Unterschied zwischen der Bearbeitung von Edelstahl vom Typ 303 und Typ 304

Die Materialauswahl ist entscheidend für eine kostengünstige Bearbeitung auf Langdrehmaschinen. Wie unterscheiden sich der gängigste Edelstahl Typ 304 und seine modifizierte Version der Legierung Typ 303 in Bezug auf Bearbeitbarkeit und andere Eigenschaften?

Um maschinell bearbeitete Teile von höchster Qualität herzustellen, müssen wir mehrere verschiedene Faktoren berücksichtigen, die den Bearbeitungsprozess beeinflussen. Die Betrachtung beginnt mit

• Die Auswahl der am besten geeigneten Maschine für den Job, Auswahl des richtigen Werkzeugs für den Job

• Das am besten geeignete Material.

• Und schließlich die Nachbehandlungstechnik.

In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf die Details zur Materialauswahl für die Bearbeitungsaufgabe.

Für eine Vielzahl von Bearbeitungsanwendungen ist Edelstahl das Material der Wahl. Neben seinen vorteilhaften mechanischen und chemischen Eigenschaften gibt es Edelstahl in vielen verschiedenen Legierungen, die für nahezu jeden Einsatz geeignet sind.

Wir verwenden am häufigsten die austenitischen Edelstahllegierungen für die Bearbeitung von Teilen auf Drehmaschinen vom Schweizer Typ. Austenitischer Edelstahl enthält als Hauptlegierungselemente Chrom, Nickel und Mangan. Die am häufigsten verwendete Legierung in dieser Edelstahlgruppe ist Typ 304, auch bekannt als 18-8-Edelstahl. Trotz seiner vielen Vorteile hat Edelstahl Typ 304 schwierige Bearbeitungseigenschaften, da er dazu neigt, sehr schnell kalt zu härten. Um die Bearbeitbarkeit zu verbessern, haben Materialwissenschaftler Typ 304 modifiziert, indem sie Schwefel oder Selen hinzugefügt haben. Der resultierende Edelstahl ist Typ 303 . Die Materialzusammensetzung von Typ 303 hat auch andere Eigenschaften leicht verändert. Schauen wir uns genauer an, was die Unterschiede zwischen Edelstahl 304 und 303 sind?

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Physikalische und mechanische Eigenschaften

Die meisten physikalischen Eigenschaften wie Dichte, Elastizitätsmodul, spezifischer elektrischer Widerstand, spezifische Wärme, Wärmeleitfähigkeit, Wärmeausdehnung, magnetische Permeabilität und Glühtemperatur von Edelstahl Typ 304 und Typ 303 sind gleich. Die mechanischen Eigenschaften unterscheiden sich geringfügig. Typ 303 hat im Vergleich zu Typ 304 eine etwas höhere Zugfestigkeit, aber eine geringere Streckgrenze und Dehnungskapazität.

Chemische Eigenschaften

Der Hauptunterschied zwischen den chemischen Zusammensetzungen des Typs 304 und des Typs 303 ist die Zugabe von Schwefel zu letzterem. Neben dem zugesetzten Schwefel hat Typ 303 eine deutlich erhöhte Menge an Phosphor. Die Version vom Typ 303Se enthält Selen. Trotzdem ist die Produktion von 303Se heutzutage selten.

Edelstahllegierungen wie Typ 303UX und Typ 304Cu enthalten zusätzlich Kupfer in ihrer chemischen Zusammensetzung. Kupfer verringert Kaltverfestigung und Permeabilität, bietet Korrosionsbeständigkeit und verbessert die Bearbeitbarkeit der Legierung .

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Bearbeitbarkeit

Im Vergleich zu anderen Materialien wie Aluminium oder kohlenstoffarmem Stahl ist Edelstahl schwieriger zu bearbeiten. Es neigt dazu, lange und faserige Chips zu produzieren führt zur Aufbauschneide am Werkzeug. Die Gründe für die Unterschiede in der Bearbeitung von Edelstahl liegen in den folgenden Eigenschaften; hohe Zugfestigkeit, die große Spannweite zwischen Streckgrenze und Zugfestigkeit; hohe Duktilität und Zähigkeit; hohe Kaltverfestigungsrate; und geringe Wärmeleitfähigkeit.

Trotz seiner Eigenschaften und seines unterschiedlichen Verhaltens ist Edelstahl mit der richtigen Technik bearbeitbar. Edelstahl erfordert nämlich mehr Leistung, niedrigere Schnittgeschwindigkeiten, nur positiven Vorschub, starre Werkzeuge und Vorrichtungen, die Verwendung von Spanbrechern oder Lockenwicklern und eine hervorragende Schmierung und Kühlung während der Bearbeitung.

