Технические рекомендации по механической обработке стали Hardox
Износостойкие стали Hardox входят в группу металлов, для механической обработки которых используются специнструменты из быстрорежущей инструментальной стали (HSS) либо твёрдых сплавов (CC). Ниже представлены рекомендуемые параметры процесса резки (подача, скорость вращения) и инструменты. Кроме того, указаны некоторые другие факторы, которые учитываются при механической обработке.
Сверление.
Для сверловки отверстий в деталях из износостойкой стали Hardox используйте свёрла из быстрорежущих либо твёрдосплавных материалов. Выбор инструмента определяется используемым оборудованием и жёсткостью конструкции станка. Тем не менее не зависимо от вида оборудования требуется максимально снизить вибрации.
Использование радиально-сверлильных станков.
Чтобы устранить вибрации и повысить срок работы сверла необходимо придерживаться следующих правил:
Обеспечить минимальное расстояние от сверла до колонны станка;
Применять жесткие подкладки и исключить использование деревянных;
Деталь должна быть прочно затянута, сверловку производить максимально близко к подкладкам;
Обеспечить минимальное расстояние между наконечником сверла и консолью станка, для этого рекомендуется применять укороченный шпиндель либо короткие свёрла;
Необходимо замедлить подачу станка перед выходом сверла из тела детали, чтобы исключить его подрыв;
Обеспечить обильную подачу смазочно-охлаждающей жидкости.
Для радиально-сверлильных станков предлагается использовать два типа сверл:
При мелкосерийном и штучном производстве сверловку возможно производить простым сверлом из быстрорежущей инструментальной стали (HSS). При большой серии и для обеспечения высокой производительности рекомендуем применять микролегированные (HSS-E) сверла либо сверла из сплава с содержанием кобальтом (HSS-Co).
Применяйте сверла из HSSCo8 (8% содержание кобальта) с прочной поперечной кромкой и малым углом наклона винтовой канавки, выдерживающие максимальные крутящие моменты.
Рекомендуемыережимы резки:
Hardox HiTuf
Hardox 400
Hardox 450
Hardox 500
Скорость подачи, f [мм/об] / Частота вращения, n [об/мин]
Использование более жесткого оборудования (горизонтально-расточные и вертикально-фрезерные станки).
Увеличение производительности можно достичь за счет применения твердосплавных сверл, но они имеют недостаток в виде хрупкости при сильных вибрациях, для устранения которого твердосплавные сверла рекомендуется использовать на современном жестком оборудовании. Твердосплавные свёрла выпускаются в трех типах: цельные, с напаянными пластинами, со сменными пластинами. В зависимости от жесткости оборудования, вида крепления детали на нём, диаметра необходимого отверстия и требуемых допусков применяются твердосплавные сверла различного типа. Главная рекомендация — использовать максимально короткие свёрла, что также снижает вибрации при работе.
Цельное твердосплавное сверло:
Диаметр отверстия: >3 мм;
Допуски: минимальные, требуется высокая точность;
Переточка: возможна;
Чувствительность к вибрации: высокая;
Сверло с напаянными твердосплавными пластинами:
Диаметр отверстия: >10 мм;
Допуски: минимальные, требуется высокая точность;
Переточка: возможна;
Чувствительность к вибрации: высокая, но меньше чем у цельных твердосплавных сверл;
Сверло со сменными режущими пластинами:
Диаметр отверстия: >12 мм;
Производительность: максимальная;
Допуски: ниже чем у цельных и сверл с напаянными пластинами;
Преимущество: Высокая экономия.
Смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ):
Применяйте смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ) для сверловки;
При использовании сверл с внутренними каналами подачи СОЖ расчет для сверловки можно производить из соотношения: расход СОЖ [л/мин] ≈ диаметр сверла [мм].
