不锈钢加工：等​​级、应用和挑战

“不锈钢加工通过使用合适的加工操作和切削工具去除原材料，将其转化为所需的形状。”

我们随处可见不锈钢零件，从家具螺丝到汽车和医疗部件。这些应用采用不同的方法制造，包括 不锈钢加工、金属加工、铸造和锻造。机械加工操作使用合适的切削工具从不锈钢工件上去除材料，直到形成所需的形状。 

根据目标零件的设计，对不锈钢进行切割、铣削、车削、钻孔、磨削和其他加工工艺。本文将详细介绍不同的不锈钢加工技术、应用等。

 

不锈钢加工简介

不锈钢是一种高强度耐腐蚀合金，铬含量至少为 10.2%，碳含量至少为 1.2%。它既可以用传统加工设备加工，也可以用先进的数控机床加工。传统 不锈钢加工 涉及手动操作机器，如车床和传统铣床，这通常很耗时，需要熟练的操作员。因此，传统机器对精度很敏感；它们可以实现 ±0.13 至 0.25 毫米 采用不锈钢。 同时，不锈钢 CNC 加工采用计算机控制过程，可以自动化工具移动，从而比手动加工更快地实现精确加工。

不锈钢工件加工

以下是生产 CNC 加工不锈钢零件的步骤；

• 设计： 计算机设计软件中具有详细特征、尺寸和公差的 CAD 设计。
• G/M 代码： CAM软件将CAD设计转换为G或M代码，这些信息可供CNC加工读取。它主要用于控制刀具以最佳加工路径移动。
• 工具和工件设置： 将适当的切削刀具固定在主轴上，将不锈钢工件固定在工作台或卡盘上。 
• 加工： 切削刀具自动沿着指定路径前进，直到形成预期的几何形状。
• 后期处理： 采用研磨、电镀或喷丸等表面处理来提高光滑度。 

 

不锈钢加工等级

不锈钢

几乎所有的 不锈钢等级 适用于 CNC 加工工艺，有些是易加工等级。这意味着具有高可加工性的改良等级，例如 303、316、403F 和 430F。易加工不锈钢等级是通过添加硫、硒或其他在加工过程中充当断屑器和润滑剂的元素制成的。 

• 303 不锈钢 (UNS S30300)
• 304 不锈钢 (UNS S30400)
• 316 不锈钢 (UNS S30400
• 310S 不锈钢 (UNS S31008)
• 416 不锈钢 (UNS S41600)
• 420F 不锈钢 (UNS S42020)
• 430FSe 不锈钢 (UNS S43023)
• 17-4 PH 不锈钢 (UNS S17400)
• 304L 不锈钢 (UNS S30403)
• 316L 不锈钢 (UNS S31603)

此外，304 和 316 是机械加工项目中两种流行的等级。 比较 304 和 316 不锈钢316 的镍含量比 2 高 3-304%，显著提高了对氯化物环境的耐腐蚀性。此外，还有另一种方法可以使不锈钢零件具有优异的耐腐蚀性，称为 不锈钢钝化. 它在不锈钢表面形成一层 2Cr2O3，中和自由铁离子。

 

不锈钢加工类型

激光切割不锈钢 

此外，常见的不锈钢加工操作类型有激光切割、铣削、钻孔、车削和磨削；

不锈钢激光切割 

虽然光纤和二氧化碳激光切割机都可以切割不锈钢，但光纤激光器因其速度和精度而更受青睐。激光切割不锈钢需要使用高强度激光束瞄准切割位置，从而熔化或蒸发金属以形成干净的切口。激光的功率取决于材料的厚度 不锈钢钣金.

不锈钢数控铣 

在不锈钢 CNC 铣削中，工件固定在工作台上，旋转刀具根据编程设计对其进行塑形。这种用途广泛的机器使用适当的工具执行切割、仿形、钻孔、开槽和轮廓加工操作。铣削不锈钢的典型公差为 0.13 毫米，但可以低至 0.05 毫米。其次，CNC 不锈钢铣削可以生产用于各种工业应用的复杂零件，从汽车零部件到食品加工设备。

不锈钢数控车削 

在车削型不锈钢加工中，钢制工件会旋转，而不是切削刀具，从而去除材料，使其形成设计的几何形状。它非常适合轴对称不锈钢零件，例如轴和衬套。此外，数控车床或图灵机也用于此加工过程。

不锈钢数控钻孔 

CNC 钻孔机使用硬质合金或金刚石涂层钻头在不锈钢工件上钻深孔。不锈钢钻孔加工主要处理不同直径的圆柱孔。它通常用于制造需要精确孔的部件，例如印刷电路板 (PCB)、发动机零件以及工业部件和设备。

不锈钢数控研磨

这是后处理步骤，其中 CNC 加工的不锈钢​​零件被送入顶部有磨料层的旋转砂轮中。此过程可去除不锈钢表面的细小材料，并消除表面缺陷和不规则性，从而获得光滑（高达 0.13 μm）和均匀的表面。用于不锈钢研磨的常见磨料是氧化铝 (Al2O3)、氧化锆氧化铝和碳化硅 (SiC)。

