Der vollständige Leitfaden für Bearbeitung von rostfreiem Stahl

Nichtrostender Stahl ist einer der am häufigsten verarbeiteten Werkstoffe und spielt in der modernen Industrie eine wichtige Rolle. Vom Prototyping bis zur Massenproduktion entstehen durch die Bearbeitung von Edelstahl Produkte für jeden Bereich, die den Anforderungen der Industrie entsprechen.

Aufgrund seiner hohen Härte und Zugfestigkeit ist die Bearbeitung von rostfreiem Stahl wesentlich komplexer als die von Holz, weshalb die Wahl der geeigneten Bearbeitungstechnologie von entscheidender Bedeutung ist. Dieser Artikel bietet eine detaillierte Einführung in die Definition, die Vorteile, die Klassifizierung und die Anwendungen von nichtrostendem Stahl, damit Sie seine Eigenschaften besser verstehen und die Bearbeitung von nichtrostendem Stahl erleichtern können.

Was ist nichtrostender Stahl?

Rostfreier Stahl ist ein rostfreier und korrosionsbeständiger hochlegierter Stahl mit hoher chemischer Beständigkeit in korrosiven Medien wie Luft, Wasser, Sole, Säuren und Laugen. Er hat einen Chromgehalt von mindestens 10,5% und einen maximalen Kohlenstoffgehalt von 1,2%.

Rostfreier Stahl ist ein allgemeiner Begriff für rostfreien und säurebeständigen Stahl. Nichtrostender Stahl bezieht sich auf Stahl, der gegen schwach korrosive Medien wie atmosphärische Luft, Dampf und Wasser beständig ist, während säurebeständiger Stahl sich auf Stahl bezieht, der gegen Korrosion durch chemische korrosive Medien wie Säuren, Laugen und Salze beständig ist. Rostfreier Stahl und säurebeständiger Stahl unterscheiden sich erheblich in der Legierungszusammensetzung. Rostfreier Stahl ist zwar rostbeständig, aber nicht unbedingt säurebeständig. Säurebeständiger Stahl ist jedoch im Allgemeinen rostbeständig.

Was sind die Vorteile von rostfreiem Stahl?

Korrosionsbeständigkeit: Er widersteht der Korrosion durch die meisten chemischen Medien, einschließlich Säuren, Laugen und Salzen. Dies verleiht nichtrostendem Stahl eine ausgezeichnete Stabilität in feuchten und korrosiven Umgebungen und verlängert seine Lebensdauer.

Hohe Festigkeit: Durch die Steuerung des Gehalts an Legierungselementen und die Wärmebehandlung kann die Festigkeit von rostfreiem Stahl an die Erfordernisse verschiedener Anwendungen angepasst werden, wodurch er im Bauwesen weit verbreitet ist.

Abnutzungswiderstand: Rostfreier Stahl ist sehr widerstandsfähig und kann seine Oberflächenintegrität und Haltbarkeit unter Reibungs- und Verschleißbedingungen beibehalten. Daher ist nichtrostender Stahl wichtig für die Herstellung von verschleißfesten Teilen und technischen Konstruktionen.

Hitzebeständigkeit: Nichtrostender Stahl kann seine hervorragenden physikalischen und mechanischen Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen beibehalten, was ihn hitzebeständig macht.

Ausgezeichnete Hygiene: Seine glatte Oberfläche wird nicht leicht durch Bakterien oder Schmutz verunreinigt, so dass sie leicht zu reinigen und zu desinfizieren ist und den Hygienestandards entspricht. Daher ist es in der Medizin, Lebensmittelverarbeitung, Pharmazie und anderen Bereichen weit verbreitet.

Ästhetisches Erscheinungsbild: Edelstahl ist in einer Vielzahl von Farben erhältlich, von kühlen und eleganten Metallic-Farben bis hin zu leuchtenden Farben, wodurch er sich für verschiedene Umgebungen eignet. Er hat ein modernes und elegantes Aussehen, das ihn in der Architektur, bei der Wohnungseinrichtung und im Industriedesign attraktiv macht.

