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不锈钢加工技术

网责任编辑: 人气:2438 发表时间:2019/6/22

由于许多金属加工厂熟悉碳钢,所以,我们从影响制造工艺的碳钢和不锈钢间的差异开始谈。这些差异包括热膨胀、热传导性能、电阻、机械性能和冷作硬化反应。
考虑了这些差异后,*可以在遵义不锈钢部件制造过程中采用制造碳钢部件的绝大多数技术。但是重要的是要有良好的辅助性操作。常见的问题是在制造过程中沾染碳钢微粒对表面的污染。造成污染的原因很多,例如,用碳钢钢丝刷清理焊缝,修磨不锈钢和碳钢用同一块砂轮,在碳钢上拖拉不锈钢。
切割
切割碳钢的绝大多数方法可用来切割不锈钢。但是,由于不锈钢的强度更大,冷作硬化反应更强,所以,采用机械方法进行切割,所需功率*更大,而且还降低了机器的*大切割厚度。
不锈钢在用氧炔切割时不能燃烧,但可以向火焰内喷射粉末作为热源。不过粉末燃烧时会产生大量烟雾。可以使用碳弧焊炬在不锈钢上烧孔,但切边不规则,绝大多数情况下需要进行修整。
1.手动剪切
利用常规的手动剪切机,如果剪刃锋利,可以剪切0.9mm以下的不锈钢。但是由于每剪剪切长度较短,所以在剪切过程中,钢板易卷曲,而且切边的质量较差。除非对切边外观的要求不高或不整齐的切边对下一道工序没有妨碍(如不易使焊缝对齐等),不推荐使用手动剪机进行剪切。
2.步进式冲裁
该工艺使用圆形和三角形冲子冲出一列搭接的孔。采用这种工艺显然无法使切口十分平滑,但是,通过采用良好的工具设计和使切口重叠,可使切边满足大多数用途的要求。手提式步进冲裁机通常用于切割碳钢薄板,如果用来切割奥氏体不锈钢,需要增加60%的力。而且,也要降低机器切割的*大厚度。加工厂的机器*少可以对8mm的不锈钢进行冲孔。现代化机器还可以利用剪冲结合的方法生产所需的坯料。
3.铡刀剪
大多数加工厂采用这种手操作剪机。这种剪切机的刃长可以达到3m,但如果剪切机的端部是开口的,可以用连续剪切得到长于剪刃的切口。不过要注意不要切出台阶来。
由于剪切不锈钢所需功率较大,所以,剪切机在剪切软钢时所能剪切的厚度在剪切铁素体钢时要降低两个线规号,剪切奥氏体不锈钢时要降低4个线规号。因此一个*大能剪切2mm软钢的剪机在剪切铁素体钢时要降低到1.6mm以下和奥氏体钢1.2mm以下,并且剪刃间隙也相应需要降低,剪切奥氏体不锈钢典型的剪刃间隙值是5%。
绝大多数加工厂都知道在剪切过程中牢固夹持钢板和保持刀刃良好状态的重要性,然而,刚接触不锈钢的人可能不知道为防止对不锈钢表面造成污染,需在铡刀式剪机工作台上或其它与碳钢有接触的地方放置保护垫。如果该铡刀式剪机也剪切碳钢,那么,在剪切不锈钢前*好检查一下刀片,除去可能粘附并污染不锈钢的碳钢微粒。
4.圆盘剪
圆盘剪的基本工作原理与铡刀式剪机相同,但通过使用圆盘刀片可以进行连续剪切。 钢铁厂利用在两根轴上装若干刀片来对宽钢卷进行纵切。不过,用一对刀片也可以用来剪切单一直条。有些剪机在剪切过程中还可以使刀片向一边移动来切割楔形坯料,另一些则可以使刀具转动来切割圆形坯料。
5.锯
虽然可以用弓形锯和带锯来切割窄薄板,但这两种锯通常是用来切割中厚板、型钢和管材的。
