịch làm mát gốc dầu có đặc tính bôi trơn cao. Chúng có khả năng tản nhiệt và làm sạch phôi vụn rất tốt. Có thể sử dụng dung dịch làm mát hòa tan trong nước, nhưng với độ bôi trơn thấp hơn.
Câu 7: Bề mặt hoàn thiện nào có thể đạt được khi gia công CNC thép không gỉ?
Gia công thép không gỉ mang lại bề mặt hoàn thiện tuyệt vời, với độ nhám bề mặt sau gia công thường đạt từ 32 đến 64 Ra. Có thể đạt được độ nhám bề mặt tốt hơn, lên đến 16 Ra, với các thông số và dụng cụ tối ưu.
Câu 8: Khi nào nên chọn thép không gỉ song pha thay vì thép không gỉ 316?
Các loại thép song pha như 2205 và 2507 nên được sử dụng khi cần độ bền cao hơn hoặc khi cần quan tâm đến hiện tượng nứt do ăn mòn ứng suất. _
Chương 8. Kết luận
Gia công CNC thép không gỉ đòi hỏi sự chú trọng tỉ mỉ đến từng chi tiết trong bốn lĩnh vực quan trọng:
Việc lựa chọn loại thép không gỉ phải phù hợp với yêu cầu và khả năng gia công.
Các thông số gia công CNC thép không gỉ phải được tối ưu hóa cho từng loại thép cần gia công.
Cần phải giải quyết vấn đề quản lý nhiệt và điều khiển chip.
Việc lựa chọn và bảo trì các công cụ chất lượng phải được thực hiện một cách chính xác.
Vai trò của chuyên môn sản xuất là vô cùng quan trọng. Cộng đồng kỹ sư sẽ được hưởng lợi từ sự hợp tác với một công ty có nền tảng vững chắc về gia công cơ khí, cùng với kiến thức chuyên sâu về luyện kim và quy trình chế biến.
Năng lực sản xuất và khả năng công nghệ của Weilong hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu gia công CNC thép không gỉ. Các chi tiết chính xác được cung cấp một cách đáng tin cậy từ khâu kiểm định nguyên mẫu đến sản xuất hàng loạt.
[Liên hệ với đội ngũ kỹ sư của chúng tôi →] để hỗ trợ đánh giá dự án và lựa chọn vật liệu
