Le caratteristiche principali dei pezzi torniti in acciaio inossidabile sono l'elevata difficoltà di lavorazione e i requisiti esigenti per utensili e processi di taglio. Le sfide principali derivano dall'elevata tenacità del materiale, dalla bassa conduttività termica e dalle proprietà di facile incrudimento.
Rispetto all'acciaio al carbonio, l'acciaio inossidabile presenta comportamenti fisici e meccanici significativamente diversi durante la tornitura, con un impatto diretto sull'efficienza della lavorazione, sulla durata dell'utensile e sulla qualità delle parti. Quella che segue è un’analisi dettagliata di queste caratteristiche:
Elevata forza di taglio ed elevata temperatura di taglio: l'acciaio inossidabile (in particolare i tipi austenitici come 304 e 1Cr18Ni9Ti) ha un'elevata resistenza e plasticità, con conseguente grande deformazione plastica durante il taglio. Ciò porta ad una forza di taglio unitaria superiore di oltre il 25% rispetto a quella dell'acciaio 45. Allo stesso tempo, la sua conduttività termica è solo da 1/3 a 1/4 di quella dell'acciaio 45, rendendo difficile la dissipazione del calore. Ciò si traduce in temperature della zona di taglio che possono essere più di 200 gradi superiori a quelle dell'acciaio comune e raggiungere localmente i 1000 gradi, accelerando l'usura dell'utensile.
In secondo luogo, è soggetto a incrudimento: l’acciaio inossidabile austenitico subisce rapidamente un incrudimento durante il taglio. Lo strato indurito può raggiungere più di 1/3 della profondità di taglio, aumentando la durezza da 1,4 a 2,2 volte e la resistenza da 1470 a 1960 MPa. Ciò significa che il successivo taglio dell'utensile avviene effettivamente su uno "strato indurito", riducendo significativamente la durata dell'utensile e aumentando il rischio di scheggiatura.
Problemi importanti di adesione del truciolo e "bordo incorporato" L'acciaio inossidabile mostra una forte affinità con i materiali degli utensili da taglio ad alta temperatura e pressione, facendo sì che i trucioli aderiscano facilmente alla superficie di spoglia, formando un "bordo costruito", che influisce sulla finitura superficiale e induce vibrazioni. Questa scheggiatura continua, "simile a una gomma da masticare-", può anche impigliare il pezzo, graffiando la superficie lavorata e persino causando incidenti di sicurezza.
Difficile rottura dei trucioli e scarsa rimozione dei trucioli L'acciaio inossidabile ha una buona plasticità e produce facilmente trucioli nastri lunghi e continui-durante il taglio, rendendo difficile la rimozione dei trucioli. Soprattutto nella foratura profonda o nelle linee di produzione automatizzate, l'accumulo di trucioli influisce sull'efficienza del raffreddamento, accelera l'usura degli utensili e può persino intasare l'area di lavorazione. Pertanto, è necessario ottenere una rottura truciolo affidabile attraverso la progettazione del rompitruciolo o la regolazione dei parametri.