奥氏体不锈钢是会冷作硬化的,严禁摩擦,这点很重要,必须注意。因此,在锯的回程中要把锯抬起来。高速工具钢锯条在锯厚材料时每英寸为8到10个齿,在锯薄板和管材时每英寸为24到32个齿,机动切割奥氏体不锈钢时,每分钟锯50/80下,切割铁素体不锈钢时每分钟锯100/200下。在常规的带锯机上切割时使用锋利的锯齿低速度和均匀的小给进量保持锯条的切割。
6.砂轮切割
此法采用高速旋转的砂轮片切割钢材。砂轮片是用纤维、树脂或橡胶将磨料粘合制成的。在熟练的手工操作中,砂轮可进行快速、准确地切割,而且切割得整齐、无毛刺。利用砂轮仅能进行直线切割,但这对绝大多数用途来说已经足够了。
砂轮通常用来切割管材。加工厂也用砂轮磨不通长的槽。
现场修理通常采用手操作砂轮机。但是,使用手操作砂轮机工作时产生大量的粉尘和"钢屑,所以需要除尘或保护装置。生产厂内所用的砂轮机一般安有冷却系统,这样,既可以减少粉尘,又可以防止对材料造成热损伤。
7.激光切割
该技术采用激光束照射到钢板表面时释放的能量来使不锈钢熔化并蒸发。激光源一般用二氧化碳激光束,工作功率为500~2500瓦。该功率的水平比许多*用电暖气所需要的功率还低,但是,通过透镜和反射镜,激光束聚集在很小的区域。能量的高度集中能够进行迅速局部加热,使不锈钢蒸发。此外,由于能量非常集中,所以,仅有少量热传到钢材的其它部分,所造成的变形很小或没有变形。利用激光可以非常准确地切割复杂形状的坯料,所切割的坯料不必再作进一步的处理。
利用激光切割设备可切割4mm以下的不锈钢,在激光束中加氧气可切割8~10mm厚的不锈钢,但加氧切割后会在切割面形成薄薄的氧化膜。切割的*大厚度可增加到16mm,但切割部件的尺寸误差较大。
激光切割设备的价格相当贵,约150美元以上。但是,由于降低了后续工艺处理的成本,所以,在大生产中采用这种设备还是可行的。由于没有刀具加工成本,所以激光切割设备也适用生产小批量的原先不能加工的各种尺寸的部件。目前,激光切割设备通常采用计算机化数字控制技术(CNC)装置,采用该装置后,*可以利用电话线从计算机辅助设计(CAD)工作站来接受切割数据。
8.等离子弧切割
此法是将混合气体通过高频电弧。气体可以是空气,也可以是氢气、氩气和氮气的混合气体。高频电弧使一些气体"分解"或离子化,成为基本的原子粒子,从而产生"等离子"。然后,电弧跳跃到不锈钢工件上,高压气体把等离子从割炬烧嘴吹出,出口速度为每秒800~1000米(约3马赫)。这样,结合等离子中的各种气体恢复到正常状态时所释放的高能量产生2700℃的高温。该温度几乎是不锈钢熔点的两倍。从而使不锈钢快速熔化,熔化的金属由喷出的高压气流吹走。因此,需要用排烟和除渣设备。
此法可以用来切割3.0~80.0mm厚的不锈钢。切割面被氧化,并且由于等离子的特性所致,切口呈八字形。
9.高压水射流切割
这项新技术采用的是水的0.80~1.50mm射流,喷射速度为600~800米/秒(速度大于2马赫)。水压为3000~4000巴(bar),用水量每分钟仅4升。
为了用磨料如氧化铝或碳化硅等切割不锈钢,在喷射水流抵达钢材前,向水流内射入磨料颗粒。现代化的设备可切割20.0mm厚的不锈钢。切边准确、切面干净光滑。
切割作用所产生的热由水带走,金属温度仅为50~60℃。这样再加上由喷射水流在金属上所产生的力,*可以防止变型,提高切割精度。

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