Wiederverwertbarkeit: Edelstahlschrott kann recycelt und wiederverwendet werden, wodurch Ressourcenverschwendung und Umweltverschmutzung verringert werden, was dem Konzept der nachhaltigen Entwicklung entspricht.

Arten von rostfreiem Stahl

Nichtrostender Stahl kann auf viele verschiedene Arten klassifiziert werden. Auf der Grundlage der wichtigsten chemischen Zusammensetzung kann er in rostfreien Chromstahl und rostfreien Chrom-Nickel-Stahl unterteilt werden. Je nach Verwendung kann er in salpetersäurebeständigen Edelstahl, schwefelsäurebeständigen Edelstahl, seewasserbeständigen Edelstahl usw. unterteilt werden. Als Nächstes wollen wir uns mit der Klassifizierung nach dem Gefüge nach der Wärmebehandlung befassen.

 Austenitische rostfreie Stähle

Austenitischer rostfreier Stahl ist der beliebteste und am häufigsten verwendete rostfreie Stahl der Welt. Er enthält mehr als 18% Chrom, etwa 8% Nickel und geringe Mengen an Molybdän, Titan, Stickstoff und anderen Elementen, auch bekannt als 18-8 austenitischer Edelstahl. Er ist im Wesentlichen nichtmagnetisch. Diese Stahlsorte hat ausgezeichnete umfassende Eigenschaften und eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Gängige Stahlsorten werden mit Nummern der Serien 200 und 300 bezeichnet, z. B. 304.

301: Es hat eine gute Duktilität und wird zum Umformen von Produkten verwendet. Er kann auch durch Bearbeitung gehärtet werden. Er ist gut schweißbar, verschleißfest und hat eine höhere Ermüdungsfestigkeit als Edelstahl 304.

304: Als weit verbreiteter Stahl hat er eine gute Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit, Tieftemperaturfestigkeit und mechanische Eigenschaften.

304L: Als kohlenstoffarmer 304-Stahl ist seine Korrosionsbeständigkeit ähnlich wie die von 304-Stahl, aber seine Korrosionsbeständigkeit ist nach dem Schweißen oder Spannungsabbau ausgeprägter.

316: Mit dem Zusatz von Mo weist es eine ausgezeichnete Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit auf. Es wird in der Meerwasserausrüstung, der chemischen Industrie, der Lebensmittelverarbeitung und der Papierherstellung verwendet.

316L: Als 316er Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt ist der Molybdängehalt etwas höher als der von 316er Edelstahl, was die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl in saurem Milieu verbessern kann.

321: Es enthält Ti, das eine Sensibilisierung des Edelstahls verhindern und die Hochtemperaturlebensdauer des Edelstahls verbessern kann. Es hat eine ausgezeichnete Hochtemperatur-Dauerbruchleistung und Hochtemperatur-Kriechbeständigkeit.

Ferritische nichtrostende Stähle

Ferritischer rostfreier Stahl besteht hauptsächlich aus einem ferritischen Gefüge und enthält 12% bis 30% Chrom. Seine Korrosionsbeständigkeit, Zähigkeit und Schweißbarkeit nehmen mit steigendem Chromgehalt zu. Im Vergleich zu anderen nichtrostenden Stahlsorten weist er eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Chlorid-Spannungsrisskorrosion auf. Das American Iron and Steel Institute verwendet 430 und 446 als Bezeichnung.

430: Enthält mindestens 16% Chrom, korrosionsbeständig. Er ist hitzebeständig und hat einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als austenitischer rostfreier Stahl. Es ist in Haushaltsgeräten und architektonische Dekoration verwendet.

