Оборудование для обработки нержавеющей стали

Средства для обезжиривания, травления и пассивации нержавеющей стали

  • 1
  • 2
  • 3
  • >
  • >|

Химические продукты для различных видов обработки нержавеющей стали.

Обезжиривание заключается в удалении любых следов жира, смазки, СОЖ и грязи с поверхности металлоконструкций из нержавеющей стали, прежде чем отправлять их на дальнейшую обработку: сварку, термообработку, покраску поверхности и так далее. Важно удалить следы жира и грязи, так как присутствие органических молекул, состоящих в основном из углерода, может привести к опасному действию — возможно, что молекулы углерода проникнут в материал матрицы во время термообработки, вызывая эстетическую повреждение предмета и, главным образом, локальное ухудшение его характеристик. Обогащение углеродом может отрицательно повлиять на механические свойства изделия, путем процессов упрочнения и охрупчивания, но особенно уменьшает его устойчивость к коррозии.

Обезжиривание является основополагающим для предотвращения возможных коррозионных проблем или образования пятен во время травления, полировки, шлифования. Фактически, жировые и масляные остатки могут изменять эффективность травильной ванны. Обезжиривание можно проводить с помощью органических растворителей, используя химический принцип «аналогичный растворяет аналогичный» или с щелочными растворителями или кислотами на водной основе. Во втором случае действие происходит на гидрофильной части соединения.

Травление подразумевает под собой химическую операцию, направленную на удаление и растворение поверхностных оксидов, таких как, например, сварочные оксиды (цвета побежалости) или ржавчина, а также различные шлаки.

Этот химический процесс в большинстве случаев проводится методом погружения в травильные ванны с помощью сильных неорганических кислот (серной кислоты, азотной кислоты). Травильные ванны обычно покрываются антацидным материалом, устойчивым к типу используемого соединения. Кроме того, травление позволяет удалить слой стали, обедненный хромом, из-за изменений в материале, произошедшем во время обработки (хромированный обедненный слой). Сварочные работы и термическая обработка истощают легирующий пассивный слой стали до такой степени, что она подпадает под эталонный стандарт 12%, при этом материал теряет свои антикоррозионные свойства. Обработка травлением действует химически, но также и механически в результате образования пузырьков водорода во время процесса, которые действуют на оксиды железа.

Пассивация — очень важный этап обработки нержавеющей стали, так как позволяет вернуть металлоконструкциям ее первоначальных антикоррозионных свойств и следовательно, продлить «жизнь металлоконструкций». Погружение в пассивирующие ванны позволяет удалить возможные остатки железа, появившихся из-за предыдущей обработки. Вот почему пассивацию часто называют «дезактивацией». Легированные сплавы с высоким содержанием хрома, такие как нержавеющие стали, используются почти исключительно для применения в условиях с агрессивными средами. Эти стали были в основном выбраны из-за их способности противостоять коррозии. Эта возможность, противостоять ржавчине, возникает из единственной и несравнимой поверхности сплава. Поверхность, подверженная коррозионной среде, покрыта слоем пассивной пленки, который просто состоит из оксида хрома, который, в свою очередь, является составной частью сплава.

Обработка нержавейки – все популярные методики

Травление нержавеющей стали, а также другие виды ее обработки придают изделиям из нержавейки привлекательный вид и улучшают их качество. За счет этого они могут использоваться и в быту, и в строительной сфере, и в разнообразных промышленных отраслях.

1 Сатинирование нержавейки – популярный метод обработки

Нержавеющая сталь часто применяется для изготовления промышленных конструкторских изделий и всевозможных элементов декора. Такие детали в большинстве случаев подвергаются сатинированию (полированию, шлифованию). Этот вид обработки считается достаточно практичным и при этом гарантирующим высокий результат. Поверхность изделий из нержавейки после проведения операции приобретает «атласный» вид.

Шлифование позволяет замаскировать практически любые дефекты, имеющиеся на конструкциях из нержавеющей стали, делая изъяны малозаметными.

