CNC de acero inoxidable Nitronic 60: propiedades, proceso y maquinabilidad

Seguramente habrá notado que al conectar dos metales, surgen problemas de desgaste que pueden provocar fallas o, en ocasiones, desastres. Estos problemas surgen cuando uno de los dos metales conectados tiene poca resistencia al desgaste y, bajo fricción, se vuelve propenso al desgaste por rozamiento y la corrosión. El acero inoxidable Nitronic 60 es la solución a este problema gracias a su excelente resistencia al desgaste por rozamiento y la corrosión, además de su resistencia a la corrosión. En este artículo, descubrirá por qué es la mejor opción para la conexión de dos metales. Comencemos:

¿Qué es el acero inoxidable Nitronic 60?

En términos generales, el acero inoxidable Nitronic 60 es un acero inoxidable austenítico conocido por su alta resistencia y está especialmente diseñado para la protección contra el desgaste, el desgaste por rozamiento y la corrosión.

Explicación del acero inoxidable Nitronic 60

El acero inoxidable Nitronic 60 (UNS S21800/Aleación 218) es un acero con aproximadamente un 4 % de Si y un 8 % de Mn. Estos dos elementos son los principales protagonistas de este grado de acero inoxidable. Estos elementos proporcionan una excepcional resistencia al desgaste y al desgaste por rozamiento. Este grado mantiene sus excepcionales propiedades mecánicas incluso a altas temperaturas. Se emplea comúnmente en válvulas, fijaciones, placas de desgaste, ejes, etc.

¿Por qué se llama “Nitronic 60”?

Se llama Nitronic 60 porque es uno de los componentes del acero inoxidable austenítico reforzado con nitrógeno. El 60 en su nombre simplemente se refiere a su grado, al igual que el Nitronic 50. El nombre "Nitronic" fue creado por Armco.

¿Cuál es la diferencia entre Nitronic y acero inoxidable?

Nitronic se refiere a este grado de acero inoxidable que se fortalece al inducir nitrógeno en la superficie y es parte de la serie de acero inoxidable austenítico.

El acero inoxidable es un grado de acero simple, pero viene con (17-19%) Cr y (8-10%) Ni, lo que lo hace resistente a la corrosión y fuerte.

¿Qué es el acero inoxidable austenítico?

El Nitronic 60 es un tipo de acero inoxidable austenítico. Esta microestructura austenítica le confiere las siguientes propiedades:

• Excelente resistencia a la corrosión
• Condición recocida no magnética
• Alta tenacidad a todas las temperaturas.
• Buena soldabilidad
• Altamente dúctil y moldeable

Composición química y propiedades del núcleo para el mecanizado

La composición química del acero inoxidable Nitronic 60 es la razón por la que es el mejor en cuanto a resistencia al desgaste y al gripado. Veamos qué elementos están presentes en su composición y cómo desempeñan su función.

Composición química de Nitronic 60

Los principales elementos de aleación son Si, Mn, Cr y Ni. Estos elementos hacen que este grado de acero sea mejor que el acero inoxidable 304, 316, etc.

Propiedades mecánicas y físicas

Estas son algunas propiedades mecánicas y físicas importantes:

Fuerza y ​​Dureza

Si tiene acero inoxidable Nitronic 60 en estado recocido, entonces su resistencia y dureza son:

• Fuerza de producción: 345 MPa
• Ultraresistencia a la tracción: 655 – 690 MPa
• Dureza: 241 HB

Estos valores se basan en la temperatura ambiente.

Conductividad Térmica

El acero inoxidable Nitronic 60 tiene una conductividad térmica inferior, de aproximadamente 15.7 W/mK, a la del acero inoxidable 316 (de aproximadamente 17.8 W/mK). Esto significa que no es eficiente para conducir el calor rápidamente.

Características comunes en el servicio

Una de las características más importantes del acero inoxidable Nitronic 60 durante el servicio es la resistencia a la corrosión.

Propiedades de corrosión

Las propiedades de corrosión se refieren a la resistencia de un material a la oxidación. En servicio, puede haber diversas fuentes de corrosión, como ácidos, sales, etc. El acero inoxidable Nitronic 60 ofrece una excelente protección contra la corrosión, lo que le confiere una gran durabilidad en condiciones adversas.