Martensitische nichtrostende Stähle

Martensitischer rostfreier Stahl ist ein härtbarer rostfreier Stahl. Aufgrund seines höheren Kohlenstoffgehalts hat er eine hohe Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit sowie eine mäßige Korrosionsbeständigkeit und geringe Schweißbarkeit. Seine mechanischen Eigenschaften können durch Wärmebehandlung verändert werden. Er wird derzeit hauptsächlich zur Herstellung von Dampfturbinenschaufeln, Teilen für chirurgische Instrumente und anderen Anwendungen verwendet.

Duplex-Edelstähle

Er hat die Vorteile von austenitischen und ferritischen nichtrostenden Stählen und ist superplastisch. Die Matrix weist sowohl eine austenitische als auch eine ferritische Zweiphasenstruktur auf, wobei der Anteil der wenigerphasigen Matrix im Allgemeinen größer ist als 15%, und er ist magnetisch und kann durch Kaltverformung verfestigt werden. 329 ist ein typischer nichtrostender Duplex-Stahl. Im Vergleich zu austenitischem rostfreiem Stahl hat Duplexstahl eine höhere Festigkeit und eine bessere Korrosionsbeständigkeit.

Ausscheidungshärtende rostfreie Stähle (PHSS)

Bei einer Basis mit austenitischem oder martensitischem Gefüge und hohem Cr-Gehalt werden die mechanischen Eigenschaften in erster Linie durch Phasenumwandlung und Ausscheidungshärtung verbessert. Das American Iron and Steel Institute bezeichnet diese mit einer 600er-Nummer, z. B. 630, was 17-4PH entspricht.

17-4PH: Diese Legierung weist eine ausgezeichnete Wärmebehandlungsleistung auf. Ihre Eigenschaften können durch verschiedene Wärmebehandlungsverfahren wie Abschrecken und Glühen, Abschreckkühlung oder Alterungsabschrecken verändert werden, wodurch unterschiedliche mechanische Eigenschaften und Ermüdungsbeständigkeit erreicht werden können.。

Kann Edelstahl maschinell bearbeitet werden?

Ja, nichtrostender Stahl kann durchaus bearbeitet werden, und es gibt verschiedene Methoden zur Bearbeitung von nichtrostendem Stahl. Im Folgenden wollen wir gemeinsam 7 gängige Verfahren zur Bearbeitung von rostfreiem Stahl erkunden.

Bearbeitungsverfahren für rostfreien Stahl

Fräsen: Dies ist das am häufigsten verwendete Verfahren zur Bearbeitung von rostfreiem Stahl, wobei in der Regel Schnellstahlfräser (HSS) zur Bearbeitung fester Werkstücke eingesetzt werden. Die Wahl der richtigen Werkzeuge ist für die Bearbeitung von rostfreiem Stahl entscheidend. Während für Schaftfräser und einige Planfräser Hartmetall als Schneidstoff verwendet werden kann, wird für andere Arten von Fräsern in der Regel Schnellarbeitsstahl verwendet, der eine höhere Werkzeugbeständigkeit bietet.

Drehen: Ist ein gängiges Verfahren zur Bearbeitung von rostfreiem Stahl. Bei diesem Verfahren wird das Schneidwerkzeug fixiert, während sich das Werkstück um eine Achse dreht, um Material abzutragen. Die Bearbeitung von rostfreiem Stahl ist mit hohen Schnittkräften und Schwierigkeiten beim Spanbrechen verbunden, was zu einem Verkleben des Werkzeugs oder zur Bildung von Aufbauschneiden führen kann, was die Oberflächenqualität beeinträchtigt und den Werkzeugverschleiß beschleunigt. Daher sollten beim Drehen von hochfestem Stahl Werkzeuge vom Typ YD, YN und beschichtete Hartmetallwerkzeuge verwendet werden.

Schleifen: Verbessern Sie die Oberflächengüte und Präzision von Edelstahlteilen. Geschliffene Edelstahlteile weisen eine höhere Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Ermüdungsfestigkeit auf und verlängern so ihre Lebensdauer.

