Desde sua descoberta em 1913 , o desenvolvimento e o uso do aço inoxidável cresceram exponencialmente. Com a alta demanda por peças de aço usinadas por CNC de alta precisão , que sejam resistentes, anticorrosivas e duráveis, investir na usinagem CNC de aço inoxidável é um passo na direção certa para a sua indústria!
Este artigo apresenta as diferentes categorias e classes de aço inoxidável (SS) a serem consideradas para usinagem CNC. Além disso, discute os benefícios gerais da usinagem CNC em SS, dicas para lidar com os principais desafios que você provavelmente enfrentará e áreas de aplicação na indústria.
Compreendendo a usinagem CNC de aço inoxidável
A usinagem CNC de aço inoxidável é uma tecnologia de produção de ponta que usa máquinas computadorizadas para produzir peças de aço inoxidável de alta precisão com eficiência e precisão.
Portanto, você precisa de uma máquina de Controle Numérico Computadorizado (CNC) com ferramentas de usinagem adequadas.
Portanto, a usinagem CNC de aço inoxidável exige que você tenha um projeto digital da peça que pretende produzir.
O software de manufatura assistida por computador (CAM) ajuda você a traduzir o design digital da peça em uma linguagem ou código que sua máquina pode ler e enviar instruções de usinagem para as ferramentas.
Como as instruções podem ser salvas, essa tecnologia permite que você execute tarefas repetidas de forma automática e eficiente, sem riscos de erros comumente observados em abordagens de usinagem manual.
Os 3 principais processos de usinagem CNC de aço inoxidável
A usinagem de aço inoxidável envolve os seguintes três processos:
- Fresagem CNC em aço inoxidável: Este é o processo de produção de aço inoxidável de alta precisão Componentes de fresagem CNC usando cortadores rotativos CNC especiais.
Torneamento CNC em aço inoxidávelEste é um processo de usinagem CNC onde a peça de aço inoxidável gira em torno de uma ferramenta de corte adequada para formar a peça desejada em aço inoxidável. Um guia completo sobre torneamento CNC está disponível em [link para o guia]. clique aqui. - Perfuração CNC em aço inoxidável: Isso se refere a fazer furos ou roscas de tamanhos específicos em aço inoxidável Peças de perfuração CNC.
Tipos de aços inoxidáveis e graus para usinagem CNC
Existem cinco tipos, categorias ou famílias de aço inoxidável. Dentro de cada categoria, você encontrará diferentes graus de aço inoxidável para escolher, adequados às suas diversas peças usinadas em CNC. Aqui estão alguns pontos a serem considerados ao selecionar o grau de aço inoxidável para usinagem CNC.
Abaixo estão as 5 categorias e notas de SS que você deve conhecer.
Aço Inoxidável Austenítico
Como o próprio nome sugere, o aço inoxidável austenítico possui uma estrutura austenítica. Este tipo de aço inoxidável não é magnético e é a liga de aço mais comumente utilizada em usinagem CNC. Cerca de 70% do aço inoxidável produzido pertence a esta família.
Os principais elementos de liga do material são níquel e cromo. Manganês, nitrogênio e molibdênio. Outros elementos podem ser adicionados para atingir as propriedades desejadas.
Algumas das propriedades que tornam o aço inoxidável austenítico ideal para suas peças usinadas por CNC são:
- soldabilidade
- Formabilidade
- Resistência à Corrosão
Graus de aço inoxidável austenítico
Abaixo estão alguns dos tipos mais comuns de aço inoxidável austenítico que você pode considerar para seus diversos projetos de usinagem CNC:
Aço Inoxidável Grau 301
Se a sua usinagem CNC de aço inoxidável requer peças com alta resistência, resistência à corrosão e boa conformabilidade, esta é a classe que você pode considerar para usinagem CNC.
Aço Inoxidável Grau 302
Além de ter cromo e níquel, este grau SS ostenta um alto teor de carbono. Sua alta resistência e resistência à corrosão o tornam adequado para usinagem CNC de peças complexas de aço inoxidável.
Aço inoxidável grau 303 | Aço inoxidável de usinagem livre.
Este é o aço inoxidável mais fácil de usinar em máquinas CNC. Sua composição de enxofre o torna um aço inoxidável de usinagem fácil . No entanto, isso resulta na redução da resistência à corrosão e da dureza.
Aço inoxidável grau 304/304L/304H
304 é um aço inoxidável versátil e equilibrado com ferro, cromo, níquel, carbono e outros elementos de reforço.
O aço de liga 304 também é conhecido como aço inoxidável 18/8. Isso ocorre por causa de suas composições padrão de cromo e níquel, que são 18% e 8%, respectivamente.
O grau SS ostenta alta resistência e resistência à corrosão. Isso o torna um material versátil para peças de aço inoxidável usinadas em CNC.
Aço Inoxidável Grau 316
O aço inoxidável de grau 316 é um dos principais concorrentes para peças de liga de aço onde a tenacidade e a resistência à corrosão são essenciais.