Рекомендуемые режимы резки:
Hardox HiTuf
Hardox 400
Hardox 450
Hardox 500
Цельное твердосплавное
С напайными твердосплавными пластинами
Со сменными режущими пластинами
При малом диаметре сверла выберите более низкую подачу в пределах указанного диапазона.
Цековка и зенковка.
Цекование и зенкование отверстий в износостойкой стали Hardox лучше всего производить зенковками со сменными твердосплавными пластинами и вращающейся цапфой. Применяйте смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ).
Необходимо снижать режим резания до 70% при сверловке конических зенковок;
Применять вращающуюся цапфу;
Выполнять ступенчатую подачу по 2 мм для улучшения процесса стружкодробления;
На маломощном оборудовании применять минимальную скорость резания, указанную в диапазоне.
Рекомендуемые режимы резки:
Hardox HiTuf
Hardox 400
Hardox 450
Hardox 500
Подача, f [мм/об]
Частота вращения, n [об/мин]
Нарезание резьбы.
Во всех марках износостойких сталей Hardox возможно нарезание резьбы в отверстиях при правильном подборе типа метчика под конкретную задачу. Используйте четырехканавочные метчики, выдерживающие максимальные крутящие моменты, которые необходимы при нарезании резьбы в отверстиях деталей из износостойких сталей Hardox. При нарезке резьбы в отверстиях в деталях из стали Hardox применяйте в качестве смазочного материала резьбовую смазку или пасту. Если возможная нагрузка на резьбу не является определяющим фактором, возможно прослабить отверстия до 3%, чтобы уменьшить необходимые усилия резания. Прослабление отверстия продлит срок службы инструмента, при нарезании резьбы в отверстиях деталей из износостойкой стали Hardox.
Важно: Уменьшить режимы резания до 70% при использовании метчика без покрытий; Используйте резьбофрезерование при работе на оборудовании с ЧПУ.
Рекомендуемые режимы резки:
Hardox HiTuf
Hardox 400
Hardox 450
Hardox 500
Частота вращения, n [об/мин]
Фрезерование.
Выбор метода фрезерования и режущих элементов. Для обеспечения эффективной производительности рекомендуется использовать фрезы с твердосплавными режущими пластинами.
Торцевое фрезерование
Черновая обработка – выберите фрезу с круглыми режущими пластинами
Чистовая обработка – выберите фрезу с углом в плане 45°
Фрезерование прямоугольных уступов – выберите фрезу с углом в плане 90°
Концевое фрезерование
Не жесткий станок – выберите концевую фрезу с покрытием HSS-Co (не используйте концевую фрезу из быстрореза при механической обработке кромок, обрезанных газовым резаком)
Жесткий станок – выберите концевую фрезу из твердого сплава – цельную или со сменными режущими пластинами.
При фрезеровании следует учитывать следующее:
Убедитесь, что заготовка надежно закреплена
При низкой мощности станка используйте фрезу с большим шагом зубьев
Если возможно, старайтесь не использовать универсальную головку, так как она ослабляет патрон и механическую передачу
Ширина резания при торцевом фрезеровании должна составлять около 75-80% от диаметра фрезы
При фрезеровании поверхностей, ширина которых уже диаметра фрезерной головки, фреза должна располагаться со смещением, так чтобы в зацепление попало как можно больше зубьев
При фрезеровании кромок, обрезанных газовым резаком, глубина резания должна быть не менее 2 мм, чтобы избежать твердого поверхностного слоя
При более высокой подаче снизьте скорость резания
Источник
Сварка стали Hardox Высокопрочная конструкционная сталь WELDOX.Применение.Механическа обработка.Свар
#1 Точмаш 23
Продукция компании SSAB — шведская сталь.
