Нередко можно услышать, причем как от токарей, так и от заказчиков, что обработка нержавеющих сталей вызывает значительные затруднения. Причем потенциальные заказчики иногда так и начинают разговор: А работаете ли Вы с нержавейкой? Ответ всегда однозначный: не только работаем, но и любим это делать!

Давайте разберемся откуда же появляются такие вопросы и мифы.

Для начала определимся, что нержавеющих сталей не бывает... вообще... в принципе... Согласно ГОСТ существуют коррозионно-стойкие стали, т.е. стали, способные противостоять тому или иному виду коррозии определенной время в определенных условиях.

Например, очень распространненную сейчас «304-ю нержавейку» (AISI 304 по американскому стандарту или 08х18н10 по ГОСТ) иногда можно увидеть покрытую темными пятнами — это питтинговая коррозия, которая вполне свойственна этой марке стали. Отсюда рождаются легенды о низком качестве стали, но это вовсе не так.

Коррозионно-стойкие стали обычно классифицируют на основе на диаграммы состояния:

• аустенитные;

• аустенитно-ферритные;

• мартенситные;

• мартенситные дисперсионно-стареющие;

• ферритные.

Каждый из этих классов обладает своим набором физико-механических свойств. Их необходимо знать для правильного выбора инструмента и режимов резания. Незнание или непонимание этого и приводит к серьезным проблемам с обработкой нержавеющих сталей и вырастающим из них мифам.

Рассмотрим простой пример: требуется обработать все ту же 304-ю и , например 440-ю (95Х18 по ГОСТ). Вроде обе - «нержавейки».

Каждый токарь (или оператор ЧПУ) обязан знать что по классификации ISO материалы делятся на 6 основных групп:

• P – Сталь;

• M — Нержавеющая сталь;

• K — Чугун;

• N — Алюминий;

• S — Жаропрочные сплавы;

• H — Материалы высокой твердости.

Вот цитата из одного из справочников:

ISO P – Сталь. Наиболее широкая группа материалов в области металлообработки, включающая различные виды сталей — от нелегированных до высоколегированных, а также стальное литье, ферритные и мартенситные нержавеющие стали. Обрабатываемость этих сталей, как правило, хорошая, но сильно варьируется в зависимости от твёрдости материала, содержания углерода и пр .

ISO M – Нержавеющая сталь. Это сплавы с содержанием хрома не менее 12%, а также с другими легирующими элементами, такими как никель и молибден. Эта обширная группа обрабатываемых материалов включает различные типы нержавеющих сталей — ферритные, мартенситные, аустенитные и аустенитно-ферритные (дуплекс). Общим для всех этих материалов является то, что в процессе резания в зоне обработки возникает высокая температура, что приводит к возникновению проточин и нароста на режущей кромке инструмента.

Руководствуясь этим (как и многими другими) справочником смело выбираем твердосплавную пластину и режимы резания для ISO M, после чего ругаем именитого производителя пластин за то, что не живут эти пластины больше 5 минут, и, дескать, качество из года в год падает...

А ларчик просто открывался...

Аустенитные стали (08х18н10) относятся к подгруппе М1, а вот Мартенситные (95Х18) и дисперсионно-стареющие к подгруппам P5 и P6. Т.е. Дли их обработки следует выбирать инструмент и режимы резания по группе P. В этом случае обеспечивается приемлемой стружкодробление, и можно добиться оптимальных параметров обработки.

Хотя до сих пор некоторые справочники относят мартенситные нержавеющие стали к подгруппе M2. Из-за этой неразберихи и возникают сложности при обработке.

Описанное выше — это лишь одна из проблем. Есть и другие. Например, аустенитные стали обладают низкой теплопроводностью, что при механической обработке доставляет дополнительные неудобства. В области резания температура значительно повышается, что может привести к образованию наклёпа или как еще говорят, нагартовки. Наклёп на инструменте способен изменить форму режущей части, поэтому токарная обработка нержавеющей стали выполняется с использованием инструмента со специальной геометрией режущей кромки и стружколома.

Самоупрочнение при механической обработке – еще одно свойство нержавейки, способно вызвать дополнительные трудности при обработке. Чем сильнее упрочняется материал, тем быстрее изнашивается инструмент.

Минимизировать воздействие самоупрочнения можно путём поэтапного снятия слоёв металла. Наиболее эффективный способ – снятие за два подхода слоев разной толщины.

Особой строкой следует выделить трудности при нарезании глубокой резьбы малого диаметра метчиком именно в аустенитных нержавеющих сталях. Неопытный мастер переломает десятки метчиков и испортит килограммы заготовок, прежде чем сумеет сделать нужную резьбу. Подсказки из интернета советуют пользоваться олеиновой кислотой или пастами на ее основе. Путь, несомненно, рабочий. Но как пользоваться кислотой на станке с ЧПУ? Сливать СОЖ, а потом неделю отмывать станок от кислоты? Именитые производители советуют применять твердосплавные суперметчики, но в этом они уподобляются продавцам с рынка, которые утверждают, что самый дорогой метчик у них предназначен именно для нержавейки, потому что покрыт черт знает чем. В одном они правы — проблему решает инструмент, но не сверхдорогой, как им хотелось бы впарить. Поможет старый советский (ну это совсем не обязательно) шахматный метчик. Ключевое слово - «шахматный». Он просто «прорежен» - часть зубьев удалена в шахматном порядке, отсюда и название. При нарезании таким метчиком резьбы в нержавейке, трение и, как следствие, усилие резания значительно снижено. Дополнительно, предварительное сверление можно выполнить большего диаметра, чем это предписано литературой. Можно не переживать за качество резьбы — ведь в нерже она скорее накатывается, чем режется. Одним шахматным метчиком М4 автору удавалось нарезать резьбу на станке с ЧПУ в сквозном отверстии глубиной 15 мм на нескольких сотнях деталей в нержавеющей стали AISI 304 с допуском 6H.