เลือกล้อเจียรเพื่อเจียรสแตนเลสอย่างไร?

เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นโลหะผสมเหล็กที่มีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนสูงและมีความแข็งแรงสูง สเตนเลสได้รับชื่อนี้เนื่องจากเมื่อปริมาณโครเมียมถึงระดับหนึ่ง ฟิล์มออกไซด์โครเมียมหนาแน่นจะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิว ซึ่งมีคุณสมบัติในการป้องกันสนิมและทนต่อการกัดกร่อน

ประเภทของผลิตภัณฑ์สแตนเลส

ในการจำแนกประเภทวัสดุโลหะ ผู้คนมักแบ่งสเตนเลสออกเป็น 5 ประเภทตามลักษณะทางโลหะวิทยา ได้แก่ สเตนเลสมาร์เทนซิติก สเตนเลสเฟอร์ริติก สเตนเลสออสเทนนิติก สเตนเลสดูเพล็กซ์ออสเทนนิติก-เฟอร์ริติก และสเตนเลสชุบแข็งแบบตกตะกอน ในบรรดานี้ สเตนเลสออสเทนนิติกเป็นสเตนเลสที่พบมากที่สุด คิดเป็นประมาณ 70% ของสเตนเลสทั้งหมด

ปัจจุบัน เหล็กกล้าไร้สนิมที่เติมธาตุโครเมียมและนิเกิลเข้าไปพร้อมกันคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 60% ของผลผลิตเหล็กกล้าไร้สนิมทั้งหมด เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กโครงสร้าง เหล็กกล้าไร้สนิมจะมีความสามารถในการนำความร้อนต่ำ โมดูลัสความยืดหยุ่นต่ำ การยืดตัวสูง และการหดตัวตามหน้าตัดขนาดใหญ่ ซึ่งทำให้การแปรรูปเป็นเรื่องยาก โดยเฉพาะการเจียร

 

ลักษณะการเจียรของสแตนเลส

1. แรงบดสูงและอุณหภูมิการบดสูง

วัสดุสแตนเลสมีลักษณะของอุณหภูมิสูง ความแข็งแรงสูง และความเหนียวสูง ในระหว่างการเจียร การบิดเบือนของโครงตาข่ายจะมีขนาดใหญ่ และการเสียรูปพลาสติกจะรุนแรง แรงตัดต่อหน่วยพื้นที่ของสแตนเลสสามารถเข้าถึง 90GPa และแรงเจียรคือ 1.5-2.2 เท่าของเหล็ก 45# ความต้านทานการเจียรมีขนาดใหญ่ และอุณหภูมิของโซนการเจียรสูง การนำความร้อนของสแตนเลสต่ำ ประมาณ 1/3 ของเหล็ก 45# ซึ่งทำให้พื้นผิวของชิ้นงานสร้างอุณหภูมิสูงทันทีที่ 1000-1500 องศา พื้นผิวของชิ้นงานไหม้ได้ง่าย ชิ้นงานเกิดรอยแตกร้าว และบางครั้งพื้นผิวของชิ้นงานก็ผ่านการอบอ่อน และความลึกของการอบอ่อนสามารถเข้าถึง 0.01-0.02 มม.

 

2. แนวโน้มที่จะทำงานหนักมากเกินไป

เมื่อทำการเจียรสแตนเลส พื้นผิวชิ้นงานจะเสียรูปอย่างรุนแรง ความเครียดและความเครียดจะเพิ่มขึ้น และเกิดการแข็งตัวจากการทำงาน ในชั้นการแข็งตัวจากการทำงาน เมล็ดจะบิดเบี้ยว เมล็ดทรายจะสึกกร่อนและเกิดการเฉื่อยชา และเกิดรอยสั่นสะเทือนและรอยขีดข่วน

 

3. ฝุ่นจากการเจียรเกาะติดกับล้อเจียร

เนื่องจากความเหนียวของสแตนเลสเป็นอย่างมาก ภายใต้สภาวะอุณหภูมิการเจียร แรงกดสัมผัส และความเร็วสัมพันธ์บางอย่าง ฝุ่นจากการเจียรจะทำปฏิกิริยากับอนุภาคทรายได้ง่าย ดังนั้น ฝุ่นจากการเจียรจึงเกาะติดกับล้อเจียร เติมช่องว่างระหว่างอนุภาคขัด และทำให้ล้อเจียรอุดตันอย่างรวดเร็ว ในเวลานี้ สภาวะการเจียรจะเสื่อมลงอย่างรวดเร็ว ความร้อนสูง และความหยาบของพื้นผิวจะลดลงอย่างมาก การยึดเกาะของฝุ่นจากการเจียรจะแตกต่างกันไปตามสแตนเลสแต่ละประเภท การยึดเกาะของการเจียรของสแตนเลสทนกรดไนตริกเข้มข้นและสแตนเลสทนความร้อนค่อนข้างรุนแรง รองลงมาคือ 1Cr18Ni9Ti, 1Cr13, 2Cr13 เป็นต้น