Шведский концерн SSAB EMEA AB, представительства которого размещены более чем в 45 странах мира, специализируется на выпуске стального металлопроката и изделий из него высокого качества. Это направление предприятие разрабатывает уже на протяжении без малого сорока лет и добилось того, чтобы по праву числиться среди лидеров рынка выпуска и продажи высокопрочной стали. Сегодня компанией выпускается множество марок сплавов, которые объединяются под общими названиями по своим характеристикам и составу. Объединяет все эти стали то, что равных им по соотношению цены и качества нет. На производстве осуществляется строгий мониторинг за всеми процессами, используется многолетний опыт, накопленный в этой сфере во всем мире, применяются собственные инновационные методики и последние открытия в металлургии. В итоге сталь производства SSAB заслуженно считается образцом технологичности. Все марки сталей этой компании легко обрабатываются (гнутся, режутся, сверлятся и т. д.) и свариваются обычными способами.
Hardox – линейка сталей, включающая в себя малоуглеродистые низколегированные сплавы с коэффициентом твердости и от 400 до 600 НВ. Эту сталь можно использовать для изготовления и упрочнения инструментов и оборудования, работающих в условиях повышенных истирающих и ударных нагрузок. Сплавы Hardox имеют не только разную твердость, но и толщину листа, что, безусловно, является очень удобным при выборе материала для ремонта, укрепления конструкции или изготовления оборудования. Hardox-стали применяются для футеровки контейнеров, изготовления ножей, зубцов, режущих пластин землеобрабатывающей и другой техники, эксплуатируемой при экстремальных нагрузках. Самая низкая температура, при которой марки стали Hardox сохраняют свои свойства достигает -40 °С.
Weldox является высокопрочной конструкционной сталью с большими пределами текучести. Именно по коэффициенту предела текучести и подразделяется эта сталь на отдельные марки. Например, Weldox 900 имеет предел текучести в 900 МПа. Стали Weldox применяют при изготовлении кранов-манипуляторов, автовышек, погрузчиков, бетонных насосов и других металлоконструкций, где требуется высокая точность и продуктивность работы, где предъявляются повышенные требования по весу. Толщина листов составляет от 4 до 130 мм, максимальная предельная текучесть – 1300 МПа, минимальная – 700 МПа. Эксплуатировать эту сталь можно при температурах до -60 °С.
Docol – линейка атмосферостойких сталей. Холоднотянутая сталь этого бренда позволяет сэкономить энергию при штамповке и резке, по отношению к горячекатаной. Таким образом существенно сокращаются издержки. Если брать, к примеру, сталь Docol 1400 MZE, то она оказывается в итоге менее дорогой, нежели углепластик, алюминий и другие подобные материалы. Из сталей Docol изготавливаются полуприцепы, причем стенки такого оборудования не имеют швов, поскольку к ним применим такой метод обработки, как штамповка.
Domex – стали, используемые для производства деталей и оборудования, рассчитанные на высокие весовые нагрузки. Линейка включает сплавы, способные выдерживать нагрузку от 200 до 1100 МПа. Стали Domex могут служить материалом для производства рам для самосвалов, сельхозтехники. Из Domex делают бетономешалки, например испанская компания Baryval-Serviplem S.A. таким образом создала технику, грузоподъемность которой выше на 20% именно за счет сплавов SSAB EMEA AB.
Prelaq – мягкая кровельная полосовая сталь, используемая для проведения работ по оборудованию плоских и скатных кровель. Может служить для изготовления металлочерепицы. Имеет многослойное покрытие, надежно защищающее сталь от коррозии и воздействия негативных природных факторов (кислотных дождей и пр.). Инновационная разработка в этой сфере — Prelaq Clean. Этот стальной лист обладает способностью к самоочищению. Стали этой линейки имеют гарантированный срок службы 15 лет, а расчетный эксплуатационный срок – 50 лет.
Armox – высоколегированные и обладающие повышенной прочностью стали, используемые для бронирования военной техники, изготовления особо защищенных дверей и автомобилей. Здание шведского посольства в Вашингтоне, построенное в 2006 году, защищено от террористических нападений и актов вандализма именно этой сталью, являющейся самой прочной в мире.