Resistencia a la Corrosión:

El acero inoxidable Nitronic 60 es resistente a la corrosión gracias a su contenido de cromo del 17-19%. Reacciona con el oxígeno y forma una capa pasiva muy fina de óxido de cromo (Cr₂O₃ ₎ . Esta capa actúa como barrera entre el medio ambiente y la superficie subyacente_.

Maquinabilidad CNC: ¿Qué hace que el Nitronic 60 sea difícil de cortar?

La maquinabilidad CNC se refiere a la facilidad con la que se puede mecanizar un material. Si un material es fácil de cortar, se considera mecanizable y posee una alta maquinabilidad. En comparación con otros grados de acero inoxidable, como el 304 o el 316, el acero inoxidable Nitronic 60 es difícil de cortar.

Factores comunes que afectan el mecanizado CNC

Existen numerosos factores que afectan el mecanizado CNC. Algunos de ellos se describen a continuación:

Comportamiento que endurece el trabajo

Como se mencionó al principio de este artículo, el acero inoxidable Nitronic 60 es austenítico, lo que significa que tiene una estructura cristalina FCC. Esta estructura cristalina permite que los planos se deslicen y se enreden. Este enredo se produce al aplicar presión. Por lo tanto, durante el mecanizado, al aplicar presión, las dislocaciones se enredan y dificultan su mecanizado.

Propiedades tenaces y dúctiles

Bajo ciertas cargas, este material se comporta como un material dúctil y tenaz gracias a su estructura cristalina FCC. Esta estructura permite que las dislocaciones se superpongan. Llega un momento en que estas dislocaciones comienzan a acumularse y terminan formando un material duro.

Desafíos comunes del mecanizado

Puede enfrentarse a los siguientes desafíos de mecanizado:

1. Endurecimiento de trabajo
2. Se requerirán fuerzas de corte extremadamente altas
3. Formación de virutas pegajosas
4. La baja conductividad térmica
5. Desgaste rápido de la herramienta

Parámetros de herramientas y corte para Nitronic 60

Se puede decir que esta sección del artículo es una guía para el mecanizado de acero inoxidable Nitronic 60 porque se analizan las herramientas y los parámetros de corte.

Materiales y recubrimientos de las cortadoras

Para el mecanizado CNC general , se recomienda el uso de herramientas de carburo, ya que son muy resistentes y soportan altas temperaturas. Para operaciones CNC específicas, como el taladrado o el roscado, se deben utilizar herramientas de corte de acero rápido al cobalto (HSS-Co) debido a su gran resistencia. Para un mecanizado más eficiente, estas herramientas deben recubrirse con TiAlN, TiCN o AlTiN.

Velocidades de arranque y avances

La velocidad de corte y el avance dependen de la operación CNC específica que se esté realizando. En general, la velocidad de corte y el avance se indican a continuación:

• para tornear:

Velocidad de corte: 12-30 m/min

Avance: 0.05-0.40 mm/rev

• Para fresar:

Velocidad de corte : 20-30 m/min

Velocidad de avance: 0.05-0.15 mm/diente

• Para perforar:

Velocidad de corte: 8-15 m/min

Velocidad de avance: 0.08-0.25 mm/rev

Uso de refrigerante

Como sabe, el acero inoxidable Nitronic 60 tiene una conductividad térmica menor, lo que significa que no conduce el calor eficientemente. Esto provoca que las herramientas y la pieza se calienten, lo que provoca un mayor desgaste de la herramienta. Para solucionar esto, se debe utilizar un refrigerante durante el mecanizado CNC, como Castrol Hysol, un refrigerante común.

Guía de operaciones del CNC Nitronic 60 por proceso

En esta sección se analiza cómo se realizan las operaciones CNC para el acero inoxidable Nitronic 60.

Giro de Nitronic 60

El acero inoxidable Nitronic 60 es resistente y abrasivo, produce virutas pegajosas y requiere una alta velocidad de avance y una velocidad de corte moderada.

Para realizar la operación de torneado en acero inoxidable nitronic 60, estos son los pasos clave:

1. Utilice una configuración de herramienta rígida
2. Utilice herramientas de corte resistentes con recubrimientos de AlTiN
3. Aplicar refrigerante de inundación
4. Comience con cortes pesados ​​y continuos
5. Intenta mantener una alimentación constante
6. Virutas claras
7. ¿Se realiza la inspección del filo de la herramienta?

