Jaka jest różnica w cięciu różnych materiałów metalowych?

W cięciu metali, będą różne materiały obrabiane, a różne materiały mają różne formacji cięcia i charakterystyki usuwania. Jak możemy uchwycić charakterystykę różnych materiałów? Standardowe materiały metalowe ISO są podzielone na 6 różnych typów grup, z których każda ma unikalne cechy pod względem obrabialności. W tym artykule podsumujemy je oddzielnie.

Materiał metalowy jest podzielony na sześć głównych kategorii:

• P- stal
• M- stal nierdzewna
• K - żeliwo
• N- metale nieżelazne
• S- stop żaroodporny
• H - stal hartowana

1-P Stal

Co to jest stal?

-Stal jest największą grupą materiałów w dziedzinie obróbki skrawaniem.

-Stal może być stalą niehartowaną lub stalą hartowaną i odpuszczaną (twardość do 400HB).

-Stal jest stopem, którego głównym składnikiem jest żelazo (Fe). Wytwarzana jest w procesie wytapiania.

-Zawartość węgla w stali niestopowej jest mniejsza niż 0,8%, tylko Fe i żadnych innych pierwiastków stopowych.

-Zawartość węgla w stali stopowej jest mniejsza niż 1,7%, dodawane są pierwiastki stopowe, takie jak Ni, Cr, Mo, V, W itp.

Obszary zastosowań:

W zakresie obróbki skrawaniem metali grupa P jest największą grupą materiałową, ponieważ obejmuje kilka różnych dziedzin przemysłu.

Materiał ten jest zazwyczaj materiałem o długim wiórze, który może tworzyć ciągłe i stosunkowo jednolite wióry. Specyficzna forma wióra zależy zazwyczaj od zawartości węgla.

- Niska zawartość węgla = twardy, lepki materiał.

- Wysoka zawartość węgla = kruchy materiał.

Charakterystyka obróbki:

-Długi materiał wiórów.

-Kontrola wióra jest stosunkowo łatwa i stabilna.

-Stal miękka jest lepka i wymaga ostrych krawędzi tnących.

-Jednostkowa siła skrawania kc: 1500-3100 N/mm²

-Siła skrawania i moc wymagana do obróbki materiałów ISO P są w ograniczonym zakresie.

2-M Stal nierdzewna

Co to jest stal nierdzewna?

-Stal nierdzewna jest materiałem stopowym zawierającym minimum 11-12% chromu.

-Zawartość węgla jest zazwyczaj bardzo niska (maksymalnie 0,01%).

-W skład stopów wchodzą głównie Ni (nikiel), Mo (molibden) i Ti (tytan).

-Gęsta warstwa Cr2O3 tworzy się na powierzchni stali, aby uczynić go odpornym na korozję.

Obszary zastosowań:

W grupie M większość zastosowań należy do przemysłu naftowego i gazowego, armatury rurowej, kołnierzy, przemysłu przetwórczego i farmaceutycznego.

Kształt wiórów: Materiał tworzy nieregularne wióry płatkowe, które mają większą siłę cięcia w porównaniu ze zwykłą stalą. Istnieje wiele różnych rodzajów stali nierdzewnej. Wydajność łamania wiórów (od łatwych do prawie niemożliwych do złamania) różni się w zależności od właściwości stopu i obróbki cieplnej.

Charakterystyka przetwarzania:

-Długi materiał wiórów.

-Kontrola wiórów jest stosunkowo gładka w ferrycie, ale trudna w austenicie i dupleksie.

-Jednostkowa siła skrawania: 1800-2850 N/mm².

-Duża siła skrawania, zabudowana krawędź, utwardzanie cieplne i robocze podczas obróbki.

3-K Żeliwo

Co to jest żeliwo?

-Istnieją trzy główne rodzaje żeliwa: żeliwo szare (GCI), żeliwo sferoidalne (NCI) i żeliwo grafitowe (CGI).

-Żeliwo składa się głównie z Fe-C, z relatywnie wysoką zawartością krzemu (1~3%).

-Zawartość węgla przekracza 2%, co jest maksymalną rozpuszczalnością C w fazie austenitu.

-Cr (chrom), Mo (molibden) i V (wanad) są dodawane w celu utworzenia węglików, które zwiększają wytrzymałość i twardość, ale zmniejszają obrabialność.

Obszary zastosowań:

Grupa K jest stosowana głównie w częściach samochodowych, produkcji maszyn i produkcji żelaza.

