Nitronic 60 Edelstahl CNC: Eigenschaften, Verarbeitung & Bearbeitbarkeit

Sie haben sicher schon bemerkt, dass beim Verbinden zweier Metalle Verschleißprobleme auftreten, die zu Ausfällen oder gar Katastrophen führen können. Diese Verschleißprobleme entstehen, wenn eines der beiden verbundenen Metalle eine geringe Verschleißfestigkeit aufweist und unter Reibung anfällig für Fressen und Reibkorrosion wird. Nitronic 60 Edelstahl bietet hier die Lösung, da er neben seiner Korrosionsbeständigkeit auch eine hervorragende Beständigkeit gegen Fressen und Reibkorrosion besitzt. Warum er sich optimal für die Verbindung zweier Metalle eignet, erfahren Sie in diesem Artikel. Legen wir also los:

Was ist Nitronic 60 Edelstahl?

Im Allgemeinen handelt es sich bei Nitronic 60 Edelstahl um einen austenitischen Edelstahl, der für seine hohe Festigkeit bekannt ist und speziell für den Schutz vor Verschleiß, Fressen und Korrosion entwickelt wurde.

Nitronic 60 Edelstahl erklärt

Nitronic 60 Edelstahl (UNS S21800/Legierung 218) ist ein Stahl mit ca. 4 % Silizium und 8 % Mangan. Diese beiden Elemente sind die Hauptbestandteile dieser Edelstahlsorte. Sie verleihen ihr eine außergewöhnliche Verschleiß- und Fressbeständigkeit. Diese Sorte behält ihre hervorragenden mechanischen Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen bei. Sie wird häufig für Ventile, Befestigungselemente, Verschleißplatten, Wellen usw. verwendet.

Warum heißt es „Nitronic 60“?

Es trägt die Bezeichnung Nitronic 60, da es zu den stickstoffverstärkten austenitischen Edelstählen gehört. Die Zahl 60 im Namen steht, wie auch bei Nitronic 50, für die Güteklasse. Der Name „Nitronic“ wurde von Armco entwickelt.

Worin besteht der Unterschied zwischen Nitronic und Edelstahl?

Nitronic bezeichnet diese Edelstahlsorte, die durch Einbringen von Stickstoff in die Oberfläche verstärkt wird und zur Gruppe der austenitischen Edelstähle gehört.

Edelstahl ist eine einfache Stahlsorte, enthält aber (17-19%) Chrom und (8-10%) Nickel, was ihn korrosionsbeständig und robust macht.

Was ist austenitischer Edelstahl?

Nitronic 60 ist ein austenitischer Edelstahl. Dieses austenitische Gefüge verleiht ihm folgende Eigenschaften:

• Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
• Nichtmagnetischer, geglühter Zustand
• Hohe Zähigkeit bei allen Temperaturen
• Gute Schweißbarkeit
• Hochgradig duktil und formbar

Chemische Zusammensetzung und Kerneigenschaften für die Bearbeitung

Die chemische Zusammensetzung von Nitronic 60-Edelstahl ist der Grund für seine hervorragende Beständigkeit gegen Reibkorrosion und Kaltverschweißen. Lassen Sie uns herausfinden, welche Elemente in seiner Zusammensetzung enthalten sind und welche Rolle sie dabei spielen.

Chemische Zusammensetzung von Nitronic 60

Die wichtigsten Legierungselemente sind Si, Mn, Cr und Ni. Diese Elemente machen diese Stahlsorte besser als Edelstahl 304, 316 usw.

Mechanische und physikalische Eigenschaften

Dies sind einige wichtige mechanische und physikalische Eigenschaften:

Stärke und Härte

Wenn Sie Nitronic 60 Edelstahl im geglühten Zustand haben, dann sind seine Festigkeit und Härte wie folgt:

• Streckgrenze: 345 MPa
• Ultra-Zugfestigkeit: 655 – 690 MPa
• Härte: 241 HB

Diese Werte basieren auf Raumtemperatur.

Wärmeleitfähigkeit

Nitronic 60-Edelstahl weist eine geringere Wärmeleitfähigkeit von ca. 15.7 W/mK auf als Edelstahl 316 (ca. 17.8 W/mK). Das bedeutet, dass er Wärme nicht so schnell ableitet.

