O aço vem de várias formas: várias formas geométricas de placas de metal, placas, barras e vigas, tubos e, claro, matérias -primas sólidas usadas na usinagem CNC de aço. O aço é usado em tantas aplicações e muitas indústrias, por isso faz sentido ter muitos tipos diferentes de aço. Mas qual é a diferença entre aço inoxidável e aço com baixo teor de carbono? Usinagem gratuita e aço de ferramentas? Neste artigo, você aprenderá sobre muitos tipos de aço processado e como os tipos de aço de processo CNC com sucesso.
O que é aço?
O aço é um termo amplo para ligas de ferro e carbono. O teor de carbono (0,05% a 2% em peso) e a adição de outros elementos determinam a liga específica do aço e suas propriedades do material. Outros elementos de liga incluem manganês, silício, fósforo, enxofre e oxigênio. O carbono aumenta a dureza do aço ao mesmo tempo, outros elementos podem ser adicionados para melhorar a resistência à corrosão ou a trabalhabilidade. O conteúdo do manganês é geralmente maior (pelo menos 0,30% a 1,5%) para reduzir a fragilidade do aço e aumentar sua força.
A força e a dureza do aço são uma de suas características mais populares. É que torna o aço adequado para aplicações de construção e transporte, porque esse material pode ser usado por um longo tempo sob cargas pesadas e repetidas. Algumas ligas de aço, ou seja, variedades de aço inoxidável, são resistentes à corrosão, o que as torna a melhor opção para peças que funcionam em ambientes extremos.
No entanto, essa força e dureza também estenderão o tempo de usinagem e aumentarão o desgaste da ferramenta. O aço é um material de alta densidade, o que o torna muito pesado para determinadas aplicações. No entanto, o aço possui uma alta relação resistência / peso, e é por isso que é um dos metais mais usados na fabricação. Em nosso processo de fabricação, geralmente usamos o aço inoxidável da matéria -prima como
Acessórios de metal peças de fundição.
Tipo de aço
Vamos discutir muitos tipos de aço. Como aço, o carbono deve ser adicionado ao ferro. No entanto, o conteúdo do carbono varia, levando a grandes mudanças em seu desempenho. O aço carbono geralmente se refere a aço que não seja o aço inoxidável e é identificado pelo grau de aço de 4 dígitos, mais amplamente falando, é aço de baixo carbono, aço de carbono médio ou aço de alto carbono.
Aço baixo de carbono: teor de carbono menor que 0,30% (em peso)
Aço de carbono médio: 0,3-0,5% de teor de carbono
Aço de alto carbono: 0,6% e acima
Os principais elementos de liga de aço são representados pelo primeiro número na nota de quatro dígitos. Por exemplo, qualquer aço 1xxx, como 1018, terá carbono como o principal elemento de liga. O aço 1018 contém 0,14-0,20% de carbono e pequenas quantidades de fósforo, enxofre e manganês. Essa liga de uso geral é comumente usada para usinar juntas, eixos, engrenagens e pinos.
O aço carbono de grau de fácil processo sofre tratamentos re-fosfatores e re-fosfatores para quebrar os chips em pedaços menores. Isso impede que chips longos ou grandes sejam enredados com a ferramenta durante o corte. O aço mágico pode acelerar o tempo de processamento, mas pode reduzir a ductilidade e o impacto.
Aço inoxidável
O aço inoxidável contém carbono, mas também contém cerca de 11% de cromo, o que aumenta a resistência à corrosão do material. Mais cromo significa menos ferrugem! A adição de níquel também pode melhorar a resistência à ferrugem e a resistência à tração. Além disso, o aço inoxidável possui boa resistência ao calor e é adequado para aplicações aeroespaciais e outras em ambientes extremos.
De acordo com a estrutura cristalina do metal, o aço inoxidável pode ser dividido em cinco tipos. Os cinco tipos são austenita, ferrita, martensita, duplex e endurecimento da precipitação. Os graus de aço inoxidável são identificados por três dígitos em vez de quatro dígitos. O primeiro número representa a estrutura cristalina e os principais elementos de liga.
Por exemplo, o aço inoxidável da série 300 é uma liga austenítica de cromo-níquel. 304 O aço inoxidável é o grau mais comum, também conhecido como 18/8 porque seu teor de cromo é de 18% e o conteúdo de níquel é de 8%. 303 O aço inoxidável é uma versão de usinagem gratuita de 304 aço inoxidável. A adição de enxofre reduz sua resistência à corrosão; portanto, o aço inoxidável tipo 303 é mais propenso à ferrugem do que o tipo 304.
O aço inoxidável pode ser usado em uma ampla gama de indústrias. O aço inoxidável tipo 316 pode ser usado para equipamentos médicos, como peças de válvulas em máquinas e tubulações, após o processamento adequado. 316 O aço inoxidável também é usado para usinar porcas e parafusos, muitos dos quais são usados nas indústrias aeroespaciais e automotivas. 303 O aço inoxidável é usado para engrenagens, eixos e outras peças necessárias para aviões e automóveis.
Aço da ferramenta
O aço da ferramenta é usado para fabricar ferramentas para vários processos de fabricação, incluindo fundição de matriz, moldagem por injeção, estampagem e corte. Existem muitas ligas de aço de ferramentas diferentes que podem ser usadas para aplicações diferentes, mas todas são conhecidas por sua dureza. Cada um deles pode suportar o desgaste de vários usos (o molde de aço usado para moldagem por injeção pode suportar um milhão de vezes ou mais do material) e tem resistência a alta temperatura.