O grau SS é enriquecido com molibdênio, tornando-o mais resistente à corrosão com excelente desempenho em altas temperaturas do que o aço de liga 304. O manganês melhora sua soldabilidade e conformabilidade, tornando-o ideal para vários projetos de usinagem CNC de aço inoxidável.
Liga de aço inoxidável 20
Também conhecido como Carpenter 20, este aço inoxidável austenítico é adequado para usinagem CNC de peças com alta resistência à corrosão, incluindo resistência ao ácido sulfúrico.
Liga de aço inoxidável 321H
O aço inoxidável 321H é uma liga de alto carbono com adição de titânio, o que ajuda a limitar a precipitação de carboneto de cromo.
A precipitação ocorre em temperaturas que variam de 425 a 800 graus Celsius (797 a 1472 graus Fahrenheit), dependendo da composição da liga.
Portanto, esta classe é adequada para produzir peças ou componentes de motores CNC de aço inoxidável que funcionam sob condições de alta temperatura.
Aço de liga 309S
Outro aço inoxidável austenítico para usinagem CNC que apresenta bom desempenho em altas temperaturas é o 309S. Seu alto teor de cromo o torna altamente resistente à oxidação. A adição de níquel aumenta sua resistência.
Aço inoxidável ferrítico
O aço inoxidável ferrítico pertence à série AISI 400 de aços inoxidáveis.
São ligas de aço magnéticas com condutividade térmica superior em comparação aos tipos austeníticos.
Sua composição principal é ferro, carbono e alto teor de cromo. Pode ter pouco ou nenhum níquel. Comparado ao aço inoxidável austenítico, o aço inoxidável férrico é muito mais fácil de usinar.
Como este SS não pode ser tratado termicamente, ele não é tão resistente quanto as ligas austeníticas. No entanto, sua boa resistência à corrosão o torna adequado para usinagem CNC de aço inoxidável de peças marinhas ou decorativas.
Graus de aço inoxidável férrico para usinagem CNC
Existem vários graus de aço inoxidável férrico a serem considerados para sua usinagem CNC. Alguns graus comuns são 405 SS, 409 SS, 430 SS e 442 SS.
Leia mais sobre os tipos de aço inoxidável férrico aqui.
Usinagem CNC duplex de aço inoxidável
Esta classe de aço inoxidável contém famílias férricas e austeníticas de aço inoxidável. É adequada se seu projeto de usinagem CNC demanda peças de aço inoxidável de alta resistência com excelente resistência à corrosão.
Esta categoria é subdividida em:
- Grau de aço inoxidável duplex padrão
- Grau de aço inoxidável duplex normal
- Grau de aço inoxidável Super Duplex
Exemplos comuns de aço inoxidável duplex que você pode precisar para sua usinagem CNC incluem:
- duplo Aço inoxidável 2205
- Duplex 2507 aço inoxidável
- Duplex 2304 aço inoxidável
Aço inoxidável endurecido por precipitação e martensítico (PH SS)
O aço inoxidável martensítico é composto de Cromo (11.50 a 18%), com carbono e níquel adicionados. A categoria é dividida em aço inoxidável martensítico de alto carbono e baixo carbono.
Eles são adequados para projetos que exigem peças com alta resistência, tenacidade superior e resistência à corrosão. Alguns de seus graus populares são:
- Aço inoxidável 410
- 420 aço inoxidável
- 440A Aço inoxidável
Leia mais sobre o aço inoxidável martensítico e suas classes aqui.
Aço inoxidável endurecido por precipitação (PH SS)
Além da composição padrão da liga Fe-Cr-Ni, esta família SS é enriquecida com pequenas quantidades de outros elementos para atingir as propriedades desejadas.
Os elementos aditivos podem incluir titânio, alumínio, cobre e nióbio.
Os SS PH podem ser colocados em três categorias, a saber:
- PH SS martensítico
- PH SS semi-austenítico
- PH SS austenítico
Alguns graus comuns de aço inoxidável PH SS para usinagem CNC de aço inoxidável são 17-4 PH, 17-7 PH e A-286.
Para mais informações sobre PH SS, clique aqui.
Vantagens gerais da usinagem CNC de aço inoxidável
Aqui estão os benefícios gerais de escolher SS para usinagem CNC:
Boa resistência à corrosão
As peças CNC SS têm boa resistência à corrosão. Isso ocorre porque são compostas de cromo, que reage com oxigênio para criar uma camada externa protetora.
Versatilidade de produção
Vários graus de aço inoxidável permitem a fácil produção de diferentes peças usinadas em CNC para atender aos requisitos da indústria.
Peças CNC de alta resistência à tração
A usinagem CNC SS garante que você produza peças de alto desempenho com alta resistência à tração. Isso é possível por causa de seus vários elementos de liga, como cromo, níquel, titânio, molibdênio, etc.
Acabamento de superfície cativante (propriedade estética)
A usinagem CNC de aço inoxidável garante que você produza peças que exalam um brilho de beleza!
Quanto mais cromo o aço inoxidável escolhido tiver, mais suas peças usinadas brilharão sem manchar com o tempo.
Tolerância a Baixas Temperaturas | Resistência Criogênica
Graus de aço inoxidável como 304 e 304L mantêm suas propriedades mesmo em baixas temperaturas, sem risco de fragilidade ou rachaduras.