Сатинирование материала может выполняться пневматическими приспособлениями либо вручную. В первом случае используются следующие инструменты:

  • шлифовальные ленты;
  • ленточный пневмонапильник;
  • барабанно-ленточная шлифмашинка.

Вручную полирование выполняется при помощи шлифовальных листов и специального шлифка.

На крупных производствах шлифование почти всегда производится посредством специальных агрегатов. А частные мастерские при изготовлении изделий и конструкций из нержавейки используют шлифок. Обработка стали с его помощью выглядит так:

  1. С поверхности изделия удаляют прижоги и сварной шов.
  2. Разметывают стыковочные риски на конструкции специальной защитной лентой, сделанной из алюминия. Ее необходимо наклеить на полируемую деталь в 2–3 слоя.
  3. Затем осуществляется обработка части изделия ручным шлифком посредством движений возвратно-поступательного характера. Обратите внимание! Нельзя чересчур сильно давить на шлифок.
  4. После того как обработка одной части детали завершается, на нее размещается алюминиевая лента. После этого шлифуется соседняя зона.

Шлифовальные листы используются в ситуациях, когда применение шлифка является нецелесообразным, а также при необходимости восстановления поврежденной при сатинировании поверхности. В этом случае следует правильно подобрать зернистость инструмента. Делается это, как правило, на черновой детали.

2 Травление – отлично скрывает следы после сварки нержавейки

Травильная процедура нержавейки также выполняется достаточно часто. Ее используют после термообработки, холодной и горячей деформации стали. Эта операция удаляет дефекты, образующиеся на поверхности нержавейки при разных видах термообработки и применения сварочного аппарата. Травление убирает следы окалины и цвет побежалости. Кроме того, оно способствует обновлению на стальных изделиях пассивного слоя, защищающего металл от негативного воздействия повышенных температур.

В промышленных условиях травление осуществляется с помощью расплавленных щелочных составов либо растворов (водных) кислот без воздействия электролиза или с таковым. Если используется кислота, операция производится в два этапа. Сначала нержавейку помещают в ванну с сернокислым раствором, затем – в азотнокислую среду. Щелочное травление подразумевает обработку стали расплавом каустической соды. Она не изменяет структуру металла и при этом отлично разрушает оксидную пленку на его поверхности.

В быту и в небольших частных мастерских травление выполняется с помощью специальных пастоподобных составов. Процедура может осуществляться даже неподготовленным человеком. Травильная паста представляет собой желеобразную прозрачную жидкость. Ее делают из плавиковой и азотной кислоты. В подобных составах отсутствует потенциально небезопасная соляная кислота и вредные для здоровья человека хлориды.

Травильная паста наносится на очищенное изделие (его следует помыть и качественно обезжирить любым подходящим средством) и оставляется на поверхности на определенное время (оно указывается на упаковке). В большинстве случаев обработка нержавейки происходит на протяжении 10–60 минут. После этого травильная паста смывается. Для этих целей используют большое количество обыкновенной воды.

Травильная паста изготавливается разными фирмами. На отечественном рынке популярностью пользуются далее указанные составы:

  • SAROX TS-K 2000 – паста, которую можно использовать на любых нержавеющих поверхностях (в том числе и на вертикальных). Она гарантирует получение привлекательно вида сварного шва и надежную защиту металла от температурных воздействий. Эта травильная паста очищает нержавейку всего за 10 минут.
  • Avesta BlueOne – состав для эффективного восстановления нержавеющих поверхностей, удаления с них следов коррозии и сварочных мероприятий, придания изделиям блеска. Обработка стали такой пастой должна продолжаться около 45 минут. При этом температура окружающей среды не может быть меньше +5°.
  • Stain Clean от ESAB – паста с замечательным травильным эффектом. Ее не требуется каким-либо образом подготавливать, состав готов к использованию прямо из бутылки.
Читайте также  Какая обработка стальных изделий называется улучшением

Важно! Любая паста наносится на очищенную заранее поверхность посредством кислотостойкой кисти и пластиковой лопатки.