同时，研磨不锈钢的粒度分布如下；

• 粗砂（16 – 60）： 初始快速材料去除，粗磨。
• 中等粒度（80 – 180）： 中间研磨，为进一步精加工（例如阳极氧化或电镀）准备表面。
• 极细粒度（800 – 3000）： 这种高光泽的抛光技术可以消除细小的划痕，并实现镜面般的效果。

不锈钢折弯 

不锈钢板、管和棒可以弯曲成特定形状或型材。在制造和生产过程中， 弯曲不锈钢 用于各种零件和产品。例如汽车排气系统、航空航天结构部件、管道系统等。 

不锈钢弯曲的机制通常涉及折弯机和模具机制。将工作板放入所需弯曲角度的模具中（U 和 V 是常见模具）。然后，折弯机对工件施加压力，使其沿所需角度或曲线变形。技术包括折弯机、滚弯机和旋转拉弯机，每种技术都使用特定工具来实现精确、可重复的弯曲。

 

不锈钢加工在不同行业的应用

不锈钢加工用于需要高强度、耐腐蚀和耐磨的应用。碳钢也适用于延展性部件和产品。此外，这种制造方法在生产量方面具有灵活性，从快速原型到大规模生产。

应用示例 加工不锈钢l 如下面所述;

• 航天： 航空发动机部件、起落架部件、紧固件、液压系统部件、涡轮叶片、隔热板、燃油系统部件等。
• 汽车： 排气系统部件、齿轮轴、发动机气门、底盘部件、燃油喷射器、悬架部件等。
• 医疗： 手术器械、植入物、注射针、心血管支架、医用家具等。 
• 食品加工： 储罐、传送带、切割和切片工具、灌装和包装机械、热交换器、搅拌设备等。
• 油和气： 高压泵部件、阀体、井下工具、法兰及连接器、钻井设备零件等。
• 电子产品： 散热器、外壳、PCB 支架、安装支架等。
• 海洋：  发动机零件、螺旋桨轴、甲板硬件、船体配件、转向组件等。

 

不锈钢加工的挑战

虽然不锈钢加工具有多种优势，但其硬度、因热量积聚而快速硬化以及表面光洁度差是加工过程中的主要挑战。不过，这些问题可以通过对策解决或解决。

表：不锈钢加工面临的挑战 

挑战	描述	解决方案
可加工性	快速硬化的特性导致工具快速磨损。	不锈钢加工的定制工具设计和材料
过热	其低导热性会导致快速过热并影响材料和工具。	使用低速工具（低于 4000 rpm）以尽量减少热量积聚
漫长的过程	硬度和强度使得不锈钢加工速度较慢。	选择合适的刀具和切割速度
实现完美效果	获得不锈钢的完美表面效果非常困难	使用锋利且精确的工具。实现高品质饰面没有捷径。

 

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不锈钢的 CNC 制造需要了解材料特性并选择合适的加工工具。在 Proleantech，我们的专业工程师与客户密切合作，了解需求并使用先进的多轴 CNC 设备进行加工。 

此外，我们与汽车、航空航天、医疗、工业加工和其他不同行业的合作经验可以帮助您在市场上保持竞争力。与西方公司相比，我们广泛的材料供应链网络和先进的 CNC 基础设施可显著降低加工成本。

因此，请将您的工程设计连同项目所需的规格发送给我们，以利用我们的 不锈钢加工服务。我们将向您提供详细的报价和项目的进一步规划。

 

关键精华

1. 不锈钢是一种高强度、耐腐蚀的合金，可用传统和先进的数控设备进行加工。 
2. 常见的加工类型有铣削、车削、钻削、磨削和激光切割。
3. 由于添加了硫和硒等元素，303、316、416 和 430F 等易加工等级经过改进，具有更好的可加工性。
4. 应用广泛应用于航空航天、汽车、医疗、食品加工、石油和天然气、电子、海洋等许多行业。
5. 不锈钢加工的一些潜在挑战包括可加工性差、过热、循环时间长和完美表面处理。 

 

常见问题

不锈钢加工工艺流程有哪些？

CNC 铣削、车削、钻孔、磨削和激光切割是不锈钢工件的标准加工方法。制造商根据加工零件所需的精度、复杂性和用途选择工艺。

CNC加工的钢部件耐用吗？

是的，CNC 加工钢部件非常耐用。通过定期维护，它们通常可以使用 20 多年。

加工不锈钢材质的成本高吗？

工具可能比其他较软的金属和塑料更昂贵，但耐腐蚀性和强度等优点证明稍高一点的成本是合理的。

哪些数控切削刀具适合不锈钢加工？

适用于不锈钢加工的 CNC 切削刀具包括硬质合金刀具、高速钢 (HSS) 和陶瓷刀具，因为它们具有耐高温和高压的能力。

不锈钢加工零件有哪些用途？

数控机床和不锈钢部件用于航空航天、汽车、医疗设备、食品和饮料加工以及建筑领域。

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