Nerezová oceľ vs. uhlíková oceľ v aplikáciách CNC obrábania
Porozumenie dvom rodinám materiálov
Čo je uhlíková ocele?
Uhlíková oceľ zvyčajne obsahuje:
-
0,05–0,6 % uhlíka
-
Malé množstvá mangánu a kremíka
-
Minimálne legovanie
Bežné značky uhlíkovej ocele pre CNC obrábanie zahŕňajú:
-
AISI 1018 / C45
-
1045
-
1144 odolná voči napätiu
TYPICKÉ POUŽITIE: hriadele, konzoly, rámy, konštrukčné diely.
Čo je nerdzová oceľ?
Nerezové ocele obsahujú:
-
≥10,5 % chrómu pre odolnosť voči korózii
-
Nikl a molybdén v austenitických triedach
Bežné značky uhlíkovej ocele pre CNC obrábanie zahŕňajú:
-
303, 304, 316
-
410, 420
-
17-4 PH
TYPICKÉ POUŽITIE: ventily, lekárske komponenty, námorné vybavenie.
Skutočný porovnávací test na výrobnej ploche
Dodávateľský výrobca vykonal kontrolované sústružnícke skúšky na tyčiach s priemerom 50 mm:
-
uhlíková oceľ 1045 (HB 200)
-
nerdzavieľo 316 (HB 180)
Použitie identických karbidových vložiek:
| Metrické | uhlíková oceľ 1045 | 316 Nehrdzavejúce |
|---|---|---|
| Rýchlosť rezného povrchu | 180 m/min | 110 m/min |
| Životnosť nástroja | 420 súčiastok/zárez | 230 súčiastok/zárez |
| Priemerná drsnosť Ra | 1,2 µm | 1,6 μm |
| Záťaž vretena | 62% | 81% |
| Ovládanie triesok | Stabilnú | Šnúrovité |
| Náklady na vložku/súčiastka | Základná hladina | +38% |
Záver: Nerezová oceľ vyžaduje nižšie rezné rýchlosti a spôsobuje výrazne vyššie náklady na nástroje.
Porovnanie obrábateľnosti
| Faktor | Uhlíková oceľ | Nehrdzavejúcu oceľ |
|---|---|---|
| Rýchlosť rezania | Vyššie | Nižšie |
| Zpevnenie tvárnením | Nízke | Vysoká (304/316) |
| Životnosť nástroja | Dlhšie | Kratší |
| Ovládanie triesok | Dobrá | Ťažký |
| Výroba tepla | Mierne | Ťahové |
| Požiadavky na chladiacu kvapalinu | Stredný | Ťahové |
Víťaz z hľadiska jednoduchosti obrábania: Uhlíková oceľ ✅
Odolnosť voči korózii a prevádzkové prostredie
-
Uhlíková oceľ hrdzavie, ak nie je povrchovo chránená alebo natretá
-
Nerezová oceľ je prirodzene odolná voči korózii
-
značka 316 prekonáva uhlíkovú oceľ v morských podmienkach alebo pri kontakte s chemikáliami
Víťaz pre korozívne prostredia: Nerezová oceľ ✅
Pevnosť a tepelné spracovanie
Uhlíková ocel:
-
Jednoduché tepelné spracovanie
-
Široko dostupné
-
Nákladovo výhodné v predtuhých stavoch
Nerezová oceľ:
-
zliatina 17-4 PH ponúka po starnutí vynikajúcu pevnosť
-
Austenitické triedy (304/316) sú nemagnetické a odolné
-
Martenzitické triedy (420) je možné kalením zosilniť
Porovnanie nákladov pri CNC obrábaní
Z auditov nákupu:
| Nákladová položka | Uhlíková oceľ | Nehrdzavejúcu oceľ |
|---|---|---|
| Suroviny | Základná hladina | +25–60% |
| Náklady na nástroje | Nižšie | Vyššie |
| Čas cyklu | Kratší | Dlhšie |
| Celkové náklady na obrábanie | Nižšie | Vyššie |
Víťaz z hľadiska cenovej efektívnosti: Uhlíková oceľ ✅
Prispôsobivosť konštrukcie a kontrola tolerancií
Obe materiály umožňujú dosiahnuť tesné tolerancie, avšak:
-
Nerezová oceľ vyžaduje ostrejšie nástroje a lepšiu kontrolu teploty
-
Uhlíková oceľ je tolerantnejšia
Kedy zvoliť nerezovú oceľ pre CNC obrábanie
Zvoľte nerezovú oceľ, ak:
-
Súčiastky sú vystavené korózii alebo chemikáliám
-
Je kritická čistota (potravinársky/zdravotnícky priemysel)
-
Vyžaduje sa odolnosť voči vysokým teplotám
-
Dôležitý je estetický povrchový úprava
Kedy zvoliť uhlíkovú oceľ pre CNC obrábanie
Zvoľte uhlíkovú oceľ, ak:
-
Prostredie je suché
-
Je prijateľná ochranná vrstva
-
Rozpočet je obmedzený
-
Vyžadujú sa veľké objemy
-
Plánuje sa tepelné spracovanie po obrábaní
Často kladené otázky: CNC obrábanie z nehrdzavejúcej ocele vs. uhlíkovej ocele
Je nehrdzavejúca oceľ vždy ťažšie obrábať?
Austenitické značky, ako sú 304/316, sú výrazne ťažšie obrábať; 303 a 17-4 PH sú oveľa priateľskejšie.