3 Воронение и другие способы обработки нержавеющей стали – короткий обзор

Декоративные изделия из нержавейки нередко хромируют, чтобы придать им красивый вид и защитить от износа и коррозии. Хромирование рекомендовано для увеличения стойкости против механических воздействий на трущиеся части машин и различных приборов из нержавеющей стали, на режущий и мерительный инструмент.

Теоретически можно выполнять декоративное хромирование в домашних условиях. Но эта процедура требует от человека определенных знаний и умений. Поэтому лучше доверять хромирование мастерам специализированных центров. Тогда вы получите по-настоящему качественную и красивую поверхность изделий из нержавейки.

Популярно среди бытовых пользователей и воронение (чернение) стали. Эта технология применяется для декоративной отделки нержавеющих поверхностей. Воронение выполняется по трем методикам:

  • кислотной;
  • щелочной;
  • тепловой.

Кислотное воронение выполняется электрохимическим либо химико-физическим способом в растворах кислот, щелочное – в растворах щелочей. При тепловой операции нержавейка обрабатывается в одной из следующих сред:

  • растопленные соли;
  • раствор спирта и аммиака в парообразном виде;
  • в пароперегретой атмосфере.

Тепловое воронение осуществляется при высоких температурах (от 250 до 850 °С) в особых установках. Понятно, что таковые имеются только в специальных мастерских. Именно в них и следует заказывать декоративное воронение изделий из нержавеющей стали, используемых в быту. А вот холодное чернение может выполняться и дома.

Еще один способ обработки нержавейки – ее покраска. Такая операция может производиться порошковыми или жидкими составами. Первые считаются более предпочтительными, так как они обеспечивают получение на поверхности окрашенных изделий высокопрочной пленки, которая защищает металл от химических, температурных, механических и коррозионных воздействий.

Электроплазменная полировка нержавеющей стали.

Электроплазменная полировка считается эффективным и экологически безопасным способом финишной отделки изделий из нержавеющей стали разных марок (на основе никеля и хрома, с присадкой молибдена, кремния). Рекомендована для поверхностей с мелким рельефом или совершенно плоских элементов.

Электроплазменная полировка обеспечивает:

  • нивелирование незначительных дефектов и сглаживание заметных выступов;
  • удаление окалины и следов побежалости;
  • заметное повышение класса чистоты поверхности;
  • идеальную адгезию поверхности с последующими покрытиями;
  • эстетичный внешний вид готовой продукции.

На нашем производстве полировка нержавеющей стали выполняется с помощью установки ЭПП, которая позволяет быстро и безопасно добиться эффектного зеркального блеска. В ходе процесса не используются опасные кислотные соединения, требующие специальной утилизации, очистки стоков (как в примере с электрохимическим способом). Заметно улучшается чистота поверхности готового обработанного изделия.

Для полировки нержавеющей стали мы используем установку ЭПП мощностью 400 кВт и ванну размером 2500х1250х1250 мм.

С помощью нашей ЭПП-установки можно обрабатывать за один цикл до 1м2 площади поверхности металла.

Для эффективной работы установки требуется постоянный контроль концентрации сульфата аммония в воде, а также поддержание постоянной температуры рабочего раствора, не допуская его охлаждения или перегрева более чем на 3 градуса Цельсия.

Обязательно контролируется содержание частиц металлов в растворе – от их концентрации будет зависеть время одной обработки. Например, в нормальных условиях полировка нержавеющей стали выполняется минимум за 2 мин. В концентрированном растворе с большим количеством металлов на обработку требуется от 15 мин., что является не эффективным и не рентабельным.

Имеет значение и количество одновременно погруженных изделий. Если загрузка плотная, то качество полировки существенно снижается: наблюдается неравномерная обработка участков, следы травления, остаточные дефекты на поверхности. Это является следствием затрудненного доступа электролита к металлоизделиям.