Gemeinsame Merkmale im Service

Eine der wichtigsten Eigenschaften von Nitronic 60-Edelstahl im Einsatz ist seine Korrosionsbeständigkeit.

Korrosionseigenschaften

Korrosionseigenschaften beschreiben die Oxidationsbeständigkeit eines Materials. Im Betrieb können zahlreiche Korrosionsquellen auftreten, beispielsweise Säuren und Salze. Nitronic 60 Edelstahl bietet hervorragenden Korrosionsschutz und ist daher auch unter rauen Bedingungen langlebig.

Korrosionsbeständigkeit

Nitronic 60-Edelstahl ist aufgrund seines Chromgehalts von 17–19 % korrosionsbeständig. Er reagiert mit Sauerstoff und bildet eine sehr dünne passive Chromoxidschicht (CrO₂).₂O₃Es wirkt als Barriere zwischen der Umgebung und der darunter liegenden Oberfläche.

CNC-Bearbeitbarkeit: Was macht Nitronic 60 so schwer zu bearbeiten?

CNC-Bearbeitbarkeit Der Begriff „Zerspanbarkeit“ beschreibt, wie gut sich ein Werkstoff bearbeiten lässt. Ein leicht zu schneidender Werkstoff gilt als gut zerspanbar und weist eine hohe Zerspanbarkeit auf. Im Vergleich zu anderen Edelstahlsorten wie 304 oder 316 ist Nitronic 60-Edelstahl schwer zu bearbeiten.

Gemeinsame Faktoren, die die CNC-Bearbeitung beeinflussen

Die CNC-Bearbeitung wird von vielen Faktoren beeinflusst. Einige dieser Faktoren werden im Folgenden erläutert:

Kaltverfestigungsverhalten

Wie bereits eingangs erwähnt, handelt es sich bei Nitronic 60 um einen austenitischen Edelstahl mit kubisch-flächenzentrierter (kfz) Kristallstruktur. Diese Kristallstruktur ermöglicht das Gleiten und Verhaken von Versetzungsebenen. Unter Druckeinwirkung kommt es zu solchen Verhaken. Dadurch wird die Bearbeitung erschwert.

Zähe und duktile Eigenschaften

Unter bestimmten Belastungen verhält sich dieses Material aufgrund seiner kubisch-flächenzentrierten (kfz) Kristallstruktur duktil und zäh. Die kfz-Kristallstruktur ermöglicht es Versetzungen, übereinander zu gleiten. Irgendwann häufen sich diese Versetzungen an und bilden schließlich ein hartes Material.

Häufige Herausforderungen bei der Zerspanung

Folgende Herausforderungen bei der Bearbeitung können auftreten:

1. Kaltverfestigung
2. Es werden extrem hohe Schnittkräfte benötigt.
3. Bildung klebriger Chips
4. Geringe Wärmeleitfähigkeit
5. Schneller Werkzeugverschleiß

Werkzeug- und Schnittparameter für Nitronic 60

Man kann sagen, dass dieser Abschnitt des Artikels ein Leitfaden für die Bearbeitung von Nitronic 60 Edelstahl ist, da Werkzeuge und Schnittparameter besprochen werden.

Schneidmaterialien und Beschichtungen

Für allgemein CNC-BearbeitungHartmetallwerkzeuge sind aufgrund ihrer hohen Festigkeit und Hitzebeständigkeit vorzuziehen. Für spezielle CNC-Bearbeitungen wie Bohren oder Gewindeschneiden eignen sich jedoch Schneidwerkzeuge aus Kobalt-Schnellarbeitsstahl (HSS-Co) aufgrund ihrer Zähigkeit. Für eine effizientere Bearbeitung sollten die Späne mit TiAlN, TiCN oder AlTiN beschichtet werden.

