Como todos sabemos, la maquinabilidad del acero inoxidable es mucho peor que la del acero de medio carbono.
Considerando que la maquinabilidad de corte del acero común No. 45 es del 100%, la maquinabilidad de corte relativa del acero inoxidable austenítico 1Cr18Ni9Ti es del 40%; la del acero inoxidable ferrítico 1Cr28 es del 48%; y el del acero inoxidable martensítico 2Cr13 es del 55%.
Entre ellos, la maquinabilidad de corte de los aceros inoxidables austeníticos y austenítico-ferríticos es la peor.
El acero inoxidable tiene las siguientes características durante el proceso de corte:
(1) Endurecimiento por trabajo severo:
En el acero inoxidable, el fenómeno del endurecimiento por trabajo es más prominente en los aceros inoxidables austeníticos y austenítico-ferríticos.
Por ejemplo, la resistencia σb del acero inoxidable austenítico después del endurecimiento alcanza 1470-1960 MPa, y con el aumento de σb, el límite elástico σs aumenta.
La σs del acero inoxidable austenítico recocido no supera el 30%-45% de σb, pero alcanza el 85%-95% después del endurecimiento.
La profundidad de la capa endurecida puede alcanzar un tercio o más de la profundidad de corte, y la dureza de la capa endurecida es 1,4-2,2 veces mayor que la del original.
Debido a que el acero inoxidable tiene una alta ductilidad, se produce una distorsión de la red durante la deformación plástica, lo que produce un efecto de fortalecimiento significativo.
Además, la austenita no es muy estable y, bajo tensión cortante, parte de la austenita se transformará en martensita.
Además, las impurezas compuestas tienden a descomponerse en una distribución dispersa bajo el calor de corte, lo que lleva a la formación de una capa endurecida durante el corte.
El fenómeno de endurecimiento producido por la alimentación o proceso anterior afecta gravemente al buen funcionamiento de procesos posteriores.
(2) Fuerzas de corte elevadas:
El acero inoxidable exhibe una gran deformación plástica durante el corte, especialmente el acero inoxidable austenítico (que tiene una tasa de alargamiento mayor que 1,5 veces la del acero No. 45), lo que aumenta las fuerzas de corte.
Además, el severo endurecimiento por trabajo y la alta resistencia térmica del acero inoxidable aumentan aún más la resistencia al corte, lo que dificulta el rodamiento y la rotura de las virutas.
Por lo tanto, cortar acero inoxidable requiere altas fuerzas de corte, siendo la fuerza de corte unitaria para torneado 1Cr18Ni9Ti de 2450 MPa, que es un 25% mayor que la del acero No. 45.
(3) Altas temperaturas de corte:
La deformación plástica y la fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo durante el corte generan mucho calor de corte, mientras que la conductividad térmica del acero inoxidable es sólo de 1/2 a 1/4 de la del acero No. 45.
Como resultado, una gran cantidad de calor de corte se concentra en la zona de corte y en la interfaz entre la herramienta y las virutas, con malas condiciones de disipación de calor.
En las mismas condiciones, la temperatura de corte del 1Cr18Ni9Ti es aproximadamente 200°C más alta que la del acero No. 45.
(4) Difícil rotura de viruta y fácil pegado:
El acero inoxidable tiene alta plasticidad y tenacidad, lo que resulta en virutas continuas durante el roscado, lo que no solo afecta el funcionamiento suave, sino que también crea adherencia y nidos de virutas bajo altas temperaturas y presión debido a la fuerte afinidad entre el acero inoxidable y otros metales.
Esto agrava el desgaste de la herramienta en la superficie ya mecanizada, especialmente con acero inoxidable martensítico con bajo contenido de carbono.
(5) Desgaste de herramientas:
La afinidad entre la herramienta y las virutas al cortar acero inoxidable provoca desgaste por adhesión y difusión, provocando hendiduras en forma de media luna en la superficie de corte frontal de la herramienta y pequeñas descamaciones y mellas en el filo.
Además, la alta dureza de las partículas de carburo (como el TiC) en el acero inoxidable provoca contacto directo y fricción entre las partículas y la herramienta, lo que provoca abrasión de la herramienta, endurecimiento por trabajo y desgaste acelerado durante el roscado.
(6) Coeficiente de expansión lineal grande:
El coeficiente de expansión lineal del acero inoxidable es aproximadamente 1,5 veces mayor que el del acero al carbono, lo que hace que la pieza sea susceptible a la deformación térmica bajo temperaturas de corte y difícil de controlar en términos de precisión dimensional.