Каждый этап электроплазменной полировки нержавеющей стали имеет рекомендованное время выполнения:

  • сама полировка занимает 2-8 минут;
  • на удаление заусенцев с последующей шлифовкой отводится 30-60 сек.;
  • чтобы улучшить качество поверхности на один класс (отполировать шероховатые участки), требуется 75 сек.

Один раствор электролита рассчитан на 900-1000 циклов полировки. Затем ванну с отработанным раствором и высокой концентрацией частиц металлов необходимо слить. В процессе самой работы должно поддерживаться напряжение в пределах 350 В. При таких условиях в зоне расположения анода образуется плазма. А там, где имеются выступы на поверхностях погруженных изделий, концентрируется максимальная напряженность поля электролита. Благодаря этому свойству нивелируются все неровности.

Особенности электроплазменной полировки.

С помощью ЭПП можно не только снять заусенцы и шероховатости с поверхности изделия, но и добиться максимально возможного класса чистоты. После обработки исчезают даже мелкие вкрапления абразивов, удаляется окалина, неровности в зонах сварных швов. Следов побежалости, которые портят эстетичный вид, также не остается.

Благодаря отработанной методике электролитно-плазменное полирование выполняется за несколько минут. Ионно-плазменная полировка считается особенно эффективной по отношению к стальным сплавам с повышенным содержанием хрома — именно этот элемент позволяет добиться красивого зеркального блеска. Также применяется ко всем другим нержавеющим сталям.

Оборудование Электроплазменной полировки.

В комплект оборудования электроплазменной полировки входит:

    • стальная ванна со специальным защитным кожухом и подъемным механизмом; этот слой защищает от паров, а механизм обеспечивает удобное и безопасное погружение металлоизделий;
    • к ванне подключается трансформатор с определенным диапазоном мощности (диапазон подбирается в соответствии с производительностью установки, общей площадью полируемых поверхностей);

  • дополнительно устанавливается стойка с элементом управления и датчиками контроля.

Установка допускает, как механическое, так и автоматическое управление. Обязательно комплектуется защитным реле, которое отключает оборудование в случае перегрева. Электроплазменная полировка нержавейки считается наиболее эффективной и безопасной.

Сама установка подключается к промышленной электросети с напряжением 380 В и стандартной частотой 50 Гц. Трансформатор имеет мощностью 400 кВт, что соответствует размеру погружаемых металлоконструкций. Ванна подключается к трубопроводу с проточной водой и системе подачи сжатого воздуха. Обязательно комплектуется вытяжкой. Вся установка по площади занимает место 10 м2.

  • Под ЭПП не требуется специально заливать фундамент.
  • Само устройство имеет простую систему управления.

Преимущества электроплазменной полировки.

Быстрая и качественная полировка нержавейки до зеркального блеска выполняется электролитическим методом. Этот способ зарекомендовал себя среди производителей запчастей, фурнитуры, разных металлоконструкций, элементов мебели, посуды, техники и другой продукции.
Электроплазменная полировка обеспечивает:

  • подготовку изделий под дальнейшее нанесение декоративно-защитных покрытий;
  • удаление заусенцев после резки металла;
  • притупление и выравнивание сварных швов;
  • аннигиляцию побежалости металла;
  • удаление загрязнений с поверхности металла;
  • снижение степени шероховатости;
  • эффектный блеск.

Электроплазменная полировка предусмотрена для нержавеющих конструкций с разной площадью и формой поверхности. Готовые изделия принимают аккуратный внешний вид, выглядят солидно и всегда заметны на фоне другой продукции. Могут использоваться в помещениях и на открытом воздухе, что также является преимуществом.

Сам процесс ЭПП занимает всего несколько минут. Габаритные изделия и детали допускают обработку в два этапа для получения качественного декоративно-защитного слоя. В таких случаях полировка выполняется по диагонали. Возможна полировка и элементов со сложной формой поверхности – качество обработки не пострадает.