Perforación Nitronic 60

1. Utilice brocas de cobalto
2. Aplicar refrigerante de inundación
3. Comience con una velocidad de corte más lenta
4. Si el tamaño del orificio requerido es más profundo que 2-3 veces el diámetro, utilice perforación por penetración.
5. Mantener la presión constante
6. Retractarse a menudo

Durante el proceso de perforación, la eliminación del material genera calor rápidamente, por lo que el refrigerante y la eliminación de virutas son muy críticos.

Escariado Nitronic 60

Puede utilizar el proceso de escariado si necesita aumentar el tamaño de agujeros ya existentes o conseguir paredes más lisas y sin rebabas.

1. Utilice escariadores de acero de alta velocidad
2. Aplicar refrigerante de inundación
3. Utilice una velocidad de husillo lenta pero constante
4. Alinee el escariador con cuidado para lograr un Ra uniforme.
5. Intente no forzar el escariador

Fresado lateral y de ranuras

El fresado lateral se utiliza para superficies, rebordes o contornos. Se recomienda usar una configuración rígida y velocidades de corte y avances moderados.

El propósito del fresado de ranuras es crear ranuras o surcos en la pieza. Para este proceso, utilice el fresado ascendente. Para ranuras profundas, utilice múltiples pasadas de corte.

Roscado y roscado

Roscado: para hacer roscas en el lado externo de la pieza de trabajo, como el exterior de un perno.

Utilice una configuración rígida y realice pasadas de acabado ligeras para lograr un perfil de rosca excelente.

Roscar: hacer roscas dentro de agujeros, como en los pernos.

Utilice una velocidad de husillo baja (10-40 RPM). Para agujeros profundos, utilice roscado por penetración. No fuerce las herramientas de roscado para evitar roturas.

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Nitronic 60 vs 304 vs 316 para piezas mecanizadas

Esta sección proporciona información diferenciadora completa entre el acero inoxidable Nitronic 60, el acero inoxidable 304 y el acero inoxidable 316.

Similitudes y diferencias

• Similitudes

• Diferencias

Composición química de Nitronic 60 (% en peso) vs. 304 vs. 316

La siguiente tabla presenta la composición química de estos tres grados de acero inoxidable:

¿Qué es más fácil de mecanizar?

Veamos cuál es más fácil de mecanizar y las aplicaciones de estos grados en esta sección:

Mecanizado de acero inoxidable 316

El acero inoxidable 316 se encuentra a medio camino entre el acero inoxidable 304 y el Nitronic 60. Sus aplicaciones incluyen:

• Equipos marinos, como accesorios para embarcaciones.
• Equipos de procesamiento químico y farmacéutico
• Implantes e instrumentos médicos.

Mecanizado de acero inoxidable 304

Es el más fácil de mecanizar debido a sus bajos componentes de carbono y níquel. Se utiliza en:

• Equipos de cocina, como fregaderos.
• Maquinaria de procesamiento de alimentos
• Paneles arquitectónicos

Materiales equivalentes de Nitronic 60

Estos son algunos materiales equivalentes a Nitronic 60 y pueden usarse si Nitronic 60 no está disponible.

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

Estos grados no son exactamente iguales al acero inoxidable Nitronic 60, pero pueden usarse como una opción alternativa.

¿Cuál es la diferencia entre Nitronic e Inconel?

El Inconel es una aleación de níquel de alta resistencia que se utiliza en aplicaciones de alta resistencia. Comparemos el Inconel con el Nitronic.

Diferencias clave entre Nitronic e Inconel

Estas son las diferencias clave a recordar al elegir cualquier metal entre ellos:

¿Qué es más difícil de mecanizar?

El Inconel es extremadamente difícil de mecanizar, incluso más que el acero inoxidable Nitronic 60. Esto se debe a su rápido endurecimiento por deformación y a su rápida generación de calor.

Para mecanizar este metal, necesitará una configuración muy rígida, velocidades lentas, herramientas de carburo afiladas y refrigerante a alta presión.

Aplicaciones y ejemplos de piezas de Nitronic 60

El acero inoxidable Nitronic 60 se utiliza en numerosas aplicaciones prácticas. Algunas de ellas se detallan a continuación:

Componentes de desgaste marinos y de alta mar

En componentes de desgaste marinos y offshore, el acero inoxidable Nitronic 60 se utiliza en los siguientes componentes:

• Ejes y impulsores de bombas
• Vástagos y asientos de válvulas
• Bujes, rodillos y placas de desgaste
• Elementos de fijación y tornillos en conjuntos expuestos al agua del asiento

Utilizamos Nitronic 60 SS porque ofrece excelente resistencia a la corrosión, alta resistencia al desgaste y a los engranajes, tenacidad y ductilidad.