Kształt wióra:

Kształt wiórów tego materiału jest różny, od wiórów przypominających proszek do długich wiórów. Moc wymagana do obróbki tej grupy materiałów jest zazwyczaj niewielka.

*Uwaga: Istnieje duża różnica pomiędzy żeliwem szarym (zazwyczaj wióry są w przybliżeniu sproszkowane) a żeliwem sferoidalnym. Łamliwość wiórów tego ostatniego jest często podobna do stali.

Charakterystyka obróbki:

-Krótki materiał wiórów.

-Dobra kontrola wiórów w każdych warunkach pracy.

-Jednostkowa siła skrawania: 790-1350 N/mm²

-Obróbka przy większych prędkościach powoduje zużycie ścierne.

-Średnia siła skrawania.

4-N Metale nieżelazne

Co to jest materiał z metalu nieżelaznego?

-Kategoria ta obejmuje metale nieżelazne i miękkie metale o twardości mniejszej niż 130 HB.

-Stopy metali nieżelaznych (Al) zawierające prawie 22% krzemu (Si) stanowią największą część.

-Miedź, brąz, mosiądz.

Obszary zastosowań:

Produkcja samolotów i producenci felg samochodowych ze stopów aluminium zajmują dominującą pozycję w grupie N.

Mimo, że wymagana moc na cal sześcienny jest niska, w celu uzyskania wysokiej wydajności usuwania metalu, nadal konieczne jest obliczenie maksymalnej wymaganej mocy.

Charakterystyka obróbki:

-Materiał wiórów długich.

-Jeśli jest to stop, kontrola wióra jest stosunkowo łatwa.

-Metale nieżelazne (Al) są lepkie i wymagają ostrych krawędzi skrawających.

-Jednostkowa siła skrawania: 350-700 N/mm²

-Siła skrawania i moc wymagana do obróbki materiałów ISO N mieszczą się w ograniczonym zakresie.

5-S Stop żaroodporny

Co to jest stop żaroodporny?

-Stopy żaroodporne (HRSA) obejmują wiele wysokostopowych materiałów na bazie żelaza, niklu, kobaltu lub tytanu.

-Grupa: na bazie żelaza, na bazie niklu, na bazie kobaltu

-Warunki pracy: wyżarzanie, obróbka cieplna w roztworze, obróbka starzeniowa, walcowanie, kucie, odlewanie.

-Cechy: Wyższa zawartość stopu (kobalt jest wyższy niż nikiel) może zapewnić lepszą odporność na ciepło, wyższą wytrzymałość na rozciąganie i wyższą odporność na korozję.

Obszary zastosowań:

Materiały z grupy S, które są trudne do przetworzenia, są stosowane głównie w przemyśle lotniczym, turbinach gazowych i generatorach.

Zakres jest szeroki, ale wysokie siły cięcia są zwykle obecne.

Charakterystyka obróbki:

-Długi wiór materiału.

-Trudna kontrola wiórów (wióry ząbkowane).

-W przypadku ceramiki wymagany jest ujemny kąt natarcia, a w przypadku węglika spiekanego dodatni kąt natarcia.

-Jednostkowa siła skrawania:

Dla stopów żaroodpornych: 2400-3100 N/mm²

Dla stopu tytanu: 1300-1400 N/mm².

-Wymagana siła skrawania i moc są wysokie.

6-H Stal hartowana

Czym jest stal hartowana?

-Z punktu widzenia obróbki, stal hartowana jest najmniejszą grupą.

-Grupa ta obejmuje stale hartowane i odpuszczane o twardości >45-65 HRC.

-Zazwyczaj twardość toczonych części twardych mieści się w przedziale 55~68 HRC.

Obszary zastosowań:

Stale hartowane z grupy H znajdują zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, takich jak przemysł motoryzacyjny i jego podwykonawcy, a także w produkcji maszyn i form.

Kształt wióra:

zazwyczaj ciągły, rozgrzany do czerwoności wiór. Ta wysoka temperatura pomaga zmniejszyć wartość kc1 i jest ważne, aby pomóc w rozwiązaniu problemów aplikacji.

Charakterystyka przetwarzania:

-Długi materiał wiórów.

-Stosunkowo dobra kontrola wiórów.

-Wymagany jest ujemny kąt natarcia.

-Jednostkowa siła skrawania: 2550-4870 N/mm²

-Duża siła skrawania i wymagana moc.