Если использовать электролитический 3%-й раствор на основе сернокислого аммония, можно быстро и качественно полировать столовые приборы. Этот метод подходит для полировки изделий с мелкорельефной поверхностью. Применяются, если нужно придать эстетичный вид нержавеющим поддонам с невысокими бортиками до 3 см. В каждом случае установленная на электроплазменную полировку цена будет невысокой, а качество выполненной отделки – максимальным.

Читайте также  Максимальное содержание углерода в стали

Сравнение электроплазменной и электрохимической полировки.

Применение токсичных компонентов заставили отказаться от электрохимической обработки в пользу электроплазменной. Пары кислот являются разрушающими для оборудования и опасными для обслуживающего персонала. А мелкие риски и заусенцы, которые могут быть на погружаемых деталях, электрохимическая полировка не удаляет. Также требуется специальная утилизация отработанных растворов, которые представляют экологическую опасность для окружающей среды.
В отличие от электрохимической, электроплазменная полировка считается экологически безопасной. В комплектацию установок не входят дополнительные системы очистки, что удешевляет стоимость оборудования и, соответственно, самой услуги. В 2-3 раза сокращается время на обработку, что положительно влияет на производительность. Полировка получается равномерной даже в местах с микрорельефом или на участках с остаточной деформацией, сварными швами.

Электроплазменная полировка нержавеющей стали.

Фрезеровка нержавейки

Нержавеющая сталь была создана в 1913 году. С того времени появились сотни различных марок, отличающиеся химсоставом и физико-механическими свойствами. Во всех них присутствует хром, который и придает устойчивость к коррозии. Есть три основных класса нержавеющей стали:

  • ферритный (08Х13, 12Х13, AISI409, 410)
  • мартенситный (20Х13-40Х13, 95Х18, AISI420, 440С)
  • аустенитный (12Х18Н10Т, 08Х18Н10, AISI321, AISI316)

Самый применяемый — аустенитный:

  • высокопластичный, хорошо деформируется в холодном состоянии
  • отлично сваривается
  • немагнитный
  • хороший внешний вид (отсутствие видимой окисной пленки при длительных атмосферных воздействиях)

Фрезеровка металла этого класса наиболее распространенная.

Ферритный используется реже:

  • пониженная стойкость к ударным нагрузкам
  • склонность к межкристаллитной коррозии
  • снижение прочности в условиях низких температур
  • ферромагнитные свойства нержавеющей стали

Мартенситный при ограниченной коррозионной стойкости дает возможность повысить твердость детали за счет закалки:

  • плохая свариваемость
  • слабые магнитные свойства
  • невысокая пластичность
  • возможность закалки до HRC 50. 52

Фрезерная обработка нержавеющей стали

Все марки этих материалов — труднообрабатываемые. Большое количество хрома (для некоторых также никеля) делает их вязкими, подверженными наклепу. Основные особенности металлообработки (особенно важно для фрезеровки нержавейки на ЧПУ):

  • пониженная стойкость инструмента
  • наростообразование на режущей кромке фрезы (снижение режимов резания, дробление, увеличение шероховатости)
  • сливная стружка (необходимы стружколомы)
  • тщательный контроль охлаждения (возможен термоудар с разрушением режущей кромки)

Производительность фрезерной обработки до 1,5-2 раз ниже обычных сталей и 4-5 раз хуже легких сплавов.

Фрезеровка материала мартенситного класса (40Х13, 95Х18, AISI420) после закалки имеет свои особенности. До значений твердости HRC 40 обрабатываемость находится в приемлемых пределах. Свыше этого порога — только специальными фрезами при минимальных режимах резания.

АО «КоСПАС» имеет тридцатилетний опыт металлообработки. Наши технологи добиваются максимальной производительности при высоком качестве деталей. Это достигается:

  • выбором подходящего инструмента для каждой марки материала
  • назначением оптимальных режимов резания, зависящих от требований точности и шероховатости
  • созданием эффективной программы для станка ЧПУ
  • использованием специальных СОЖ

Наше оборудование

Для крупногабаритных заготовок, предварительной обдирки используются универсальные фрезерные станки. Они дают большую производительность на простых операциях. Сложные поверхности, точные размеры, низкая шероховатость обеспечиваются обработкой на станках с ЧПУ. Фрезеровка нержавеющей стали на ЧПУ позволяет получить качественные, точные, красивые детали.

