Podczas cięcia metalu istnieją różne materiały do obrabiania. Różne materiały mają różne charakterystyki tworzenia i usuwania cięcia. Jak możemy opanować cechy różnych materiałów? Standardowe materiały metalowe ISO są podzielone na 6 różnych rodzajów grup. Każdy typ ma unikalne cechy pod względem maszyny. Ten artykuł podsumuje je osobno.
Materiały metalowe dzielą się na 6 głównych kategorii: (1) P-stal (2) M-stal nierdzewna (3) K-żeliwo (4) N-metale nieżelazne (5) S-stopy żaroodporne (6) H- Stal hartowana
01-Stal P
Co to jest stal? - Stal to największa grupa materiałowa w dziedzinie obróbki skrawaniem metali. - Stal może być stalą niehartowaną lub hartowaną i odpuszczaną (twardość do 400HB). - Stal jest stopem, którego głównym składnikiem jest żelazo (Fe). Jest wytwarzany w procesie wytapiania. - Stal niestopowa ma zawartość węgla mniejszą niż 0,8%, tylko Fe i żadnych innych pierwiastków stopowych. - Stal stopowa ma zawartość węgla mniejszą niż 1,7% i dodaje się pierwiastki stopowe, takie jak Ni, Cr, Mo, V, W itp.
Obszary zastosowań: W zakresie skrawania metali grupa P stanowi największą grupę materiałów, ponieważ obejmuje kilka różnych sektorów przemysłu.
Materiały te są zwykle materiałami dającymi długi wiór i tworzącymi ciągłe, stosunkowo jednolite wióry. Konkretna forma chipa zależy zwykle od zawartości węgla. – Twardy, lepki materiał o niskiej zawartości węgla =. – Materiał kruchy=o wysokiej zawartości węgla.
Charakterystyka obróbki: - Materiał dający długie wióry. - Kontrola wiórów jest stosunkowo łatwa i płynna. - Stal miękka jest lepka i wymaga ostrej krawędzi tnącej. - Jednostkowa siła skrawania kc: 1500~3100 N/mm² - Siła skrawania i moc wymagana do obróbki materiałów ISO P mieszczą się w ograniczonym zakresie.
02- M stal nierdzewna
Co to jest ze stali nierdzewnej? - Stal nierdzewna jest materiałem ze stopu o minimum 11% ~ 12% chromu. - Zawartość węgla jest zwykle bardzo niska (do maksymalnie 0. 01%). - Stop to głównie Ni (nikiel), Mo (molibden) i Ti (tytan). - Na powierzchni stali powstaje gęsta warstwa Cr2O3, co czyni ją odporną na korozję.
Zastosowania: W grupie M większość zastosowań dotyczy przemysłu naftowego i gazowego, złączek rurowych, kołnierzy, przemysłu przetwórczego i przemysłu farmaceutycznego.
Kształt chipowy: Materiał tworzy nieregularne wióry płatkowe, które mają wyższe siły tnące niż zwykłe stale. Istnieje wiele różnych rodzajów stali nierdzewnej. Wydajność łamania chipów (od łatwego do prawie niemożliwego do rozbicia wiórów) różni się w zależności od charakterystyki stopu i obróbki cieplnej.
Charakterystyka obróbki: - Materiał dający długie wióry. - Kontrola wiórów jest stosunkowo płynna w przypadku ferrytu, trudniejsza w przypadku austenitu i duplexu. - Specyficzna siła skrawania: 1800~2850 N/mm² - Podczas obróbki powstają duże siły skrawania, narost na krawędzi, ciepło i hartowanie.
03-K Żeliwo
Co to jest żeliwo? - Istnieją 3 główne rodzaje żeliwa: żeliwo szare (GCI), żeliwo sferoidalne (NCI) i żeliwo z grafitem kompaktowym (CGI). - Żeliwo składa się głównie z Fe-C o stosunkowo dużej zawartości krzemu (1% ~ 3%). - Zawartość węgla przekracza 2%, co stanowi maksymalną rozpuszczalność C w fazie austenitu. - Cr (chrom), Mo (molibden) i V (wanad) dodaje się w celu utworzenia węglików, które zwiększają wytrzymałość i twardość, ale zmniejszają skrawalność.
Obszary zastosowań: Grupa K jest stosowana głównie w częściach samochodowych, produkcji maszyn i produkcji żelaza.