Источник
Чем варят высокопрочные стали
Высокопрочными называют коррозионностойкие теплоустойчивые и другие категории и сорта сталей с временной стойкостью к разрыву до 2000 МПа. Их использование позволяет значительно уменьшить металлоемкость и массу ответственных и особо ответственных конструкций, повысить эффективность и технические возможности механизмов при сохранении высоких нагрузок. Для сварки сталей такого типа, как правило, применяются высокопрочные электроды различных марок.
Виды высокопрочных сталей
В группу высокопрочных входят легированные стали. При этом к ней не относят углеродистые и низколегированные – данные материалы также могут иметь прочность до 2000 МПа, однако у них высокий порог хладноломкости: уже при температуре свыше 20 °С может происходить хрупкое разрушение металла. Такой недостаток отсутствует у собственно высокопрочных сталей, поэтому именно они могут использоваться в нагруженных конструкциях. Это стали:
комплексно-легированные среднеуглеродистые (доля С – 0,35. 0,45%) с комплексным содержанием никеля, хрома, других легирующих добавок;
аустенитные метастабильные – их высокая прочность достигается комплексной обработкой (закалка и деформация давлением);
мартенситно-стареющие – закаленные с последующим старением (отпуском при более низкой температуре), с долей Ni до 25%.
Помимо высокой прочности, все стали перечисленных групп обладают трещиностойкостью и высоким сопротивлением к хрупкому разрушению.
Особенности сварки высокопрочных сталей
Сталь повышенной прочности имеет одну важную особенность – она очень восприимчива к закалке. В результате закаливания в зоне кромок резко повышается твердость металла. Это требует при сварке интенсивного нагрева околошовной зоны до высоких температур. Но при последующем охлаждении возникают большие риски образования остаточных напряжений и трещин, что напрямую влияет на качество шва.
Cварка такого металла осуществляется в соответствии со специальными требованиями к свойствам электродов и технологии сваривания, в частности, – с необходимостью подогрева свариваемого сплава.
Технология сварки ММА
Для соединения деталей из высокопрочных сталей используются различные технологии: автоматическая, аргонодуговая сварка, сварочные работы под флюсом. Широкое применение, в частности, в монтажных условиях, находит ручная дуговая сварка. Для получения шва необходимого качества в конструкциях из высокопрочных сталей следует соблюдать ключевые требования технологии ММА.
Для соединения деталей из комплексно-легированных сталей применяются низководородистые низколегированные электроды, которые прокаливаются при высокой температуре.
Покрытие не должно содержать органических веществ. Таким образом обеспечивается пластичность металла шва и его высокая деформационная способность.
Исключены любые внешние факторы, которые могли бы способствовать насыщению сварочной ванны водородом, – влага, ржавчина, загрязнения в районе кромок.
Легирование при сваривании выполняется за счет основного металла. В получаемом металле шва содержание никеля не должно превышать 2,5%, хрома и марганца – 1,5%, молибдена – 1%, ванадия – 0,5%, углерода – 0,15%. Повышение их содержания снижает пластичность металла шва.
Во избежание появления кристаллизационных трещин необходима термическая обработка соединенных деталей в зоне шва и кромок. Она выполняется непосредственно после сварки и может занять от нескольких минут до нескольких часов. Температурный режим и длительность отпуска зависит от группы стали и толщины деталей. В ряде случаев отпуск можно заменить другой технологией: на основной слой шва накладывается дополнительный – отжигающий. Метод особенно эффективен при сварке толстых деталей.
Другой способ избежать появления холодных трещин в металле шва – подогрев зоны кромок до и в процессе сварки. Металл нагревается до 200–300 °С. Сварка выполняется с низкой погонной энергией – во избежание снижения твердости металла при сохранении его пластичности.
Особенности ММА сварки
Ручная дуговая сварка деталей из сталей высокой прочности выполняется на короткой дуге постоянным током обратной полярности, в ряде случаев допустим переменный ток.