Наименование Фото Год выпуска
Обрабатывающие центры
Haas VF-2YT, США , FANUC 2012
Haas TM-2P, США , FANUC 2011
Haas SuperMini Mill, США , FANUC 2014
ФС 85 МФ -3, Россия , SIEMENS SINUMERIK 828D 2016
Специальная оснастка для изделий повышенной сложности
Поворотный стол Haas HRT-210 для 4-х осевой обработки 2012
Вакуумный стол компании SHTRAY 2016
Измерительная система Renishaw. 2014

Схема нашей работы

Получаем Вашу
заявку

Согласовываем
технические требования, цену и сроки

Каким резцом обрабатывать нержавейку

Способы улучшения стружкоудаления

Токарная обработка – это процесс, в результате которого образуется длинная витая стружка, накапливание которой затрудняет работу. Для удаления стружки нержавеющих сталей предлагается использовать режущий инструмент с внутренней подачей СОЖ под давлением, что особенно эффективно для высоколегированных сталей. Применение такого инструмента обеспечивает:

  • эффективное охлаждение режущей кромки;
  • ломку стружки на мелкие частицы, облегчающую ее быстрое удаление из зоны реза.

Минусом такого способа является большой расход охлаждающей жидкости. На высокоточных производствах и в военной промышленности применяют самый дорогой и эффективный метод – охлаждение с использованием углекислоты.

Читать также: Регулирование уровня воды в баке

Важную роль в обработке нержавейки на токарном станке играет конструкция стружколома. Специализированный инструмент для коррозионностойких сталей должен иметь положительный внешний угол, который снижает самоупрочнение и нарост металла на режущей кромке.

Токарная обработка нержавеющей стали

Свойства «нержавейки» мало изменяются при повышенных температурах, воздействии агрессивных сред и высоком давлении. По этой причине ее механическая обработка связана с рядом сложностей:

  • Деформационное упрочнение. Во время резания легированная сталь упруго деформируется, затем легко поддается обработке, после чего происходит упрочнение. В результате резание можно осуществить при условии повышения усилия. Наиболее заметно упрочняется высоколегированная сталь.
  • Неравномерное упрочнение. Сталь упрочняется неравномерно во время точения. Это не критично во время обработки небольших деталей, однако, влияет на качество крупных валов и других габаритных деталей.
  • Сложность удаления стружки. Из-за пластичности нержавеющей стали стружка при обработке не обламывается, а завивается в спираль большой длины. Высокая вязкость препятствует простой обработке «нержавейки», так как приводит к накоплению стружки. Для решения проблемы поверхность обрабатывают охлаждающей смазкой и применяют стружколомы.
  • Перегрев рабочего инструмента. Из-за низкой теплопроводности в месте обработки существенно повышается температура, что требует охлаждения особыми жидкостями. Если охлаждение неэффективно, рабочий инструмент приходит в негодность из-за образовавшегося наклепа и деформации в результате перегрева. Как правило, нержавеющую сталь обрабатывают на небольших скоростях.
  • Быстрое стачивание резаков. «Нержавейка» содержит интерметаллические и карбидные соединения, свойства которых из-за высокой твердости аналогичны свойствам абразива. Во время работы резаки постоянно стачиваются и требуют переточки, поскольку трение во время обработки легированной стали намного больше трения при резании углеродистой.

Снижение самоупрочнения при деформации

Наиболее сильно самоупрочнению, усложняющему процессы черновой, получистовой и чистовой обработки, подвергаются стали аустенитного класса. Для минимизации этого фактора рекомендуется применение режущих пластин с острыми кромками и покрытиями, обладающими повышенной износостойкостью.

При необходимости снятия достаточно толстого слоя, требующего нескольких проходов резца, рекомендуется первый проход делать более глубоким. Второй и при необходимости третий снимаемые слои должны быть мельче.