Uma aplicação comum do aço da ferramenta são os moldes de injeção, que são processados pelo CNC de aço endurecido para produzir peças de produção da mais alta qualidade. O aço H13 é geralmente selecionado devido à sua boa fadiga térmica-sua força e dureza podem suportar a exposição a longo prazo a temperaturas extremas. O molde H13 é muito adequado para materiais avançados de moldagem por injeção com alta temperatura de fusão, porque fornece uma vida útil mais longa do que outros aços-500.000 a 1 milhão de vezes. Ao mesmo tempo, o S136 é de aço inoxidável, com uma vida útil de mais de um milhão de vezes. Este material pode ser polido para o nível mais alto e usado em aplicações especiais, onde é necessária alta clareza óptica.
Processamento de aço
Algumas das propriedades mais úteis do aço vêm de etapas adicionais de processamento e processamento. Esses métodos podem ser realizados antes do processamento para alterar as propriedades do aço e facilitar o processamento do aço. Lembre -se de que endurecer o material antes da usinagem estenderá o tempo de usinagem e aumentará o desgaste da ferramenta, mas o aço pode ser tratado após a usinagem para aumentar a força ou a dureza do produto acabado. Dito isto, é importante pensar à frente de quaisquer tratamentos planejados que você precisa aplicar para alcançar as propriedades necessárias para suas peças.
Tratamento térmico
O tratamento térmico refere -se a vários processos diferentes que envolvem manipular a temperatura do aço para alterar suas propriedades do material. Um exemplo é o recozimento, usado para reduzir a dureza e aumentar a ductilidade, facilitando o processamento do aço. O processo de recozimento aquece lentamente o aço até a temperatura necessária e a mantém por um período de tempo. O tempo e a temperatura necessários dependem da liga específica e diminuem à medida que o teor de carbono aumenta. Finalmente, o metal esfria lentamente no forno ou é cercado por materiais isolantes.
A normalização do tratamento térmico pode eliminar o estresse interno no aço, mantendo maior resistência e dureza do que o aço recozido. Durante o processo de normalização, o aço é aquecido a uma temperatura alta e depois refrigerada ao ar para obter uma dureza mais alta.
O aço endurecido é outro processo de tratamento térmico, você adivinhou, endurece o aço. Também aumentará a força, mas também tornará o material mais quebradiço. O processo de endurecimento envolve aquecendo lentamente o aço, embebendo -o em altas temperaturas e imersa o aço em água, óleo ou uma solução salmoura para resfriamento rápido.
Finalmente, o processo de tratamento térmico de temperamento é usado para reduzir a fragilidade do aço extinto. O aço temperado é quase idêntico à normalização: é lentamente aquecido a uma temperatura selecionada e, em seguida, o aço é refrigerado ao ar. A diferença é que a temperatura de temperamento é menor que outros processos, o que reduz a fragilidade e a dureza do aço temperado.
Endurecimento da precipitação
O endurecimento da precipitação aumenta a força de escoamento do aço. Certos graus de aço inoxidável podem incluir um valor de pH no nome, o que significa que eles têm propriedades de endurecimento da precipitação. A principal diferença entre os aços de endurecimento da precipitação é que eles contêm elementos adicionais: cobre, alumínio, fósforo ou titânio. Existem muitas ligas diferentes aqui. Para ativar as propriedades de endurecimento da precipitação, o aço é formado na forma final e depois submetido a um tratamento de endurecimento por idade. O processo de endurecimento do envelhecimento aquece o material por um longo tempo para precipitar os elementos adicionados e formar partículas sólidas de tamanhos diferentes, aumentando assim a força do material.
17-4ph (também conhecido como aço 630) é um exemplo comum de graus de endurecimento da precipitação para aço inoxidável. A liga contém 17% de cromo e 4% de níquel e 4% de cobre, o que ajuda a endurecer a precipitação. Devido ao aumento da dureza, força e alta resistência à corrosão, 17-4ph é usado para plataformas de convés de helicóptero, lâminas de turbinas e barris de resíduos nucleares.
Trabalho frio
As propriedades do aço também podem ser alteradas sem aplicar muito calor. Por exemplo, o aço trabalhado a frio é fortalecido por meio de um processo de endurecimento do trabalho. Quando o metal é plasticamente deformado, ocorre o endurecimento do trabalho. Isso pode ser conseguido martelando, rolando ou desenhando metal. Durante o processamento, se a ferramenta ou peça de trabalho for superaquecida, o endurecimento do trabalho também ocorrerá inesperadamente. O trabalho frio também pode melhorar a trabalhabilidade do aço. O aço suave é muito adequado para o trabalho frio.
Precauções para design de estrutura de aço
Ao projetar peças de aço, é importante lembrar as características únicas do material. As características que o tornam muito adequado para o seu aplicativo podem exigir uma consideração adicional do projeto para a fabricação (DFM).
Devido à dureza do material, o processamento de aço leva mais tempo do que outros materiais mais macios (como alumínio ou latão). Você precisa usar as configurações corretas da máquina para otimizar a qualidade da usinagem e minimizar o desgaste da ferramenta. Na prática, isso significa velocidades mais lentas do eixo e taxas de alimentação para proteger suas peças e moldes.
Mesmo se você não fizer o processamento, ainda deve avaliar o grau de aço adequado para o seu projeto, não apenas em termos de dureza e força, mas também em consideração das diferenças de trabalhabilidade. Por exemplo, o tempo de processamento do aço inoxidável é aproximadamente o dobro do aço carbono. Ao decidir sobre diferentes graus, você também deve considerar quais atributos são a maior prioridade e quais ligas de aço estão facilmente disponíveis. Notas comumente usadas, como 304 ou 316 aço inoxidável, têm uma ampla gama de tamanhos de estoque para escolher, e leva menos tempo para encontrar e comprar.
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Editar por Rebecca Wang