 

4. ฝุ่นจากการเจียรไม่ง่ายที่จะตัดออก และอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนก็ทำให้ทื่อได้ง่าย

เมื่อทำการเจียรวัสดุสแตนเลส แรงในการเจียรจะมาก และอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจะทื่อได้ง่าย ทำให้ล้อเจียรสึกหรอ เมื่อทำการเจียรสแตนเลส อัตราส่วนในการเจียรจะเท่ากับ G=6-12 ในขณะที่อัตราส่วนในการเจียรจะเท่ากับ G=40-80 เมื่อทำการเจียรเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาและเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำ ดังนั้น อัตราส่วนในการเจียรของสแตนเลสจึงมีเพียงประมาณ 1/7 ของเหล็กกล้าธรรมดาเท่านั้น

 

5. การเผาไหม้ของผิวชิ้นงาน

การเผาไหม้ของพื้นผิวชิ้นงานเป็นข้อบกพร่องประการหนึ่งที่มักเกิดขึ้นในการเจียร โดยเฉพาะสเตนเลสออสเทนนิติก ซึ่งมีความไวต่อการเผาไหม้มากกว่า

 

6. รอยขีดข่วนบนพื้นผิวชิ้นงาน

เมื่อทำการเจียรวัสดุสแตนเลส พื้นผิวของชิ้นงานจะเกิดรอยขีดข่วนได้ง่าย ดังนั้นพื้นผิวที่ผ่านการประมวลผลจึงจำเป็นต้องมีความหยาบสูง สาเหตุของรอยขีดข่วน: มีอนุภาคขัดที่ยื่นออกมาบางส่วนบนพื้นผิวการทำงานของล้อเจียร ซึ่งจะขูดพื้นผิวของชิ้นงานก่อนที่จะหลุดออก เศษหินเจียรที่หลุดออกจากล้อเจียรจะตกลงระหว่างล้อเจียรและชิ้นงาน ทำให้เกิดรอยขีดข่วนบนพื้นผิวของชิ้นงาน ของเหลวสำหรับเจียรไม่สะอาด ผสมกับเศษหินเจียร และของเหลวสำหรับเจียรมีไม่เพียงพอ ส่งผลให้เกิดรอยขีดข่วนในระหว่างกระบวนการเจียร 7. การเสียรูปของชิ้นงาน เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นขนาดใหญ่ของสแตนเลส อุณหภูมิในการเจียรจึงส่งผลกระทบต่อขนาดของชิ้นงานมากกว่า ซึ่งอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดขนาดได้ง่าย นอกจากนี้ แนวโน้มการแข็งตัวของสแตนเลสยังรุนแรง และความเค้นตกค้างเกิดขึ้นได้ง่ายบนพื้นผิวของชิ้นงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องเจียรชิ้นงานที่มีเพลาเรียว ชิ้นงานที่มีผนังบาง และชิ้นงานอื่นๆ ที่มีความแข็งต่ำ ชิ้นงานจะเสียรูปได้ง่ายภายใต้แรงกระทำของการเจียร

 

สารละลาย

1. การเลือกชนิดของสารกัดกร่อน

เมื่อทำการเจียรสแตนเลส มักใช้คอรันดัมสีขาว (WA) คอรันดัมสีขาวมีประสิทธิภาพในการตัดที่ดีและคุณสมบัติในการลับคมด้วยตนเอง

 

ผลการเจียรสแตนเลสด้วยล้อเจียรคิวบิกโบรอนไนไตรด์ (CBN) ดีกว่า เนื่องจาก CBN มีความแข็งสูง เมล็ดขัดจึงไม่สึกกร่อนง่าย มีเสถียรภาพทางเคมีดี และไม่มีความสัมพันธ์ทางเคมีกับธาตุเหล็ก จึงไม่ง่ายที่จะอุดตันล้อเจียร CBN ในระหว่างการเจียร ล้อเจียร CBN มีแรงเจียรน้อย ความร้อนในการเจียรต่ำ และไม่ทำให้ชิ้นงานไหม้ อย่างไรก็ตาม ราคาของล้อเจียร CBN สำหรับสแตนเลสนั้นสูงกว่าล้อเจียรธรรมดา และจำเป็นต้องตัดแต่งตามสถานการณ์จริง

 

ผลการบดของล้อเจียรคอรันดัมผลึกเดี่ยวเป็นรองเพียงล้อเจียร CBN เท่านั้น เนื่องจากเม็ดขัดแต่ละเม็ดเป็นผลึกเดี่ยวหลายเหลี่ยมทรงกลม จึงไม่มีรอยแตกร้าวและความเค้นตกค้างที่เกิดจากการบดทางกล หากการบดเม็ดขัดเม็ดเดียวโดยกะทันหันน้อยลง และความแข็งและความเหนียวเข้ากันได้ดี คอรันดัมผลึกเดี่ยวจะมีประสิทธิภาพในการบดที่ดี เมื่อเจียรสแตนเลสทนกรด รอยขีดข่วนจากการเจียรจะลดลง โดยเฉพาะคอรันดัมผลึกเดี่ยวที่มีรูพรุนขนาดใหญ่จะมีผลดีต่อการใช้งานในการผลิต