Kształt wiórów: Kształt wiórów w materiale jest zróżnicowany, od prawie sypkich po długie wióry. Moc wymagana do przetwarzania tej grupy materiałów jest na ogół mniejsza. *Uwaga: Istnieje duża różnica pomiędzy żeliwem szarym (zwykle wióry są prawie sproszkowane) a żeliwem sferoidalnym, przy czym łamanie wiórów w przypadku tego ostatniego jest często bardziej podobne do łamania stali.
Charakterystyka obróbki: - Materiał dający krótkie wióry. - Dobra kontrola wiórów we wszystkich warunkach pracy. - Jednostkowa siła skrawania: 790~1350 N/mm² - Zużycie ścierne występuje podczas obróbki z większymi prędkościami. - Średnia siła skrawania.
04-N Metale nieżelazne
Co to są materiały nieżelazne? - Do tej kategorii zaliczają się metale nieżelazne, metale miękkie o twardości poniżej 130 HB. - Największą część stanowią stopy nieżelazne (Al) zawierające prawie 22% krzemu (Si). - Miedź, brąz, mosiądz.
Obszary zastosowań: W grupie N dominują producenci samolotów i producentów kół samochodowych ze stopów aluminium.
Chociaż wymagana moc na cal sześcienny jest niski, wymagana maksymalna moc musi być nadal obliczana, aby osiągnąć wysoką szybkość usuwania metalu.
Charakterystyka obróbki: - Materiał dający długie wióry. - W przypadku stopów kontrola wiórów jest stosunkowo łatwa. - Metale nieżelazne (Al) są lepkie i wymagają ostrej krawędzi tnącej. - Jednostkowa siła skrawania: 350 ~ 700 N/mm² - Siła skrawania i moc wymagana do obróbki materiałów ISO N mieszczą się w ograniczonym zakresie.
05-S Stopy żaroodporne
Co to są stopy żaroodporne? - Stopy żaroodporne (HRSA) obejmują wiele materiałów wysokostopowych na bazie żelaza, niklu, kobaltu lub tytanu. Grupa: Na bazie żelaza, na bazie niklu, na bazie kobaltu Warunki pracy: Wyżarzanie, obróbka cieplna przesycająca, obróbka starzeniowa, walcowanie, kucie, odlewanie. Cechy: Wyższa zawartość stopu (kobaltu niż niklu) zapewnia lepszą odporność na ciepło, wyższą wytrzymałość na rozciąganie i wyższą odporność na korozję
Obszary zastosowania: Trudne do przetworzenia materiałów grupowych są wykorzystywane głównie w branży lotniczej, turbin gazowych i generatorów.
Asortyment jest szeroki, ale zwykle występują duże siły skrawania.
Charakterystyka przetwarzania: - Długie materiały do odprysków. - Trudna kontrola chipów (ząbkowane wióry). - Negatywne kąty rake są wymagane do ceramiki i pozytywnych kątów do węglików. - Siła cięcia jednostki: W przypadku stopów odpornych na ciepło: 2400 ~ 3100 N/mm² dla stopów tytanowych: 1300 ~ 1400 N/mm² - Wymagana siła skrawania i moc są bardzo wysokie.
06-H Stale hartowane
What are hardened steels? - Hardened steels are the smallest group from a machining point of view. - This group contains quenched and tempered steels with a hardness >45 ~ 65 HRC. - Zazwyczaj twardość toczonych twardych części mieści się w zakresie 55 ~ 68 HRC.
Zastosowania: Stale hartowane w grupie H znajdują zastosowanie w różnorodnych gałęziach przemysłu, takich jak przemysł motoryzacyjny i jego poddostawców, a także w przemyśle budowy maszyn i branży form.
Kształt chipowy: Zwykle ciągłe, gorące na czerwono wiórki. Ta wysoka temperatura pomaga zmniejszyć wartość KC1 i jest ważna, aby pomóc w rozwiązaniu problemów z aplikacją.
Charakterystyka obróbki: - Długie materiały do odprysków. - Stosunkowo dobra kontrola chipów. - Wymagany jest negatywny kąt zgarniania. - Siła cięcia jednostki: 2550 ~ 4870 N/mm² - Wymagana siła tnąca i moc są bardzo wysokie.
