La aleación 20, también conocida como Carpenter 20, es una aleación austenítica a base de níquel-hierro con cromo. Está bien, considerado en la industria por su excelente resistencia a una amplia gama de entornos corrosivos, especialmente aquellos que contienen ácido sulfúrico. Como proveedor de tuberías de aleación de aleación de confianza, a menudo se me pregunta sobre la maquinabilidad de la tubería de la aleación 20. En este blog, profundizaré en los detalles de lo que significa maquinabilidad para la pipa de la aleación 20 y cómo afecta varias aplicaciones.
Comprender la maquinabilidad
La maquinabilidad se refiere a la facilidad con la que se puede cortar, moldear o modificarse un material o modificarse utilizando procesos de mecanizado como girar, fresar, perforar y moler. Un material con buena maquinabilidad requiere menos potencia, produce un mejor acabado superficial y tiene una vida útil más larga durante las operaciones de mecanizado. Varios factores influyen en la maquinabilidad de un material, incluida su composición química, dureza, microestructura y propiedades térmicas.
Composición química y su impacto en la maquinabilidad
La composición química de la aleación 20 es un determinante clave de su maquinabilidad. Típicamente contiene aproximadamente 32 - 38% de níquel, 19 - 21% de cromo, 2 - 3% de cobre y 2 - 3% de molibdeno, junto con pequeñas cantidades de otros elementos. El alto contenido de níquel proporciona una buena ductilidad, lo cual es beneficioso para el mecanizado, ya que permite que el material se deforma plásticamente en lugar de agrietarse durante el corte. El cromo mejora la resistencia a la corrosión, pero también puede aumentar la dureza de la aleación, lo que puede tener un efecto mixto en la maquinabilidad. Un nivel moderado de dureza puede ayudar a mantener la integridad del material durante el mecanizado, pero la dureza excesiva puede conducir a un mayor desgaste de herramientas.
El cobre y el molibdeno en la aleación 20 contribuyen a sus propiedades generales de corrosión - resistencia. Sin embargo, también pueden afectar la formación de chips durante el mecanizado. El cobre puede mejorar la maquinabilidad al promover la formación de un chip más continuo y fácil de romper, mientras que el molibdeno puede aumentar la resistencia de la aleación, lo que puede requerir equipos de mecanizado más potentes y herramientas de corte apropiadas.
Procesos de mecanizado para la aleación 20 tubería
Torneado
El giro es un proceso de mecanizado común utilizado para reducir el diámetro de una tubería o crear características externas. Al girar la pipa de la aleación 20, es importante usar herramientas de corte afiladas con geometrías apropiadas. Las herramientas de acero de alta velocidad (HSS) se pueden usar para operaciones de mecanizado ligero, pero para aplicaciones más exigentes, se prefieren herramientas con punta de carburo. Las herramientas de carburo pueden soportar mayores velocidades de corte y velocidades de alimentación, lo que resulta en una mayor productividad.
La velocidad de corte, la velocidad de alimentación y la profundidad de corte deben seleccionarse cuidadosamente. Una velocidad de corte que es demasiado alta puede causar un desgaste excesivo de la herramienta, mientras que una velocidad demasiado baja puede provocar la formación de borde ascendente en la herramienta, lo que degrada el acabado superficial de la tubería. Una velocidad de corte recomendada para la aleación 20 con herramientas de carburo está en el rango de 50 a 100 pies superficiales por minuto (SFM), dependiendo de la herramienta y las condiciones de mecanizado específicas.
Molienda
La fresación se usa para crear superficies planas, ranuras o formas complejas en la tubería. Similar al giro, las fábricas finales con punta con punta se usan comúnmente para molienda de la aleación 20 tubería. La operación de fresado debe realizarse con un refrigerante adecuado para disipar el calor y eliminar las chips. Los sistemas de refrigerante de inundación a menudo se usan para garantizar un enfriamiento y lubricación efectivos.
La alimentación por diente y la profundidad axial y radial de corte son parámetros críticos en la molienda. Un alimento más alto por diente puede aumentar la tasa de eliminación del material, pero también pone más estrés en la herramienta. La profundidad axial y radial de corte debe ajustarse de acuerdo con las capacidades de la herramienta y el acabado superficial deseado.
Perforación
Los agujeros de perforación en la pipa de la aleación 20 pueden ser desafiantes debido a la fuerza y el trabajo de la aleación: las características de endurecimiento. Se recomiendan brocas de alta calidad hechas de cobalto - acero o carburo de alta velocidad. La broca debe tener un punto afilado y una geometría de flauta apropiada para facilitar la evacuación de chips.