Повышение ресурса режущей пластины

Увеличения срока службы резца можно добиться:

  • острой заточкой кромок;
  • использованием положительного переднего угла;
  • нанесением инновационных покрытий, позволяющих работать на высоких скоростях.

Современные покрытия разделяют на типы:

  • CVD – наносятся методом химического осаждения. Обеспечивают возможность работы на высоких скоростях, но усложняют процесс заточки.
  • PVD – наносятся способом физического осаждения и используются для сталей аустенитного класса. Для них характерны: небольшая толщина, гладкая поверхность, возможность повреждения при повышенных скоростях резания и мощных подачах.

Инновационным вариантом являются покрытия, наносимые методом PremiumTec. Они демонстрируют сочетание высокой стойкости к крошению и гладкой поверхности.

Еще один способ повышения износостойкости резцов – использование кислот в качестве смазки. Однако такой метод применяется редко из-за токсичности и вредного влияния на механизмы токарного станка.

Читайте также  Твердость стали по шкале мооса

Обработка нержавеющей стали на токарном станке

Рабочие процессы в современных установках и агрегатах проходят при значительных нагрузках на все конструктивные элементы. Эксплуатация деталей при высоких скоростях, давлении и температурах приводит к тому, что элементы, выполненные из обычных конструктивных сталей, быстро выходят из строя.

Для работы в таких условиях необходимы особые сплавы, к числу которых относится нержавеющая сталь. Высокая прочность, жаростойкость и хорошие антикоррозийные свойства – основные характеристики нержавейки.

Однако эти свойства сплавов имеют и отрицательные стороны: прочностные характеристики нержавеющей стали не изменяются под воздействием давления и температур, что влечёт за собой сложность механической обработки.

Самоупрочнение нержавеющей стали и выбор режущего инструмента

Самоупрочнение – важнейшая характеристика нержавейки, способная вызвать дополнительные трудности при обработке. Чем сильнее упрочняется материал, тем быстрее изнашивается инструмент. При использовании специальных режущих пластинок эта проблема не так ярко выражена: их рабочие кромки острее обычных, а поверхности изнашиваются дольше.

Минимизировать воздействие самоупрочнения можно путём поэтапного снятия слоёв металла. Наиболее эффективный способ – снятие за два подхода по 3 мм стали. Часто специалисты рекомендуют снимать неодинаковые слои в первом и втором подходе.

Как уже было сказано выше, самоупрочнение приводит к быстрому износу резаков. В целях увеличения эксплуатационного ресурса инструментов разрабатываются специальные формы кромок для нержавейки. Используются два типа режущих инструментов:

  • резцы с покрытой CVD) алмазом;
  • резцы с кромкой, покрытой инструмент с физически охлаждённой кромкой (PVD) алмазом.

Наивысшей износостойкостью отличаются твёрдосплавные резцы с пластинами, покрытыми нитритом бора.

Скорость резания нержавеющей стали устанавливается по такой же методике, что и при обработке обычных конструкционных сплавов. Однако при расчётах необходимо учесть ряд особенностей обработки нержавейки.

Способы оптимизации процесса обработки нержавейки

В производственных условиях применяется ряд методик, позволяющих минимизировать отрицательное влияние характеристик нержавейки на процесс её обработки. Это:

  • увеличение скорости вращения шпинделя и уменьшение снимаемого слоя, благодаря чему обработанная поверхность получается более шероховатой;
  • использование в качестве смазки кислоты, которая на порядок повышает износоустойчивость резцов;
  • введение в зону обработки слабых токов, что позволит управлять процессами электродиффузионного и окислительного износа инструмента;
  • воздействие на зону резания ультразвуковых колебаний, что снижает пластические деформации и коэффициент трения.

Воздействовать на структуру и механические характеристики материала можно при помощи специальной термической обработки.

Режущий инструмент для токарной обработки нержавеющей стали


Главным рабочим органом токарных станков является резец, дополнительно могут использоваться сверла, зенкеры, развертки, плашки.