Ajuste de alta temperatura de generación de energía

• Vástagos y asientos de válvulas
• Tapones y discos de válvulas de control
• Husillos, bujes y manguitos de desgaste

Estas piezas se fabrican con acero inoxidable Nitronic 60 debido a su buena resistencia al desgaste y al desgaste, alta tenacidad y estabilidad de dimensiones a temperaturas elevadas.

Turbina de energía y piezas de accionamiento

En turbinas de energía y piezas de accionamiento, el acero inoxidable Nitronic 60 se utiliza en:

• Vástagos y asientos de válvulas de turbina
• Pasadores y husillos del actuador
• Bujes y manguitos en actuadores rotativos

Las razones para utilizar acero inoxidable Nitronic 60 para estas piezas son el bajo coeficiente de fricción, la alta resistencia al desgaste y al agarrotamiento y la buena estabilidad térmica bajo cargas cíclicas.

¿Cómo obtener una cotización de mecanizado CNC Nitronic 60?

En esta sección, aprenderá cómo obtener una cotización para el mecanizado CNC Nitronic 60.

Consejos de DFM (Diseño para la Fabricación)

Para obtener un presupuesto, es posible que deba realizar algunos cambios en el diseño actual del componente. Estos son algunos consejos:

• Utilice radios generosos
• Prefiera los agujeros pasantes a los agujeros ciegos
• Evite las características muy pequeñas
• Minimizar los bolsillos profundos
• Evite tolerancias innecesariamente estrictas
• Secuenciar operaciones de forma lógica

Consideraciones principales

Al diseñar una pieza de acero inoxidable Nitronic 60, tenga en cuenta lo siguiente:

1. Propiedades materiales
2. Maquinado
3. Fijación y rigidez
4. Coste y plazo de entrega
5. Requisitos de tolerancia y acabado superficial

¿Cómo enviar cotización a TUOFA CNC Machining?

Puede enviar cotización a TUOFA CNC machining siguiendo estos pasos:

• Prepare los detalles de su solicitud de cotización
• Envíenos su solicitud de cotización por correo electrónico a info@tuofa-cncmachining.com
• Adjunte su dibujo (2D y 3D en formato STEP/STL/IGS) y especificaciones
• TUOFA CNC Machining le asignará un profesional de ventas y le proporcionará una cotización.

Conclusión

El acero inoxidable Nitronic 60, perteneciente a la serie de aceros inoxidables austeníticos, está reforzado con nitrógeno. Este acero inoxidable es conocido por su excepcional resistencia al desgaste y al desgaste por rozamiento. Es difícil de mecanizar, por lo que se utilizan herramientas de carburo con velocidades de corte lentas y altos avances. Este grado se utiliza en numerosas aplicaciones importantes, como equipos marinos, generación de energía y turbinas de energía.

Preguntas Frecuentes

¿Es Nitronic 60 magnético?

No, no es magnético debido a su microestructura austenítica. Esta microestructura impide que los espines de los electrones se alineen en la misma dirección.

¿Qué es el equivalente a Nitronic 60 o también se le conoce como?

La aleación 60 es equivalente al acero inoxidable Nitronic 60 debido a la misma composición química y propiedades.

¿El Nitronic 60 se oxida o se endurece durante el mecanizado?

Al ser acero inoxidable, no se oxida ni se corroe. Debido a la estructura cristalina del FCC, el endurecimiento por acritud es un fenómeno común durante los procesos de mecanizado. Por lo tanto, el acero Nitronic de 60 palabras se endurece durante el mecanizado.

¿Es difícil mecanizar el Nitronic 60 en comparación con el 304/316?

La superficie del Nitronic 60 es muy dura en comparación con el acero inoxidable 304/316. Su alta dureza y baja conductividad térmica son las principales razones por las que es más difícil de mecanizar que los aceros inoxidables 304 y 316.

¿Cuáles son los 5 metales más fuertes?

1. Tungsteno (W)
2. Cromo (Cr)
3. Titanio (Ti)
4. Acero Maraging
5. Inconel (superaleaciones a base de níquel)