(ล้อเจียรคอรันดัมผลึกเดี่ยว)

 

เมื่อทำการเจียรเหล็กกล้าไร้สนิมที่ผ่านการชุบแข็งด้วยตะกอน Cr17Ni7A1 ให้ใช้ล้อเจียรคอรันดัมไมโครคริสตัลไลน์ (MA) คอรันดัมไมโครคริสตัลไลน์มีความเหนียวสูง ประสิทธิภาพการตัดดี อายุการใช้งานยาวนาน รอยแตกร้าวที่ลับคมเองตามช่องว่างไมโครคริสตัลไลน์จะไม่ทำให้อนุภาคขนาดใหญ่หรืออนุภาคขัดทั้งหมดหลุดออก ซึ่งช่วยลดความร้อนในการเจียรและการอุดตันของล้อเจียร เมื่อทำการเจียรเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก ให้ใช้ล้อเจียรที่ทำจากคอรันดัมไมโครคริสตัลไลน์และซิลิกอนคาร์ไบด์สีเขียว ซึ่งจะช่วยลดความหยาบของชิ้นงานได้อย่างมาก และลดหรือขจัดรอยไหม้ได้

2. การเลือกขนาดเม็ดขัด

ขนาดเม็ดขัดมีผลโดยตรงต่อความหยาบของพื้นผิว สเตนเลสมีความเหนียวสูงและอุดตันได้ง่ายจากการเจียรเศษโลหะ หากใช้ล้อเจียรเม็ดละเอียด เม็ดขัดจะสูญเสียประสิทธิภาพในการตัด และผิวสำเร็จของชิ้นงานจะไม่ดี ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเม็ด F36 และ F46 ใช้สำหรับการเจียรแบบหยาบ และเม็ด F60 ใช้สำหรับการเจียรแบบละเอียด ล้อเจียรเม็ด F46 และ F60 ใช้สำหรับการเจียรแบบหยาบและละเอียด

 

3. การเลือกใช้สารยึดเกาะ

สแตนเลสมีคุณสมบัติความเหนียวสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง มีความแข็งแรงสูง และแรงบดสูง ดังนั้นล้อเจียรจึงจำเป็นต้องมีความแข็งแรงสูงและทนต่อแรงกระแทกขนาดใหญ่ได้ เมื่อเจียรสแตนเลส สามารถใช้ล้อเจียรแบบยึดด้วยเซรามิกได้ ล้อเจียรมีคุณสมบัติกันน้ำ ทนความร้อน และทนต่อการกัดกร่อนได้ดี สามารถรักษาประสิทธิภาพการตัดที่ดีและประสิทธิภาพการผลิตสูงได้ ข้อเสียคือเปราะและไม่สามารถทนต่อแรงกระแทกและการดัดงอขนาดใหญ่ได้ ล้อเจียรแบบยึดด้วยเรซินใช้สำหรับการตัด การเจาะร่อง และการเจียรแบบไม่มีศูนย์กลางของสแตนเลส ล้อเจียรมีความแข็งแรงสูง ยืดหยุ่นดี ทนต่อแรงกระแทก และมีรูพรุนจำนวนมาก สามารถใช้กับความเร็วรอบวงที่สูงขึ้น (35-75m/s) อย่างไรก็ตาม ความแข็งของล้อเจียรแบบยึดด้วยเรซินนั้นต่ำ การใส่ล้อเจียรเรซินในพาราฟินสามารถป้องกันอิทธิพลของสารละลายด่างได้ นอกจากนี้ เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 150 องศา เรซินจะอ่อนตัว ลดความแข็งแรง และอาจไหม้ได้ ดังนั้นควรทำให้เย็นลงระหว่างการเจียร

 

4. การเลือกความแข็งของล้อเจียร

เมื่อทำการเจียรสแตนเลส ควรเลือกล้อเจียรที่มีความแข็งต่ำกว่า และล้อเจียรจะมีความคมในตัวที่ดีกว่า หากความแข็งต่ำเกินไป เม็ดขัดจะเกาะติดไม่แน่น และหลุดออกก่อนที่จะทื่อ ซึ่งจะทำให้ล้อเจียรสแตนเลสมีอายุการใช้งานลดลงอย่างมาก

 

โดยสรุป เมื่อทำการเจียรสแตนเลส ควรเลือกล้อเจียร CBN และล้อเจียรธรรมดาตามสถานการณ์ทางเศรษฐกิจและสถานการณ์จริงของวัสดุเจียร นอกจากนี้ สายพานขัดธรรมดาและสายพานขัด CBN ยังใช้สำหรับการเจียรในงานจริงอีกด้วย