Desafios e soluções de usinagem CNC de aço inoxidável
Deformação da peça de trabalho SS devido a configuração inadequada ou superaquecimento
O aço inoxidável tem uma condutividade térmica menor. Isso leva ao acúmulo de calor que pode afetar suas ferramentas de corte, resultando em peças distorcidas. A configuração inadequada da peça de trabalho de aço inoxidável também pode levar à deformação.
Solução:
Certifique-se de que sua máquina CNC esteja configurada para operar em velocidade e taxa de avanço moderadas. Certifique-se sempre de usar a ferramenta certa e em perfeitas condições.
Se durante o processo de usinagem você notar sinais de superaquecimento, pare a máquina. Deixe-a esfriar enquanto verifica as possíveis causas.
Para conter o acúmulo de calor, você precisa ter um sistema de resfriamento eficiente. O líquido de arrefecimento à base de óleo servirá bem.
Formação de cavacos
A usinagem CNC SS produz cavacos longos. Se não forem removidos, eles ficam presos em volta da sua ferramenta, causando superaquecimento. Isso pode causar danos à sua máquina, superfície da peça de trabalho e ferramenta de corte.
Soluções:
- Usar um sistema de refrigeração de alta pressão para remover o cavaco SS da sua peça de trabalho durante a usinagem CNC.
- Consulte um maquinista especialista para aconselhar sobre o quebra-cavacos mais adequado para comprar
- Use ferramentas de corte afiadas para limitar a produção de cavacos em excesso.
Desafio de usinabilidade devido ao endurecimento por trabalho
Aços inoxidáveis são geralmente mais difíceis de usinar do que ligas mais macias, como alumínio. Isso se deve à sua alta resistência e propriedades de endurecimento por trabalho.
Solução:
- Selecione ferramentas de corte que sejam resistentes ao desgaste e adequadas para sua usinagem.
- Abrace o fresagem de subida/tecnologia de fresamento descendente.
- Configure as configurações da sua máquina CNC de acordo com o material e o tamanho do seu aço inoxidável.
Mais dicas sobre como evitar o endurecimento por trabalho podem ser encontradas aqui.
Alto custo das ferramentas de corte
Porque o SS é mais duro do que metais mais macios. Por isso, eles exigem ferramentas de corte premium caras.
Solução
- Use apenas ferramentas resistentes ao desgaste adequadas para seu grau de aço inoxidável. Procure ajuda de um maquinista especialista.
- Certifique-se de que suas ferramentas de corte estejam afiadas, pois ferramentas cegas causam superaquecimento, resultando em danos à ferramenta.
- Otimize seu processo de corte selecionando o tipo certo de aço inoxidável, definindo parâmetros adequados e tendo um sistema de resfriamento eficiente.
Aplicações industriais de usinagem CNC de aço inoxidável
Existem mais de 100 graus de aço inoxidável. Portanto, a usinagem CNC de aço inoxidável permite que você produza uma ampla gama de peças para diferentes aplicações industriais.
Abaixo estão as principais indústrias que utilizam peças de aço inoxidável usinadas em CNC.
Aplicações da indústria automotiva
Na indústria automotiva, a usinagem CNC com aço inoxidável ajuda a produzir peças automotivas de alta precisão , como eixos, componentes de escapamento, peças de motor e tubulações de freio.
Peças CNC SS para a indústria de ferragens
A indústria de ferragens também depende da usinagem CNC para suas peças de aço inoxidável . Isso inclui, entre outros, dobradiças, fixadores, rodas de aço inoxidável, espaçadores e muito mais!
Peças CNC SS para Aeroespacial
A indústria aeroespacial depende da usinagem CNC em aço inoxidável para o fornecimento de peças aeroespaciais de alto desempenho . Essas peças apresentam resistência, excelente resistência à corrosão e tolerância a altas temperaturas. Exemplos dessas peças incluem dobradiças, trens de pouso, buchas, braçadeiras, etc.
Usinagem CNC de aço inoxidável para indústria naval
A usinagem CNC SS fornece à indústria naval peças de aço inoxidável resistentes à corrosão, como eixos, hélices de motor e componentes de hardware marítimo.
Usinagem CNC SS para o setor médico
O setor médico depende da usinagem de aço inoxidável para peças médicas CNC de alta precisão , como instrumentos cirúrgicos, dispositivos de ligadura, fórceps, cateteres, etc.
Conclusão
A usinagem CNC de aço inoxidável exige um conhecimento profundo dos materiais de aço inoxidável, do tipo de ferramentas necessárias e de como lidar com possíveis desafios.
Para uma usinagem CNC suave, você deve contratar os serviços de um especialista em usinagem.
A HM possui a capacidade e os recursos de fabricação para atender às suas necessidades de usinagem CNC em aço inoxidável. Se você precisa de um parceiro de fabricação confiável, entre em contato conosco.
Links Relevantes
- A história do aço inoxidável
- Famílias de Graus de Aço Inoxidável
- Guia para graus de aço inoxidável
- O que é torneamento CNC? Um guia para iniciantes