Anlaufgeschwindigkeiten und Vorschübe

Schnittgeschwindigkeit und Vorschub hängen vom jeweiligen CNC-Bearbeitungsvorgang ab. Im Allgemeinen gelten folgende Werte für Schnittgeschwindigkeit und Vorschub:

• Zum Drehen:

Schnittgeschwindigkeit: 12-30 m/min

Vorschub: 0.05–0.40 mm/Umdrehung

• Zum Fräsen:

CAusfahrtgeschwindigkeit: 20-30 m/min

Vorschubgeschwindigkeit: 0.05–0.15 mm/Zahn

• Zum Bohren:

Schnittgeschwindigkeit: 8-15 m/min

Vorschubgeschwindigkeit: 0.08–0.25 mm/Umdrehung

Kühlmittel verwenden

Wie Sie wissen, weist Nitronic 60-Edelstahl eine geringere Wärmeleitfähigkeit auf, was bedeutet, dass er Wärme nicht effizient ableitet. Dies führt zu einer Erwärmung der Werkzeuge und des Werkstücks und damit zu erhöhtem Werkzeugverschleiß. Um dem entgegenzuwirken, muss beim CNC-Bearbeiten ein Kühlmittel verwendet werden, beispielsweise Castrol Hysol.

Nitronic 60 CNC-Bedienungshandbuch nach Prozess

In diesem Abschnitt wird die Durchführung von CNC-Bearbeitungen für Nitronic 60 Edelstahl beschrieben.

Nitronic 60 einschalten

Nitronic 60 Edelstahl ist zäh und abrasiv, erzeugt klebrige Späne und erfordert eine hohe Vorschubgeschwindigkeit und eine moderate Schnittgeschwindigkeit.

Für die Drehbearbeitung von Nitronic 60-Edelstahl sind folgende Schritte im Wesentlichen erforderlich:

1. Verwenden Sie eine starre Werkzeugkonfiguration
2. Verwenden Sie hochleistungsfähige Schneidwerkzeuge mit AlTiN-Beschichtung.
3. Flutkühlmittel auftragen
4. Beginnen Sie mit kräftigen und kontinuierlichen Schnitten.
5. Versuchen Sie, eine gleichmäßige Zufuhr zu gewährleisten.
6. Klare Chips
7. Prüfen Sie die Kante des Inspektionswerkzeugs

Bohren Nitronic 60

1. Verwenden Sie Kobaltbohrer
2. Flutkühlmittel auftragen
3. Beginnen Sie mit einer langsameren Schnittgeschwindigkeit.
4. Ist die benötigte Bohrung tiefer als das 2- bis 3-fache ihres Durchmessers, verwenden Sie das Tieflochbohren.
5. Halten Sie den Druck konstant
6. Zurückziehen

Beim Bohrvorgang entsteht durch das schnelle Abtragen des Materials Wärme, daher sind Kühlmittel und Späneabfuhr von entscheidender Bedeutung.

Aufreiben Nitronic 60

Das Aufreiben kann man anwenden, wenn man die Größe bereits vorhandener Löcher vergrößern oder glattere und gratfreie Wände erhalten möchte.

1. Verwenden Sie Reibahlen aus Schnellarbeitsstahl.
2. Flutkühlmittel auftragen
3. Verwenden Sie eine langsame, aber gleichmäßige Spindeldrehzahl.
4. Richten Sie die Reibahle sorgfältig aus, um einen gleichmäßigen Ra-Wert zu erzielen.
5. Versuchen Sie, den Reibahle nicht mit Gewalt anzuwenden.

Seiten- und Nutfräsen

Seitenfräsen eignet sich für Flächen, Absätze oder Konturen. Verwenden Sie eine stabile Aufspannung und moderate Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe.

Das Nutenfräsen dient dazu, Nuten oder Rillen im Werkstück herzustellen. Verwenden Sie hierfür das Gleichlauffräsen. Für tiefe Nuten sind mehrere Schnittdurchgänge erforderlich.

Gewindeschneiden und Gewindebohren

Gewindeschneiden: zum Herstellen von Gewinden an der Außenseite des Werkstücks, wie z. B. an der Außenseite einer Schraube.

Verwenden Sie eine starre Vorrichtung und führen Sie leichte Feinbearbeitungsgänge durch, um ein optimales Gewindeprofil zu erzielen.

Gewindeschneiden: das Herstellen von Gewinden in Löchern, wie zum Beispiel bei Bolzen.

Verwenden Sie eine niedrige Spindeldrehzahl (10–40 U/min). Bei tiefen Bohrungen verwenden Sie das Tieflochgewindeschneiden. Wenden Sie beim Gewindeschneiden keine Gewalt an, um ein Brechen der Werkzeuge zu vermeiden.