EDM (Electrical Discharge Machining): Nutzt die hohe Temperatur, die durch die sofortige Funkenentladung zwischen der Werkzeugelektrode und der Werkstückelektrode entsteht, um das Material zu erodieren. Die Dicke des Metalls begrenzt die Anwendung dieses Verfahrens.

Bohren: Das Bohren von rostfreiem Stahl erfordert scharfe Bohrer. Niedrige Drehzahlen, hoher Schnittdruck (hoher Vorschub) und viel Kühlmittel sind erforderlich, um die Sekundärbearbeitung abzuschließen und die Leistung und Ästhetik zu verbessern.

Einfädeln: Ist ein wesentliches Verfahren für Stahlteile, die zur Befestigung oder zum Einbau von Schrauben verwendet werden. Dabei werden mit Hilfe von Formwerkzeugen oder Schleifwerkzeugen Gewinde auf einem Werkstück erzeugt.

Laserschneiden: Verwendet einen Laserstrahl mit hoher Energiedichte zum präzisen Schneiden von Materialien und eignet sich daher zum Schneiden dünner Edelstahlbleche.

Tipps zur Bearbeitung von rostfreiem Stahl

Die Auswahl des richtigen Materials: Edelstahl gibt es in vielen verschiedenen Qualitäten mit unterschiedlichen Legierungszusammensetzungen, die zu unterschiedlichen Eigenschaften führen. Sie müssen die hochwertigste Sorte wählen, die den Anforderungen des Projekts entspricht, um erhebliche Kosten zu sparen.

Das richtige Werkzeug auswählen: Die Wahl des richtigen Werkzeugs ist entscheidend für die Bearbeitung hochwertiger Teile. Die Auswahl von Werkzeugen auf der Grundlage spezifischer Anforderungen kann die Effizienz der Zerspanung verbessern und die Lebensdauer der Werkzeuge verlängern. Übliche Schneidwerkzeuge für rostfreien Stahl sind Hartmetall und Schnellarbeitsstahl.

Verwendung von Schneidflüssigkeiten: Schmiermittel sind bei der Bearbeitung von rostfreiem Stahl vielseitig einsetzbar. Sie verringern nicht nur den Verschleiß zwischen Schneidwerkzeug und Werkstück und verlängern so die Lebensdauer des Werkzeugs, sondern senken auch effektiv die Schnitttemperatur, reduzieren die Bildung von Aufbauschneiden und minimieren die Aufhärtung.

Scharfe Werkzeuge verwenden: Durch die Verwendung scharfer Werkzeuge können die Schnittkräfte reduziert und eine gleichmäßige und präzise Bearbeitung erreicht werden. Bei der Bearbeitung von rostfreiem Stahl ist es wichtig, den Werkzeugverschleiß regelmäßig zu überprüfen und die Werkzeuge bei Bedarf zu ersetzen.

Anwendungen für die Bearbeitung von rostfreiem Stahl

Nichtrostender Stahl ist ein in der industriellen Fertigung weit verbreiteter metallischer Werkstoff, der einen erheblichen wirtschaftlichen und technischen Wert hat. Daher ist er zu einem wichtigen Werkstoff in verschiedenen Industriezweigen geworden. Als Nächstes wollen wir die spezifischen Anwendungen von nichtrostendem Stahl in verschiedenen Branchen untersuchen:

Automobilindustrie: Aufgrund seiner hohen Temperaturbeständigkeit, hohen Zähigkeit und hohen Festigkeit wird rostfreier Stahl häufig für Auspuffanlagen, Kraftstofftanks und Komponenten aus rostfreiem Stahl verwendet.

Luft- und Raumfahrt: Bearbeitete Teile aus rostfreiem Stahl werden häufig in Flugzeugrümpfen und Motorkomponenten verwendet.

