Como todos sabemos, a usinabilidade do aço inoxidável é muito pior do que a do aço de médio carbono.
Considerando a usinabilidade de corte do aço nº 45 comum como 100%, a usinabilidade de corte relativa do aço inoxidável austenítico 1Cr18Ni9Ti é de 40%; a do aço inoxidável ferrítico 1Cr28 é de 48%; e a do aço inoxidável martensítico 2Cr13 é de 55%.
Dentre eles, a usinabilidade de corte dos aços inoxidáveis austeníticos e austenítico-ferríticos é a pior.
O aço inoxidável possui as seguintes características durante o processo de corte:
(1) Endurecimento por trabalho severo:
No aço inoxidável, o fenômeno do endurecimento por trabalho é mais proeminente nos aços inoxidáveis austeníticos e austenítico-ferríticos.
Por exemplo, a resistência σb do aço inoxidável austenítico após o endurecimento atinge 1470-1960 MPa, e com o aumento de σb, o limite de escoamento σs aumenta.
O σs do aço inoxidável austenítico recozido não excede 30%-45% de σb, mas atinge 85%-95% após o endurecimento.
A profundidade da camada endurecida pode atingir um terço ou mais da profundidade de corte, e a dureza da camada endurecida é 1,4-2,2 vezes maior que a original.
Como o aço inoxidável tem alta ductilidade, ocorre distorção da rede durante a deformação plástica, levando a um efeito de reforço significativo.
Além disso, a austenita não é muito estável e, sob tensão de corte, alguma austenita se transformará em martensita.
Além disso, as impurezas compostas tendem a se decompor em uma distribuição dispersa sob o calor de corte, levando à formação de uma camada endurecida durante o corte.
O fenômeno de endurecimento produzido pela alimentação ou processo anterior afeta seriamente o bom andamento dos processos subsequentes.
(2) Altas forças de corte:
O aço inoxidável apresenta grande deformação plástica durante o corte, principalmente o aço inoxidável austenítico (que possui uma taxa de alongamento superior a 1,5 vezes a do aço nº 45), o que aumenta as forças de corte.
Além disso, o severo endurecimento por trabalho e a alta resistência térmica do aço inoxidável aumentam ainda mais a resistência ao corte, dificultando o enrolamento e a quebra dos cavacos.
Portanto, o corte de aço inoxidável requer altas forças de corte, sendo a força de corte unitária para torneamento 1Cr18Ni9Ti de 2.450 MPa, que é 25% maior que a do aço nº 45.
(3) Altas temperaturas de corte:
A deformação plástica e o atrito entre a ferramenta e a peça durante o corte geram muito calor de corte, enquanto a condutividade térmica do aço inoxidável é apenas cerca de 1/2 a 1/4 da do aço nº 45.
Como resultado, uma grande quantidade de calor de corte é concentrada na zona de corte e na interface entre a ferramenta e os cavacos, com más condições de dissipação de calor.
Nas mesmas condições, a temperatura de corte do 1Cr18Ni9Ti é cerca de 200°C superior à do aço nº 45.
(4) Difícil quebra de cavacos e fácil colagem:
O aço inoxidável possui alta plasticidade e tenacidade, resultando em cavacos contínuos durante o rosqueamento, o que não só afeta o bom funcionamento, mas também cria adesão e ninhos de cavacos sob alta temperatura e pressão devido à forte afinidade entre o aço inoxidável e outros metais.
Isso agrava o desgaste da ferramenta na superfície já usinada, especialmente com aço inoxidável martensítico de baixo carbono.
(5) Desgaste da ferramenta:
A afinidade entre a ferramenta e os cavacos durante o corte do aço inoxidável leva ao desgaste por adesão e difusão, causando reentrâncias em forma de lua crescente na superfície de corte frontal da ferramenta e pequenas descamações e entalhes na aresta de corte.
Além disso, a alta dureza das partículas de metal duro (como TiC) no aço inoxidável causa contato direto e atrito entre as partículas e a ferramenta, levando à abrasão da ferramenta, endurecimento por trabalho e desgaste acelerado durante o rosqueamento.
(6) Grande coeficiente de expansão linear:
O coeficiente de expansão linear do aço inoxidável é aproximadamente 1,5 vezes maior que o do aço carbono, tornando a peça suscetível à deformação térmica sob temperaturas de corte e difícil de controlar em termos de precisão dimensional.
