สแตนเลสกับเหล็กกล้าคาร์บอนในการใช้งานการกลึงด้วยเครื่อง CNC
การเข้าใจสองตระกูลวัสดุ
คาร์บอนสตีลคืออะไร?
เหล็กกล้าคาร์บอนโดยทั่วไปประกอบด้วย:
-
คาร์บอน 0.05–0.6%
-
แมงกานีสและซิลิคอนในปริมาณเล็กน้อย
-
ธาตุผสมในปริมาณน้อยมาก
เกรดเหล็กกล้าคาร์บอนที่ใช้กันทั่วไปในการกลึงด้วยเครื่อง CNC ได้แก่:
-
AISI 1018 / C45
-
1045
-
1144 stressproof
การใช้งานทั่วไป: เพลา โครงยึด โครงถัก และชิ้นส่วนโครงสร้าง
สเตนเลสคืออะไร?
เหล็กกล้าไร้สนิมประกอบด้วย:
-
มีโครเมียม ≥10.5% เพื่อความต้านทานการกัดกร่อน
-
นิกเกิลและโมลิบดีนัมในเกรดออสเทนิติก
เกรดเหล็กกล้าคาร์บอนที่ใช้กันทั่วไปในการกลึงด้วยเครื่อง CNC ได้แก่:
-
303, 304, 316
-
410, 420
-
17-4 PH
การใช้งานทั่วไป: วาล์ว ชิ้นส่วนทางการแพทย์ และอุปกรณ์สำหรับเรือ
การทดสอบเปรียบเทียบจริงบนพื้นโรงงาน
ผู้ผลิตตามสัญญาได้ดำเนินการทดลองกลึงแบบควบคุมบนแท่งโลหะเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 มม.:
-
เหล็กคาร์บอน 1045 (HB 200)
-
316 เหล็กไร้ขัด (HB 180)
ใช้แผ่นตัดคาร์ไบด์แบบเดียวกัน:
| เมตริก | เหล็กคาร์บอน 1045 | 316 ไม่ржаอย |
|---|---|---|
| ความเร็วผิวสัมผัส | 180 ม./นาที | 110 เมตร/นาที |
| อายุการใช้งานของเครื่องมือ | 420 ชิ้น/ขอบ | 230 ชิ้น/ขอบ |
| ค่า Ra เฉลี่ย | 1.2 ไมครอน | 1.6 µm |
| แรงโหลดของเพลาหมุน | 62% | 81% |
| การควบคุมเศษชิ้นงาน | สถาน | เป็นเส้นใย |
| ต้นทุนใบมีดต่อชิ้น | เส้นฐาน | +38% |
สรุป: สแตนเลสต้องใช้ความเร็วในการกลึงที่ต่ำกว่า และทำให้ต้นทุนเครื่องมือสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
การเปรียบเทียบความสามารถในการกลึง
| สาเหตุ | เหล็กกล้าคาร์บอน | เหล็กกล้าไร้สนิม |
|---|---|---|
| ความเร็วในการตัด | สูงกว่า | ต่ํากว่า |
| การเหนียวแข็งจากการแปรรูป (Work hardening) | ต่ํา | สูง (304/316) |
| อายุการใช้งานของเครื่องมือ | นานขึ้น | สั้นลง |
| การควบคุมเศษชิ้นงาน | ดี | ไหม |
| การสร้างความร้อน | ปานกลาง | แรงสูง |
| ความต้องการสารหล่อเย็น | ปานกลาง | แรงสูง |
ผู้ชนะในด้านความสะดวกในการกลึง: เหล็กกล้าคาร์บอน ✅
ความต้านทานการกัดกร่อนและสภาพแวดล้อมในการใช้งาน
-
เหล็กกล้าคาร์บอนเกิดสนิมหากไม่ได้รับการเคลือบหรือทาสี
-
สแตนเลสต้านทานการกัดกร่อนโดยธรรมชาติ
-
สแตนเลสเกรด 316 ให้สมรรถนะเหนือกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนในสภาพแวดล้อมที่มีการสัมผัสกับทะเลหรือสารเคมี
วัสดุที่ชนะสำหรับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน: สแตนเลส ✅
ความแข็งแรงและการอบอุณหภูมิ
เหล็กคาร์บอน:
-
สามารถอบความร้อนได้ง่าย
-
มีจำหน่ายอย่างกว้างขวาง
-
คุ้มค่าเมื่ออยู่ในสถานะพรีฮาร์ด
สแตนเลส:
-
17-4 PH มีความแข็งแรงสูงมากหลังผ่านกระบวนการชุบแข็ง
-
เกรดออสเทนิติก (304/316) ไม่มีแม่เหล็กและมีความเหนียวสูง
-
เกรดมาร์เทนซิติก (420) สามารถทำให้แข็งได้
การเปรียบเทียบต้นทุนในการกลึง CNC
จากผลการตรวจสอบการจัดซื้อ:
| องค์ประกอบต้นทุน | เหล็กกล้าคาร์บอน | เหล็กกล้าไร้สนิม |
|---|---|---|
| วัสดุดิบ | เส้นฐาน | +25–60% |
| ต้นทุนเครื่องมือ | ต่ํากว่า | สูงกว่า |
| เวลาจริง | สั้นลง | นานขึ้น |
| ต้นทุนการกลึงรวมทั้งหมด | ต่ํากว่า | สูงกว่า |
วัสดุที่ชนะด้านประสิทธิภาพต้นทุน: เหล็กกล้าคาร์บอน ✅
ความยืดหยุ่นในการออกแบบและการควบคุมความคลาดเคลื่อน
วัสดุทั้งสองชนิดสามารถบรรลุความคลาดเคลื่อนที่แน่นหนาได้ แต่:
-
สแตนเลสต้องใช้เครื่องมือที่คมกว่าและต้องควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำยิ่งขึ้น
-
เหล็กกล้าคาร์บอนมีความทนทานมากกว่า
เมื่อใดควรเลือกใช้เหล็กสแตนเลสสำหรับการกลึงด้วยเครื่อง CNC
เลือกใช้เหล็กสแตนเลสหาก:
-
ชิ้นส่วนต้องสัมผัสกับการกัดกร่อนหรือสารเคมี
-
ความสะอาดมีความสำคัญอย่างยิ่ง (อุตสาหกรรมอาหาร/การแพทย์)
-
ต้องการความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง
-
คุณภาพพื้นผิวที่สวยงามมีความสำคัญ
เมื่อใดควรเลือกใช้เหล็กกล้าคาร์บอนสำหรับการกลึงด้วยเครื่อง CNC
เลือกใช้เหล็กกล้าคาร์บอนหาก:
-
สภาพแวดล้อมแห้ง
-
การเคลือบป้องกันเป็นที่ยอมรับได้
-
งบประมาณจำกัด
-
ต้องการปริมาณสูง
-
มีแผนดำเนินการอบชุบหลังการกลึง
คำถามที่พบบ่อย: การกลึงด้วยเครื่อง CNC วัสดุสแตนเลสเทียบกับเหล็กคาร์บอน
สแตนเลสมักจะยากกว่าในการกลึงเสมอหรือไม่?
เกรดออสเทนิติก เช่น 304/316 นั้นยากกว่ามากในการกลึง ส่วนเกรด 303 และ 17-4 PH นั้นกลึงได้ง่ายกว่ามาก