Medizinisch: Aufgrund seiner hervorragenden Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit wird Edelstahl häufig für die Herstellung von medizinischen Instrumenten und Implantaten verwendet.

Essen und Trinken: Edelstahl wird wegen seiner Hygiene, einfachen Reinigung und Langlebigkeit häufig für Lebensmittelverarbeitungsgeräte und Lagerbehälter verwendet.

Marine: Aufgrund seiner hervorragenden Säure- und Korrosionsbeständigkeit wird rostfreier Stahl häufig in der Schifffahrt eingesetzt.

FAQs zu Edelstahl

Ist rostfreier Stahl schwer zu bearbeiten?

Obwohl bei der Bearbeitung von rostfreiem Stahl einige Probleme auftreten, die bei der Bearbeitung anderer Metalle nicht auftreten, können viele Probleme durch die Kombination von Erfahrung des Bedieners und Materialeigenschaften gelöst werden, so dass die Bearbeitung von rostfreiem Stahl nicht schwierig ist.

Bei der Bearbeitung sind im Vorfeld entsprechende Vorbereitungen zu treffen, wie z. B. die Wahl der richtigen Werkzeuge, die Einstellung der richtigen Schnittparameter, die Verwendung von Schneidflüssigkeiten und scharfen Werkzeugen, wodurch die Schwierigkeiten bei der Bearbeitung von nichtrostendem Stahl entsprechend verringert werden.

Welches ist der billigste nichtrostende Stahl für die spanende Bearbeitung?

SUS409 ist die billigste Edelstahlsorte und gehört zu den ferritischen Edelstählen (Chromstahl). Nichtrostender Stahl 409 hat einen geringeren Gehalt an Legierungselementen, so dass die Kosten relativ niedrig sind. Aufgrund seiner hohen Temperaturstabilität und Korrosionsbeständigkeit wird er häufig für Auspuffrohre in der Automobilindustrie verwendet.

Welche nichtrostenden Stähle sind schwer zu bearbeiten?

Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt: Aufgrund seiner hohen Festigkeit und Härte, ist es leicht, das Werkzeug zu tragen

Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt: Da er weich ist, können die Stahlspäne beim Schneiden leicht am Werkzeug haften bleiben, was die Lebensdauer des Werkzeugs verkürzt.

304: Leicht zu verfestigen.

Gibt es Nachteile für die maschinelle Bearbeitung von Edelstahl?

Ja, bei der Bearbeitung von rostfreiem Stahl sind die folgenden Nachteile zu berücksichtigen:

• Hohe Kosten für nichtrostenden Stahl
• Schlechte Schweißbarkeit, verursacht leicht Materialabfall
• Leicht zu verbeulen
• Leicht zu zerkratzen, was das Erscheinungsbild beeinträchtigt

Welche Oberflächenbehandlungen können bei der Bearbeitung von rostfreiem Stahl verwendet werden?

Bei der Bearbeitung von Edelstahl werden häufig Polieren, Galvanisieren, elektrolytisches Polieren, Perlstrahlen, Oberflächenbeschichtung und andere Oberflächenbehandlungen eingesetzt.

Schlussfolgerung

Nach der Lektüre dieses Leitfadens haben Sie sicher ein umfassenderes Verständnis von rostfreiem Stahl. Aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Zähigkeit werden Teile aus rostfreiem Stahl in vielen Branchen bevorzugt bearbeitet. Wenn Sie ein neues Projekt aus rostfreiem Stahl haben, wenden Sie sich bitte an DEK und lassen Sie uns einen tieferen Blick in die Welt der Bearbeitung von Edelstahl oder anderen Materialien werfen.

Die DEK ist ein führender Hersteller im Bereich der Bearbeitung von rostfreiem Stahl. Wir verfügen über reiche Erfahrung und fortschrittliche Ausrüstung, um Ihren Projektfortschritt effektiv zu beschleunigen und Ihnen hochwertige Dienstleistungen aus einer Hand zu bieten.