為了改變鋼材的特性,方便加工喝提高成品的強度或硬度,通常在CNC加工前后對鋼材工件進行處理,以下是三種常見的鋼材加工技術。
01. 熱處理
熱處理是指涉及操縱鋼的溫度,以改變其特性的過程。
退火,降低硬度和增加延展性,使鋼材更容易加工。退火操作流程:先將鋼材慢慢加熱到所需的溫度;接著持續(xù)一段時間;最后,鋼材在爐子里慢慢冷卻。所需的溫度和持續(xù)的時間需要根據(jù)鋼材的類型來確定,鋼材的碳含量對溫度和時間也有影響。
正火,可以減少鋼材內部的應力,提升韌性,同時獲得比退火鋼更高的強度和硬度。正火操作流程:先將鋼材加熱到一個比較高的溫度;接著保溫一段時間;最后將鋼材拿出爐子,在空氣中冷卻。
淬火,可以讓鋼材硬化,增加強度,但會讓鋼材變脆。淬火操作流程:首先慢慢將鋼材加熱至高溫狀態(tài);接著保持一段時間;最后將鋼材浸入水、油或鹽水中快速冷卻。
回火,可以減少鋼材硬化后的脆性,一般在淬火之后使用?;鼗鸩僮髁鞒蹋菏紫葘摬募訜嶂烈欢囟龋ㄒ话悴怀^710℃);接著保持一段時間;最后讓其緩慢冷卻(也可以快速冷卻)。
02. 沉淀硬化
沉淀硬化增加了鋼的屈服強度,主要區(qū)別在于,沉淀硬化鋼含有銅、鋁、磷和鈦等元素,這些元素不僅增加了鋼的強度,而且還保持了足夠的韌性,因為PH鋼是一種高強度不銹鋼。為了激活沉淀硬化特性,首先對鋼進行溶液處理,然后進行時效硬化。時效硬化過程在較長的時間內對材料進行加熱,產生沉淀物,形成不同大小的固體顆粒--增加材料的強度。
17 - 4 PH(也被稱為630鋼)是一個常見的不銹鋼沉淀硬化等級的例子。這種合金含有17%的鉻,4%的鎳和4%的銅。由于其增加的硬度、強度和高耐腐蝕性,17 - 4 pH值被用于甲板平臺、渦輪機葉片和核廢料桶。
03. 冷加工
這種工藝也可以改變鋼的特性,而不需要施加太多的熱量。例如,冷加工鋼在加工硬化過程中會變得更強。當金屬發(fā)生塑性變形時就會發(fā)生加工硬化。這可以是敲打、軋制或拉制的金屬。如果切削工具或工件是熱的,加工過程中也會被有意硬化。冷加工還可以改善鋼的可加工性。
鋼結構設計問題。
在設計鋼制零件時,重要的是要牢記材料的獨特屬性。適合您的應用的功能可能需要一些額外的制造設計 (DFM) 考慮因素。
由于材料的硬度,機加工鋼比鋁或黃銅等其他軟材料更長,您可以通過降低主軸轉速和提高進給速度來保護零件和工具。
在決定使用哪種鋼材時,不僅要考慮硬度和強度,還要考慮可加工性的差異。例如,不銹鋼的加工時間大約是碳鋼的兩倍。在決定不同的牌號時,有必要考慮哪些性能最重要,哪些鋼合金很容易獲得。常見等級如 304 或不銹鋼 316 有更廣泛的庫存尺寸可供選擇,并且需要更少的時間來尋找和采購。