Unter vielen Edelstahllegierungen sind einige besser bearbeitbar als andere. Die besser bearbeitbare Familie von Edelstahllegierungen wird als Automatenlegierungen bezeichnet. Typ 303 ist das häufigste Mitglied dieser Familie. Automatenlegierungen enthalten zusätzliche Materialzusammensetzungselemente wie Schwefel, Selen, Blei, Kupfer, Aluminium und Phosphor. Automatenlegierungen erzeugen weniger Reibung und weniger Materialanhäufungen im Kontakt mit dem Zerspanungswerkzeug. Außerdem brechen Späne während der Bearbeitung leicht ab.

Edelstahl des Typs 303 hat eine verbesserte Bearbeitbarkeit gegenüber Typ 304, der ein Typ ohne Automatenbearbeitung ist . Andererseits ist die Schweißbarkeit von Edelstahl Typ 304 höher als bei Typ 303.

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Korrosionsbeständigkeit

Alle austenitischen Edelstahlsorten haben eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung von Legierungen verursachen die Unterschiede in der Korrosionsbeständigkeit. Edelstahl des Typs 303 hat im Vergleich zu Typ 304 aufgrund der Zugabe von Schwefel und Phosphor eine verringerte Korrosionsbeständigkeit.

Typ 303 widersteht Korrosion durch alle atmosphärischen Quellen, Sterilisatoren, organische Chemikalien und Farbstoffe. Sie widerstehen Salpetersäure gut, Schwefelsäure mäßig und Halogensäure schlecht. Für eine optimale Korrosionsbeständigkeit sollten alle Teile aus Edelstahl 303 nach der Bearbeitung gereinigt und passiviert werden, um Fett, Öl, Fingerabdrücke und andere Fremdpartikel wie übrig gebliebene Eisenpartikel von Werkzeugen zu entfernen.

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Anwendungen

Aufgrund seiner verbesserten Bearbeitbarkeit verwenden wir Edelstahl vom Typ 303, um Teile herzustellen, die eine schwere Bearbeitung erfordern. Die häufigsten Anwendungen des Typs 303 sind die Bearbeitung von Schrauben, Muttern und Bolzen, Flugzeugarmaturen, Zahnrädern, Buchsen, elektrischen Komponenten, Ventilkörpern, Wellen und Ventilen.

Typ 304 ist eine der beliebtesten Edelstahllegierungen und wird zur Herstellung von Küchengeräten, Geräten zur Lebensmittel- oder Flüssigkeitsverarbeitung, Baumaterialien, Schiffsausrüstung, Chemikalienbehältern, architektonischen Verkleidungen von Automobilteilen und Wärmetauschern verwendet.

Aufgrund seiner hohen Korrosionsbeständigkeit und seines geringen Kohlenstoffgehalts ist Edelstahl Typ 304 ein bevorzugtes Material für medizinische Geräte. Typ 304 reagiert nicht chemisch mit Körpergewebe und Sterilisationslösungen. Es kann harter und wiederholter Beanspruchung standhalten, die normalerweise mit medizinischer Verwendung verbunden ist.

Die Bearbeitbarkeit ist eine wesentliche Eigenschaft von Stahllegierungen. In stark korrosiven Umgebungen und Unterwasseranwendungen ist jedoch die Korrosionsbeständigkeit das Hauptanliegen. Typ 316 hat eine der höchsten Korrosionsbeständigkeiten unter den Edelstahllegierungen . Typ 316 ist Typ 304 sehr ähnlich, hat aber eine erhöhte Menge an Molybdän, das eine hohe Korrosionsbeständigkeit bietet. Typ 316 ist eine Legierung der Wahl für orthopädische Implantate und künstliche Herzklappen.

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Fazit

Es gibt eine Vielzahl von Edelstahllegierungen. Obwohl der Großteil des Edelstahlmaterials weltweit aus Typ 304 besteht, hat es eine geringe Bearbeitbarkeit . Viele Anwendungen, die den Schwerpunkt auf die Bearbeitbarkeit der Materialien legen, verwenden Edelstahl vom Typ 303. Typ 303 hat auch wünschenswerte Anti-Fress-Eigenschaften. Fressen ist eine Form von Verschleiß, die durch Adhäsion zwischen Gleitflächen verursacht wird. Diese Eigenschaft erleichtert die Demontage von Teilen.

Typ 303 ist ein Material der Wahl für Langdrehmaschinen. Die Materialauswahl beeinflusst das Verhältnis von Bearbeitbarkeit zu Kosten . Unserer Erfahrung nach ist das billigste Material nicht immer günstiger. Wir behandeln dieses Thema im Blogartikel „Die wahren Kosten der Qualität“. Materialien mit geringer Bearbeitbarkeit erfordern häufige Werkzeugwechsel, haben längere Ausfallzeiten und eine schlechte Oberflächengüte . Für die Bearbeitung von Edelstahl gilt eine Faustregel, mit abnehmender Bearbeitbarkeit steigen die damit verbundenen Bearbeitungskosten .