Tērauda frēzēšana

Tērauds frēzēšana ir apstrādes process, kurā izmanto rotējošos griezējus,- frēzes, urbjus, zāģus, lai no materiāla izfrēzētu detaļu, no sagataves materiāla nogriežot lieko materiālu, pagriežot griezējinstrumentu apstrādātajā priekšmetā noteiktā virzienā. Instrumentu var turēt arī leņķī attiecībā pret frēzējamo detaļas sagatavi. Frēzēšana aptver daudz dažādu darbību, mērogos no mazām detaļām līdz lielām. Tas ir viens no visbiežāk izmantotajiem procesiem detaļu apstrādē, lai iegūtu precīzas pielaides.

Tērauda apstrāde uz CNC frēzēm ir ļoti efektīva. Frēzējot tēraudu jāizmanto citi režīmi un frēzēšanas instrumentu gājiena solis, atšķirīgi no alumīnija apstrādes parametriem.

Tērauds ir dzelzs un oglekļa sakausējums, kas satur līdz 2,1% oglekli un 1% mangāna, kā arī neliels daudzums silīcija, fosfora, sēra un skābekļa. Tērauds ir pasaulē svarīgākais inženiertehniskais un būvmateriāls. Tas tiek izmantots visos mūsu dzīves aspektos; automašīnās un celtniecības produktos, ledusskapjos un veļas mazgāšanas mašīnās, kravas kuģos un ķirurģiskos skalpeļos.

Gan pēc lietošanas veida, gan arī pēc tērauda markas uzbūves, visus tēraudus iedala trīs lielās grupās:

1. Konstrukciju tēraudi,
2. Instrumentu tēraudi,
3. Speciālie tēraudi.

Tēraudu ražošanas 2 galvenie veidi: domnas krāsns-pamata skābekļa krāsns (BF-BOF) un elektriskā loka krāsns (EAF). Pastāv arī variācijas un ražošanas veidu kombinācijas.

Galvenā atšķirība starp šiem 2 veidiem ir izejvielu veids, ko tās patērē. BF-BOF galvenokārt izmanto ir dzelzs rūdas, ogļu un otrreizējās pārstrādes tērauda apstrādei, savukārt EAF krāsnīs tiek kausēts tikai tērauds, kurā galvenokārt izmanto otrreizējo tēraudu un elektrību. Atkarībā no rūpnīcas konfigurācijas un otrreizējās pārstrādes tērauda pieejamības, EAF var izmantot arī citus metāla dzelzs avotus, piemēram, tiešā reducētā dzelzs (DRI) vai karsto metālu.

Aptuveni 75% tērauda tiek ražoti, izmantojot BF-BOF maršrutu. Iesākumā, dzelzs rūdas tiek reducētas līdz dzelzs, ko sauc arī par karstu metālu vai čugunu. Tad dzelzs pārveido par tēraudu BOF. Pēc liešanas un velmēšanas tērauds tiek piegādāts kā spole, plāksne, sekcijas vai stieņi.

EAF izgatavotais tērauds izmanto elektrību, lai iztvaicētu pārstrādāto tēraudu. Piedevas, piemēram, sakausējumus, izmanto, lai pielāgotos vēlamajam ķīmiskajam sastāvam. Elektroenerģiju var papildināt ar skābekli, ko ievada EAF. Pakārtotas ražošanas procesa stadijas, piemēram, liešana, atkārtota sildīšana un velmēšana, ir līdzīgas tām, kas atrodamas BF-BOF pārstrādē. Aptuveni 25% tērauda tiek ražoti, izmantojot EAF maršrutu.

Cita tērauda ražošanas tehnoloģija - atvērtā kamīna krāsns (OHF) - veido aptuveni 0,4% no pasaules tērauda ražošanas. OHF process ir ļoti energoietilpīgs, un tas ir sliktāks sakarā ar vides un ekonomiskajiem trūkumiem.

Lielākā daļa tērauda izstrādājumu tiek izmantoti vairāk kā  desmitiem gadu, pirms tos pārstrādāt. Tādēļ, lai apmierinātu pieaugošo pieprasījumu, vienīgi izmantojot EAF tērauda ražošanas tehnoloģiju, nav pietiekami daudz pārstrādāta tērauda. Pieprasījumu izpilda, apvienojot BF-BOF un EAF ražošanas metodes.

Visas šīs ražošanas metodes var izmantot, lai pārstrādātu tērauda lūžņu. Lielākajā daļā jaunā tērauda ir pārstrādāts tērauds.

Tērauds rūsē, jo daudzi elementi un materiāli iziet ķīmiskās reakcijas ar citiem elementiem. Kad tērauds nonāk saskarē ar ūdeni un skābekli, notiek ķīmiskā reakcija, un tērauds sāk atgriezties sākotnējā formā - dzelzs oksīds.

Lai tērauda detaļas pēc frēzēšanas nerūsētu, tās iekonservē, apsmidzinot ar speciālu šķidrumu, kurš aizkavē tērauda oksidēšanos. Kā arī pretkorozijas papīrs, kuri frēzētās detaļas saglabā sākotnējā stāvoklī. Ir speciāli maisi un  plēves, kurus izmanto frēzēto tērauda detaļu transportēšanai pa jūras ceļiem.

Lielākajā daļā mūsdienu tērauda pielietojumu šo problēmu viegli pārvarēt, pārklājoties. Tēraudam var pielietot daudzus dažādus pārklājuma materiālus. Krāsu izmanto automobiļu pārklājuma un emaljas izmanto ledusskapjos un citās mājsaimniecības ierīcēs. Citos gadījumos tādi elementi kā niķelis un hroms tiek pievienoti nerūsējošā tērauda ražošanai, kas var palīdzēt novērst rūsu.

Izstrādājumu foto galerija >

Tā kā dzelzs ir mīksts un ļoti plastisks metāls, bet dzelzs karbīds ļoti ciets un tausls, tad, jo vairāk sakausējumā oglekļa, jo tērauds būs cietāks, bet arī trauslāks. Pieaugot oglekļa saturam, palielinās tērauds izturības robežspriekums un Brinella Cietība HB, bet samazinās relatīvais pagarinājums.

Oglekļa saturs ļoti stipri ietekme tēreauda rūdīšanos, kaļamību, virpošanu un frēzēšanu un metālapstrades darbagaldiem. Par rūdīšanās robežu var uzskatīt oglekļa saturu 0,25-0,30%, jo tērauds ar mazāku oglekļa saturu praktiski nerūdās. Tomēr oglekļa saturs virs 0,30% uzreiz krasi nepalielina oglekļa tēŗauda rūdīšanos. Tikai oglekļa saturam pieaugot virs 0,6%, iespējams rūdot iegūt pietiekosi cietu tēraudu.

Oglekļa tērauda iedalījums:

• mīksts tērauds (satur oglekli līdz 0,3%),
• vidēji ciets tērauds (satur oglekli 0,3-0,6%),
• ciets tērauds (satur oglekli virs 0,6%).

Praksē bieži tādu tēraudu, kuru nevar norūdīt, sauca par dzelzi, bet ar nosaukumu “tērauds” saprot tādu dzelzs -oglekļa sakausējumu, kuram termiskajā apstrādē var krietni uzlabot mehāniskās īpašības, galvenokārt cietību.

Ogleklis palielina tērauda izturību un elastību, bet turpretī tērauds kļūst trauslāks, sliktāk kaļams, sliktāk metinās, kļūst mazāk noturīgs pret koroziju.