Antes de perforar, es aconsejable al centro: taladre el punto de partida para garantizar la ubicación precisa del orificio y evitar que la broca deambule. La velocidad de perforación y la velocidad de alimentación deben controlarse cuidadosamente. Una velocidad de alimentación lenta puede evitar que la broca de perforación se sobrecalienta y se rompa, mientras que una velocidad adecuada garantiza la eliminación eficiente del material.
Selección de herramientas y vida de herramientas
Seleccionar las herramientas de corte correctas es crucial para lograr una buena maquinabilidad de la pipa de la aleación 20. Como se mencionó anteriormente, las herramientas con punta de carburo generalmente se prefieren por su alta dureza y resistencia al desgaste. Las herramientas recubiertas de carburo, como aquellas con recubrimientos de nitruro de titanio (estaño) o nitruro de aluminio de titanio (TIALN), pueden mejorar aún más la vida útil de la herramienta al reducir la fricción y la generación de calor.
La vida de la herramienta es una consideración importante en las operaciones de mecanizado. La vida útil de la herramienta de una herramienta de corte utilizada para la tubería de la aleación 20 puede verse afectada por varios factores, incluida la velocidad de corte, la velocidad de alimentación, la profundidad de corte y el refrigerante utilizado. Al optimizar estos parámetros, la vida útil de la herramienta se puede extender, reduciendo el costo general de mecanizado. Por ejemplo, el uso de una velocidad de corte más baja y una velocidad de alimentación más alta dentro del rango recomendado a veces puede dar como resultado una vida útil de la herramienta más larga mientras se mantiene una tasa de eliminación de material aceptable.
Acabado superficial y precisión dimensional
Lograr un buen acabado superficial y una precisión dimensional es esencial en muchas aplicaciones de la pipa de la aleación 20. El acabado superficial puede estar influenciado por el proceso de mecanizado, la selección de herramientas y los parámetros de corte. Un acabado superficial liso no solo mejora la apariencia de la tubería, sino que también mejora su resistencia a la corrosión al reducir el área de superficie disponible para la corrosión.
La precisión dimensional también es crítica, especialmente cuando la tubería necesita encajar con precisión en un sistema o ensamblaje. Para garantizar la precisión dimensional, es necesario utilizar equipos de mecanizado de precisión y realizar inspecciones regulares durante el proceso de mecanizado. Se pueden usar sistemas de medición láser o máquinas de medición de coordenadas (CMM) para verificar las dimensiones de la tubería mecanizada.
Comparación con otras aleaciones
En comparación con otras aleaciones comoTubo de Inconel 718,Tubería de sinel 625, yMonel 400 tubería, La aleación 20 generalmente tiene una mejor maquinabilidad. Inconel 718 e Inconel 625 son conocidos por su alta resistencia y su excelente resistencia a los entornos de alta temperatura, pero también son más difíciles de mecanizar debido a su alta dureza y trabajo, endureciendo las tendencias. Monel 400 tiene una buena resistencia a la corrosión en ciertos entornos, pero su maquinabilidad también es relativamente menor en comparación con la aleación 20 en algunos casos.
Aplicaciones de la aleación mecanizada 20 tubería
La maquinabilidad de la pipa de la aleación 20 lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones. En la industria de procesamiento de productos químicos, la aleación mecanizada de 20 tubos se puede usar en equipos como intercambiadores de calor, reactores y sistemas de tuberías que manejan productos químicos corrosivos. En la industria de alimentos y bebidas, la tubería se puede mecanizar en componentes de forma personalizada para equipos de procesamiento, donde su resistencia a la corrosión y su facilidad de limpieza son importantes.
Conclusión
En conclusión, la maquinabilidad de la tubería de la aleación 20 está influenciada por su composición química, los procesos de mecanizado utilizados, la selección de herramientas y el acabado superficial deseado y la precisión dimensional. Si bien la aleación 20 ofrece una maquinabilidad relativamente buena en comparación con algunas otras aleaciones de alto rendimiento, las técnicas de mecanizado adecuadas y la optimización de los parámetros aún se requieren para lograr los mejores resultados.
Si necesita pipa de aleación de alta calidad 20 o tiene alguna pregunta sobre su maquinabilidad y aplicaciones, no dude en contactarnos para una discusión detallada y una posible adquisición. Estamos comprometidos a proporcionarle los mejores productos y servicios para satisfacer sus necesidades específicas.
Referencias
- Manual ASM Volumen 6: soldadura, soldadura y soldadura
- Manual de datos de mecanizado, 3ª edición
- Literatura técnica de los fabricantes de aleaciones en las propiedades de Aloy 20 y las pautas de mecanizado