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Nitronic 60 vs. 304 vs. 316 für bearbeitete Teile

Dieser Abschnitt bietet umfassende Informationen zur Unterscheidung von Nitronic 60 Edelstahl, 304 Edelstahl und 316 Edelstahl.

Ähnlichkeiten und Unterschiede

• Gemeinsamkeiten

• Differenzen

Chemische Zusammensetzung von Nitronic 60 (Gew.-%) vs. 304 vs. 316

Die folgende Tabelle zeigt die chemische Zusammensetzung dieser drei Edelstahlsorten:

Welches ist einfacher maschinell zu bearbeiten?

Schauen wir uns in diesem Abschnitt an, welche Hölzer leichter zu bearbeiten sind und wofür diese Sorten eingesetzt werden:

Bearbeitung von Edelstahl 316

Edelstahl 316 liegt leistungsmäßig zwischen Edelstahl 304 und Nitronic 60. Zu seinen Anwendungsgebieten gehören:

• Marineausrüstung, wie Bootsbeschläge
• Anlagen zur chemischen und pharmazeutischen Verarbeitung
• Medizinische Implantate und Instrumente

Bearbeitung von Edelstahl 304

Aufgrund seines geringen Kohlenstoff- und Nickelgehalts lässt es sich am einfachsten bearbeiten. Es wird verwendet in:

• Küchengeräte wie Spülbecken
• Lebensmittelverarbeitungsmaschinen
• Architekturplatten

Nitronic 60-Materialienäquivalent

Dies sind einige Nitronic 60-äquivalente Materialien, die verwendet werden können, wenn Nitronic 60 nicht verfügbar ist.

1. AMS 5844
2. DIN X 12CrMnNiN17-7
3. JIS SUS318
4. Legierung 60

Diese Güteklassen entsprechen nicht exakt dem Edelstahl Nitronic 60, können aber als Alternative verwendet werden.

Worin besteht der Unterschied zwischen Nitronic und Inconel?

Inconel ist eine hochfeste Nickellegierung und wird in Anwendungen mit hohen Festigkeitsanforderungen eingesetzt. Vergleichen wir Inconel mit Nitronic.

Hauptunterschiede zwischen Nitronic und Inconel

Dies sind die wichtigsten Unterschiede, die Sie bei der Auswahl eines beliebigen Metalls beachten sollten:

Welches ist schwieriger zu bearbeiten?

Inconel ist extrem schwer zu bearbeiten, sogar noch schwerer als Nitronic 60-Edelstahl. Die Gründe dafür sind seine schnelle Kaltverfestigung und die rasche Wärmeentwicklung.

Zur Bearbeitung dieses Metalls benötigen Sie eine sehr starre Vorrichtung, niedrige Drehzahlen, scharfe Hartmetallwerkzeuge und Hochdruckkühlmittel.

Anwendungsbeispiele und Bauteilbeispiele für Nitronic 60

Nitronic 60-Edelstahl findet in vielen praktischen Anwendungen Verwendung. Einige davon sind im Folgenden aufgeführt:

Verschleißteile für Schiffs- und Offshore-Anwendungen

Bei Verschleißteilen für die Schifffahrt und Offshore-Industrie wird Nitronic 60-Edelstahl in folgenden Bauteilen verwendet:

• Pumpenwellen und Laufräder
• Ventilschäfte und Ventilsitze
• Buchsen, Rollen und Verschleißplatten
• Befestigungselemente und Schrauben in Sitzkonstruktionen, die dem Wasser ausgesetzt sind

Wir verwenden Nitronic 60 SS, weil es eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, hohe Verschleiß- und Zahnradbeständigkeit, Zähigkeit und Duktilität bietet.

Hochtemperatur-Regelung für die Stromerzeugung

• Ventilschäfte und Ventilsitze
• Steuerventilstopfen und -scheiben
• Spindeln, Buchsen und Verschleißhülsen

Diese Teile werden aus Nitronic 60-Edelstahl gefertigt, da dieser eine gute Verschleiß- und Fressbeständigkeit, hohe Zähigkeit und Formstabilität bei erhöhten Temperaturen aufweist.