Токарные резцы различают по назначению:

  • Проходные – прямые и отогнутые. Используются для получения цилиндрических поверхностей.
  • Подрезные – для обработки торцов.
  • Расточные – для получения отверстия требуемого диаметра.
  • Отрезные – применяются для резки заготовок из нержавеющей стали на мерные части.
  • Резьбонарезные – для получения внутренней и наружной резьбы.
  • Фасонные – для обработки фасонных поверхностей.


Для работы с коррозионностойкими сталями, а также твердыми металлами типа титана и его сплавов используют не только цельные, но и составные резцы. Одним из материалов, востребованных для изготовления вставок для резцов, является эльбор – искусственная альтернатива алмазу, представляющая собой кристаллы кубического бора. Используют обычно такие резцы на закаленных сталях. Эффект от их применения можно получить только при отсутствии вибраций и биения.

Также при изготовлении режущих пластин для работы по нержавейке применяют твердые сплавы следующих типов:

  • «износостойкие» – Т30К4, Т15К6;
  • более вязкие, но менее износостойкие, – Т5К7, Т5К10;
  • имеющие значительную вязкость и нечувствительность к ударам – ВК8, ВК6А.

Для чистовой и отделочной обработки используют минералокерамику.

Режущий инструмент

Эффект самоупрочнения приводит к быстрому износу резаков. Поэтому разрабатываются специальные формы кромок, переднего угла и особых материалов для резаков по нержавеющей стали.

Существует два вида специализированных режущих инструментов:

  • с химически осажденным покрытием режущей кромки (CVD);
  • с физически осажденным покрытием (PVD).

Инструменты с химически осажденными покрытиями (CVD) позволяют обрабатывать на токарных станках нержавейку на высоких скоростях, дольше не изнашиваются. Но эти резаки очень тяжело править.

Инструменты с физически осажденными покрытиями (PVD) применяются для аустенитных нержавеек. Они тоньше, чем CVD, с ровной поверхностью и острой режущей частью. Но изнашиваются они быстрее (так как толщина покрытия меньше), работают на меньших скоростях.

Виды резцов

Наивысшую износостойкость показывают резцы с покрытием TiC из твердых сплавов. В процессе производства их цианируют или азотируют. Дорогой и очень эффективный способ укрепления пластин — покрытие нитридом бора кубическим.

Оборудование для работы с коррозионностойкими сталями

К токарным станкам, на которых планируется резать заготовки из нержавейки, предъявляется комплекс требований, таких как:

  • повышенная жесткость механизмов, позволяющая воспринимать большие силы резания;
  • высокая стойкость к вибрациям системы «станок – режущий инструмент – деталь» при значительных ударных нагрузках;
  • запас мощности станка для обеспечения значительной подачи.

Наибольшую точность размеров и минимальную шероховатость обеспечивают станки с ЧПУ, особенно они эффективны при обработке заготовок со сложной поверхностью с криволинейными образующими.

К современным технологическим приемам, применяемым при обработке нержавеющей стали на токарных станках, относится введение в зону реза:

  • ультразвуковых колебаний, уменьшающих силу трения;
  • слабых токов, позволяющих снизить электродиффузионный и окислительный износ инструмента.

Особенности обработки нержавеющей стали

Упрочнение или наклеп обрабатываемой поверхности, приводящие к увеличению сил резания и снижению стойкости инструмента.

Повышенная температура в зоне резания, обусловленная низким коэффициентом теплопроводности нержавеющей стали, который ухудшает теплоотвод и способствует перегреву режущего инструмента при обработке нержавеющей стали.

Снижение качества чистовой обработки за счет образования нароста на передней поверхности приводящего адгезионному износу режущей хромки.

Выкрашивание режущей кромки вызванная диффузионным износом, происходящим пои высокой температуре в результате взаимодействия однородных элементов обрабатываемой поверхости и режущего инструмента при обработке нержавеющей стали.