Прокалка стержня обязательна. В зависимости от марки стали и электрода температура прокаливания может достигать 420–450°С.
Работы выполняются только по тщательно зачищенным (до металлического блеска) кромкам.
При средней и большой толщине деталей (от 20 мм) рекомендуется их предварительный прогрев в месте соединения при температуре 60–150°С.
Марки электродов для высокопрочных сталей
УОНИ-13/85 – позволяют сваривать конструкции из легированных сталей прочностью 690–980 Н/мм². Получаемый металл шва отличается низким содержанием водорода, высокой ударной вязкостью и пластичностью. Конструкции эксплуатируются при температуре до -60 °С.
Н-48 – используются для высоколегированных и коррозионностойких сталей марок 08Х21Н6М2Т, 10Х25Н6АТМФ, 12Х21Н5Т, 12Х25Н5ТМФЛ. Позволяют получить равнопрочный металл шва при соединении деталей толщиной до 200 мм. Перед сваркой рекомендуется подогрев кромок до t 850 °С во избежание появления межкристаллитной коррозии. Конструкции рассчитаны на работу в неокислительных средах при t до 300 °С.
ОЗЛ-7 – позволяют варить высокопрочные нержавеющие стали аустенитного класса марок 08Х18Н12Б, 08Х18Н10Т, 08Х18Н10 и им подобных. Оборудование рассчитано на работу в агрессивных средах при высоких температурах (до 1000 °С).
НИАТ-3М – применяются в работе с конструкциями из легированных сталей с высокой и повышенной прочностью (до 980 МПа). Обеспечивают отсутствие в металле шва кристаллизационных трещин и минимальное содержание водорода.
Электроды для сварки сталей повышенной и высокой прочности представлены в каталоге МЭЗ. В частности, это изделия марки УОНИ-13/85 – продукция собственного производства Магнитогорского электродного завода. Весь товар сертифицирован.
Шведский концерн SSAB EMEA AB, представительства которого размещены более чем в 45 странах мира, специализируется на выпуске стального металлопроката и изделий из него высокого качества. Это направление предприятие разрабатывает уже на протяжении без малого сорока лет и добилось того, чтобы по праву числиться среди лидеров рынка выпуска и продажи высокопрочной стали. Сегодня компанией выпускается множество марок сплавов, которые объединяются под общими названиями по своим характеристикам и составу. Объединяет все эти стали то, что равных им по соотношению цены и качества нет. На производстве осуществляется строгий мониторинг за всеми процессами, используется многолетний опыт, накопленный в этой сфере во всем мире, применяются собственные инновационные методики и последние открытия в металлургии. В итоге сталь производства SSAB заслуженно считается образцом технологичности. Все марки сталей этой компании легко обрабатываются (гнутся, режутся, сверлятся и т. д.) и свариваются обычными способами. 
В группу высокопрочных входят легированные стали. При этом к ней не относят углеродистые и низколегированные – данные материалы также могут иметь прочность до 2000 МПа, однако у них высокий порог хладноломкости: уже при температуре свыше 20 °С может происходить хрупкое разрушение металла. Такой недостаток отсутствует у собственно высокопрочных сталей, поэтому именно они могут использоваться в нагруженных конструкциях. Это стали:
Для соединения деталей из высокопрочных сталей используются различные технологии: автоматическая, аргонодуговая сварка, сварочные работы под флюсом. Широкое применение, в частности, в монтажных условиях, находит ручная дуговая сварка. Для получения шва необходимого качества в конструкциях из высокопрочных сталей следует соблюдать ключевые требования технологии ММА.
УОНИ-13/85 – позволяют сваривать конструкции из легированных сталей прочностью 690–980 Н/мм². Получаемый металл шва отличается низким содержанием водорода, высокой ударной вязкостью и пластичностью. Конструкции эксплуатируются при температуре до -60 °С.
