Основные виды обработки нержавеющей стали

Прочность, устойчивость к коррозии, высоким температурам и механическим повреждениям сделали нержавеющую сталь одним из популярных материалов для промышленности и строительства. С ее помощью изготавливают множество изделий, начиная с посуды и заканчивая деталями сложного оборудования.
Несмотря на отличные эксплуатационные свойства нержавейки, ее обработка требует особого подхода. В статье расскажем подробнее, каким образом ее проводят.

Материал отличается рядом особенностей, которые усложняют процесс изготовления изделий:

• высоким уровнем вязкости — стружка, образующаяся в ходе работы, может липнуть к режущей кромке и вызывать лишнюю вибрацию;
  
  
• сохранением прочности — нержавеющая сталь имеет склонность к деформационному упрочнению, что приводит к наклепам на заготовке;
  
  
• низким коэффициентом теплопроводности — требуется использовать охлаждающие жидкости, иначе образуются термотрещины;
  
  
• устойчивостью к механическому воздействию — резцы и абразивы быстро приходят в негодность после контакта со сталью.
  
  

Поэтому здесь необходимы инструменты повышенной жесткости, чтобы минимизировать риск их быстрой порчи.

Также важны дробление и удаление стружки, которая имеет форму длинной спирали. Станки оборудуют стружколомами особой конструкции и подбирают резцы определенной формы с покрытием, соответствующим типу нержавейки.

Вид стали определяется составом, который может включать в разных пропорциях такие элементы, как:

• мартенсит и феррит;
  
  
• хром, никель и марганец;
  
  
• титан, вольфрам, молибден и прочие металлы.
  
  

Химическая структура сплава определяет его свойства, поэтому следует подбирать инструменты, опираясь на ее характеристики.

Чтобы превратить металлическую заготовку в изделие, проводят:

• резание,
  
  
• штамповку,
  
  
• токарную обработку,
  
  
• фрезерование.
  
  

Для проделывания отверстий используют сверление или расточку.

В работе применяют и сварку, если необходимо соединить несколько заготовок — под воздействием высокой температуры их скрепляют, оставляя небольшой шов в месте плавления.

Готовую деталь подвергают шлифованию для выравнивания поверхности.

Также для очистки от загрязнений после механической обработки нержавейки применяют метод травления. Мастера наносят специальный химический состав, устраняющий дефекты.

Обработка нержавейки резанием — первый этап создания металлического изделия. Стальной лист режут, получая заготовки с нужными габаритами.

Резка имеет две разновидности:

• механическую — применяют ручной инструмент;
  
  
• термическую — металл подвергают воздействию высокой температуры, которая запускает процесс плавления.
  
  

Первый способ чаще выбирают домашние мастерские — для ремонта или изготовления малого числа стальных изделий.

Преимущество механической резки в том, что не нужно использовать сложное оборудование — достаточно одного острого инструмента, например, ручных ножниц по металлу или ножовки. Однако она требует физической силы и занимает много времени.

Крупные производства применяют термический метод, используя станки, которые позволяют осуществлять резку:

• газо-дуговую — рабочим инструментом, дугой, деформируют место разреза и подают кислород для удаления брызг от плавления;
  
  
• плазменную — также используют дугу, но лишний жидкий металл убирают потоком плазмы;
  
  
• лазерную — делят лист лазерным лучом;
  
  
• гидроабразивную — нарезку проводят мощной струей воды, которая подается через алмазное, сапфировое или рубиновое сопло и содержит абразивные частицы.
  
  

Применяют и метод электрической эрозии — импульс тока вытягивает микрочастицы материала и удаляет их со стальной поверхности.

В современных производствах используют практически все типы резания, кроме газо-дугового — он считается устаревшим.

Позволяет изготавливать большое количество изделий с одинаковыми габаритами. Также с помощью штампования делают отверстия, наносят гравировку или сгибают стальной лист до нужной формы.

Чтобы удалить лишние слои металла, заготовку помещают на вращающееся приспособление — шпиндель — и жестко закрепленным резцом обрабатывают поверхность.

Поскольку нержавеющая сталь имеет свойство затуплять режущие инструменты, стоит скрупулезно отнестись к их подбору. Здесь подойдут остро заточенные резцы с покрытиями CVD и PVD.

Инструменты с CVD, нанесенным путем химического осаждения, отличаются низкой степенью износа. Ими обрабатывают, используя заготовки на высокой скорости вращения. Однако они трудно поддаются заточке.

Покрытие PVD — физически осажденное — тоньше в сравнении с CVD. Резцы с ним острее, и их легче править. Но они быстро приходят в негодность, поэтому с ними работают на малых оборотах.

Выбирая резцы с определенным покрытием, опираются на характеристики нержавеющего сплава. Например, PVD-инструменты предназначены для аустенитной стали.

Чтобы повысить эффективность работы, пользуются специальными приемами, снижающими риск возможных дефектов:

• ускоряют вращение заготовки и снимают слой небольшой толщины, чтобы добиться шероховатой поверхности;
  
  
• применяют кислоту как смазочный материал, повышающий устойчивость резцов.
  
  

Вдобавок обрабатываемую зону подвергают воздействию слабого тока или ультразвука, что позволяет снизить трение и замедлить деформацию резцов вследствие электродиффузных и окислительных процессов.

Заготовку прочно фиксируют и воздействуют на нее фрезой — режущим инструментом, вращающимся вокруг своей оси.

Обработкой нержавейки на фрезерном станке изготавливают изделия зубчатой формы, с отверстиями или углублениями сложной конфигурации, наносят узоры и гравировку.

В работе используют станки общего назначения и специализированные, а также установки с ЧПУ.

После резания, штамповки, обработки нержавейки фрезой или на токарном станке изделие проходит шлифовку. Ее можно осуществить вручную, с помощью абразивных листов, а также на специализированном оборудовании со шлифовальным кругом.