Energieturbine und Antriebsteile

In Energieturbinen und Antriebsteilen wird Nitronic 60-Edelstahl verwendet in:

• Turbinenventilschäfte und -sitze
• Betätigungsstifte und Spindeln
• Buchsen und Hülsen in Drehantrieben

Die Gründe für die Verwendung von Nitronic 60-Edelstahl für diese Teile sind der niedrige Reibungskoeffizient, die hohe Beständigkeit gegen Reibkorrosion und Fressen sowie die gute thermische Stabilität unter zyklischer Belastung.

Wie erhalte ich ein Angebot für die CNC-Bearbeitung mit einer Nitronic 60?

In diesem Abschnitt erfahren Sie, wie Sie ein Angebot für die CNC-Bearbeitung mit Nitronic 60 erhalten.

DFM-Tipps (Design for Manufacturing)

Um ein Angebot zu erhalten, müssen Sie möglicherweise einige Änderungen am bestehenden Design der Komponente vornehmen. Hier einige Tipps:

• Verwenden Sie großzügige Radien.
• Durchgangslöcher sind Sacklöchern vorzuziehen.
• Vermeiden Sie sehr kleine Merkmale
• Minimieren Sie tiefe Taschen
• Vermeiden Sie unnötig enge Toleranzen
• Sequenzoperationen logisch

Hauptüberlegungen

Bei der Konstruktion eines Bauteils aus Nitronic 60-Edelstahl sollten Sie Folgendes beachten:

1. Materialeigenschaften
2. Maschinenbearbeitung
3. Befestigung & Versteifung
4. Kosten und Lieferzeit
5. Anforderungen an Oberflächenbeschaffenheit und Toleranzen

Wie sende ich ein Angebot an TUOFA CNC-Bearbeitung?

Sie können TUOFA CNC-Bearbeitung ein Angebot senden, indem Sie folgende Schritte ausführen:

• Bereiten Sie Ihre Angebotsanfrage vor.
• Senden Sie uns Ihre Angebotsanfrage per E-Mail an info@tuofa-cncmachining.com
• Fügen Sie Ihre Zeichnung (2D & 3D im STEP/STL/IGS-Format) und die Spezifikationen bei.
• TUOFA CNC Machining wird Ihnen einen professionellen Vertriebsmitarbeiter zuweisen und Ihnen ein Angebot unterbreiten.

Fazit

Nitronic 60, ein austenitischer Edelstahl, ist stickstoffgehärtet. Dieser Edelstahl zeichnet sich durch seine hervorragende Verschleiß- und Fressbeständigkeit aus. Aufgrund seiner schwierigen Zerspanbarkeit werden Hartmetallwerkzeuge mit niedrigen Schnittgeschwindigkeiten und hohen Vorschüben eingesetzt. Nitronic 60 findet in vielen wichtigen Anwendungen Verwendung, beispielsweise in der Schifffahrt, der Energieerzeugung und bei Turbinen.

Häufig gestellte Fragen

Ist Nitronic 60 magnetisch?

Nein, es ist aufgrund des austenitischen Gefüges nicht magnetisch. Dieses Gefüge verhindert, dass sich die Elektronenspins in dieselbe Richtung ausrichten.

Wofür wird Nitronic 60 verwendet bzw. wie wird es auch genannt?

Die Legierung 60 ist aufgrund der gleichen chemischen Zusammensetzung und Eigenschaften mit dem Edelstahl Nitronic 60 gleichwertig.

Rostet oder verfestigt sich Nitronic 60 bei der maschinellen Bearbeitung?

Da es sich um Edelstahl handelt, rostet oder korrodiert er nicht. Aufgrund der kubisch-flächenzentrierten (kfz) Kristallstruktur ist Kaltverfestigung ein häufiges Phänomen bei Bearbeitungsprozessen. Daher härtet Nitronic 60 bei der Bearbeitung ebenfalls aus.

Ist Nitronic 60 im Vergleich zu 304/316 schwer zu bearbeiten?

Die Oberfläche von Nitronic 60 ist im Vergleich zu Edelstahl 304/316 sehr hart. Die hohe Härte und die geringe Wärmeleitfähigkeit sind die Hauptgründe, warum es im Vergleich zu Edelstahl 304 und 316 schwieriger zu bearbeiten ist.

Was sind die 5 stärksten Metalle?

1. Wolfram (W)
2. Chrom (Cr)
3. Titan (Ti)
4. Maraging-Stahl
5. Inconel (Nickelbasierte Superlegierungen)