A usinagem é um aspecto crucial da indústria de manufatura, e a seleção do aço certo é fundamental para garantir o sucesso do processo de fabricação. Neste guia abrangente da Prototek, analisamos os principais fatores envolvidos na seleção do aço mais adequado para aplicações de usinagem.

Propriedades básicas do aço

Resistência e dureza: Uma das propriedades mais fundamentais do aço é sua resistência e dureza. A resistência indica a capacidade de um material de resistir à deformação e à destruição, enquanto a dureza reflete a capacidade de um material de resistir à pressão externa. Na usinagem, a seleção da resistência e da dureza adequadas do aço é a chave para garantir a durabilidade e a estabilidade do desempenho das peças.

Resistência e plasticidade: A tenacidade se refere à capacidade do aço de resistir a rachaduras sob impacto ou vibração, enquanto a plasticidade se refere à capacidade de um material se deformar sem quebrar durante o processamento. Para peças que precisam suportar cargas de impacto ou que exigem formas complexas, é essencial que o aço tenha boa tenacidade e plasticidade.

Resistência à corrosão: A resistência à corrosão do aço determina seu desempenho em ambientes adversos. Especialmente em ambientes úmidos ou quimicamente corrosivos, o aço resistente à corrosão pode prolongar a vida útil das peças e reduzir os custos de manutenção.

Classificação do aço

Aço carbono:

Aço de alto carbono: alto teor de carbono, alta dureza, adequado para ferramentas de corte e peças de alta resistência.

Aço de médio carbono: teor médio de carbono, com boa resistência e plasticidade, amplamente utilizado na fabricação de peças de máquinas.

Aço de baixo carbono: teor de carbono relativamente baixo, fácil de processar, usado para soldagem e fabricação de peças que exigem plasticidade.

Liga de aço:

Aço de liga de cromo: contém cromo para melhorar a dureza e a resistência à corrosão, adequado para a fabricação de ferramentas de corte e rolamentos.

Aço de liga de tungstênio: contém tungstênio, que aumenta o desempenho de corte e a resistência ao desgaste, e é usado em ferramentas de corte de alta velocidade.

Aço de liga de níquel: contém níquel, excelente resistência à corrosão e estabilidade em altas temperaturas, adequado para os setores químico e de aviação.

Outras categorias:

Aço inoxidável: excelente resistência à corrosão para aplicações que exigem aparência e durabilidade.

Aço para ferramentas: projetado para fabricar ferramentas com alta dureza e resistência à abrasão.

Spring Steel: tem boa elasticidade e resistência à fadiga, para a fabricação de molas e componentes elásticos.

Elementos-chave da usinagem

Desempenho de corte: no processo de usinagem, o desempenho de corte é um dos principais fatores. Isso envolve a reação do aço sob corte com uma ferramenta, incluindo o atrito e a geração de calor entre a ferramenta e a peça de trabalho. A seleção de aço com bom desempenho de corte pode melhorar a eficiência da usinagem, reduzir o desgaste da ferramenta e garantir a estabilidade do processo de usinagem.

Adaptabilidade ao tratamento térmico: a adaptabilidade ao tratamento térmico do aço refere-se às mudanças de desempenho após o tratamento em alta temperatura. Na usinagem, algumas peças precisam passar por tratamento térmico para melhorar sua dureza, resistência e outras propriedades. Portanto, a seleção do aço com boa adaptabilidade ao tratamento térmico é a chave para garantir a qualidade do produto final.

Estabilidade de usinagem: a estabilidade de usinagem do aço está relacionada à estabilidade e à capacidade de controle no processo de usinagem. Alguns aços podem causar inconsistência dimensional ou distorção de forma devido à deformação ou instabilidade durante o processamento. Portanto, é muito importante selecionar o aço com boa estabilidade de usinagem para garantir a usinagem de peças de alta precisão.

O aço mais adequado para usinagem

Perfuração: aço recomendado: aço de alta velocidade com boa usinabilidade e resistência ao desgaste, como o aço de alta velocidade M2.

Fresagem: aço recomendado: aço-liga adequado para fresagem, como o aço-liga AISI 4140, com boa usinabilidade e resistência.

Torneamento: aço recomendado: aço de baixo carbono fácil de processar, como o aço de baixo carbono AISI 1018, adequado para torneamento e processamento de superfície.

Corte em alta velocidade: aço recomendado: Aço de liga de tungstênio com alta dureza e usinabilidade, como o carboneto de tungstênio.

Soldagem: aços recomendados: aços estruturais com baixo teor de carbono e fáceis de soldar, como o AISI 1020, para componentes estruturais soldados.

Requisitos de resistência à corrosão: aço recomendado: aço inoxidável, como o AISI 316, com boa resistência à corrosão, adequado para ambientes químicos e marinhos.

Aplicações práticas e estudos de caso

Componentes de alta resistência no setor aeroespacial:

Aplicação: fabricação de peças de motores de aeronaves, como lâminas de turbina.

Seleção de aço: use aço de liga à base de níquel, como a série Inconel, para garantir que as peças em ambientes de alta temperatura e alta pressão tenham boa força e resistência à corrosão.

Peças de motor na fabricação de automóveis:

Aplicação: fabricação do virabrequim de um motor de automóvel.

Seleção de aço: selecione aço de liga de alto carbono, como o AISI 4340, para obter excelente força e resistência ao desgaste, para garantir que o virabrequim em condições de alta carga tenha excelente desempenho.

Fabricação de ferramentas:

Aplicação: produção de ferramentas de corte de alta velocidade, como fresas.

Seleção do aço: use aço de alta velocidade, como o M2, para garantir que a ferramenta tenha bom desempenho de corte e resistência ao desgaste, adequado para aplicações de corte de alta velocidade.

Componentes resistentes à corrosão em equipamentos químicos:

Aplicação: fabricação de revestimentos resistentes à corrosão em reatores químicos.

Seleção de aço: aço inoxidável, como o AISI 316L, para garantir que as peças em ambiente químico corrosivo tenham boa resistência à corrosão.

Peças estruturais de máquinas-ferramenta:

Aplicação: cama de máquina-ferramenta de fabricação.

Seleção de aço: use aço de liga estrutural, como o AISI 4140, para obter boa resistência e desempenho de corte, para garantir a estabilidade e a durabilidade da estrutura da máquina-ferramenta.

Tratamento de superfície das peças:

Aplicação: a produção de peças de alta qualidade de superfície, como a superfície do virabrequim de motocicletas.

Seleção do aço: escolha um aço de baixo carbono fácil de processar, como o AISI 1045, para garantir a estabilidade e a precisão do processamento da superfície.

Para selecionar o aço adequado para usinagem, é preciso considerar as propriedades, a classificação do aço e os fatores do processo de usinagem. Por meio de um entendimento aprofundado e da verificação da aplicação prática, os fabricantes podem melhorar a eficiência da produção, reduzir os custos e produzir produtos de alta qualidade. O desenvolvimento futuro se concentrará no desenvolvimento de novos materiais e na aplicação de uma tecnologia de usinagem mais inteligente para promover o progresso da fabricação.

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