W obróbce skrawaniem metalu będą różne materiały przedmiotu obrabianego, różne materiały, różne są właściwości formowania i usuwania cięcia. Jak możemy opanować właściwości różnych materiałów?Materiały metalowe zgodne z normą ISO są podzielone na 6 różnych grup typów, z których każda ma unikalne właściwości pod względem obrabialności i zostanie podsumowana osobno w tym artykule.
Materiały metalowe dzielą się na 6 kategorii:
(1) Stal P
(2) M-stal nierdzewna
(3) Żeliwo K
(4) N- metal nieżelazny
(5) S – Stop żaroodporny
(6) Stal hartowana H
Co to jest stal?
- Stal to największa grupa materiałowa w dziedzinie obróbki skrawaniem metali.
- Stal może być stalą niehartowaną lub odpuszczoną (twardość do 400HB).
- Stal jest stopem, którego głównym składnikiem jest żelazo (Fe).Otrzymuje się go w procesie wytapiania.
- Stal niestopowa ma zawartość węgla mniejszą niż 0,8%, tylko Fe i żadnych innych pierwiastków stopowych.
- Zawartość węgla w stali stopowej jest mniejsza niż 1,7% i dodawane są pierwiastki stopowe, takie jak Ni, Cr, Mo, V, W itp.
- Niska zawartość węgla = wytrzymały, lepki materiał.
- Wysoka zawartość węgla = kruchy materiał.
Charakterystyka przetwarzania:
- Materiał z długimi wiórami.
- 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 wartości.
Co to jest stal nierdzewna?
- Stal nierdzewna jest materiałem stopowym zawierającym co najmniej 11% ~ 12% chromu.
- Zawartość węgla jest zwykle bardzo niska (maks. 0,01%).
- Stopy to głównie Ni (nikiel), Mo (molibden) i Ti (tytan).
- Tworzy gęstą warstwę Cr2O3 na powierzchni stali, czyniąc ją odporną na korozję.
W Grupie M większość zastosowań dotyczy przemysłu naftowego i gazowego, armatury rurowej, kołnierzy, przetwórstwa i przemysłu farmaceutycznego.
Materiał tworzy nieregularne, łuszczące się wióry i ma większą siłę skrawania niż zwykła stal.Istnieje wiele różnych rodzajów stali nierdzewnej.Skuteczność łamania wiórów (od łatwych do prawie niemożliwych do łamania) różni się w zależności od właściwości stopu i obróbki cieplnej.
Charakterystyka przetwarzania:
- Materiał z długimi wiórami.
Kontrola wiórów jest stosunkowo płynna w przypadku ferrytu i trudniejsza w przypadku austenitu i dwufazowego.
- Jednostkowa siła skrawania: 1800 ~ 2850 N/mm².
- Wysoka siła skrawania, powstawanie wiórów, hartowanie cieplne i zgniotowe podczas obróbki.
Co to jest żeliwo?
Wyróżnia się trzy główne rodzaje żeliwa: żeliwo szare (GCI), żeliwo sferoidalne (NCI) i żeliwo wermikularne (CGI).
- Żeliwo składa się głównie z Fe-C i stosunkowo dużej zawartości krzemu (1% ~ 3%).
- Zawartość węgla powyżej 2%, co stanowi największą rozpuszczalność C w fazie austenitu.
- Cr (chrom), Mo (molibden) i V (wanad) są dodawane w celu utworzenia węglików, zwiększając wytrzymałość i twardość, ale zmniejszając skrawalność.
Grupa K jest stosowana głównie w częściach samochodowych, produkcji maszyn i produkcji żelaza.
Formowanie się wiórów w materiale jest zróżnicowane, od prawie sproszkowanych wiórów po długie wióry.Moc potrzebna do przetworzenia tej grupy materiałów jest zwykle niewielka.
Należy zauważyć, że istnieje duża różnica pomiędzy żeliwem szarym (które zwykle zawiera wióry w przybliżeniu sproszkowane) a żeliwem sferoidalnym, którego łamanie wiórów jest w wielu przypadkach bardziej podobne do łamania stali.
Charakterystyka przetwarzania:
- Materiał z krótkimi wiórami.
- 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.
Co to są materiały nieżelazne?
- Ta kategoria obejmuje metale nieżelazne, metale miękkie o twardości mniejszej niż 130HB.
Największą część stanowią stopy metali nieżelaznych (Al) zawierające prawie 22% krzemu (Si).
- Miedź, brąz, mosiądz.
W Grupie N dominują producenci samolotów i producentów kół samochodowych ze stopów aluminium.
Chociaż moc wymagana na mm3 (cal sześcienny) jest niska, nadal konieczne jest obliczenie maksymalnej mocy wymaganej do uzyskania dużej wydajności usuwania metalu.
Charakterystyka przetwarzania:
- Materiał z długimi wiórami.
- Jeśli jest to stop, kontrola wiórów jest stosunkowo łatwa.
- Metale nieżelazne (Al) są lepkie i wymagają stosowania ostrych krawędzi skrawających.
- Jednostkowa siła cięcia: 350 ~ 700 N/mm².
- Siła skrawania i moc wymagana do obróbki materiałów ISO N mieszczą się w ograniczonym zakresie wartości.
Co to jest stop żaroodporny?
Stopy żaroodporne (HRSA) obejmują wiele wysokostopowych materiałów na bazie żelaza, niklu, kobaltu lub tytanu.
- Grupa: Żelazo, nikiel, kobalt.
- Warunki pracy: wyżarzanie, obróbka cieplna przesycająca, obróbka starzeniowa, walcowanie, kucie, odlewanie.
Cechy:
Wyższa zawartość stopu (kobalt jest wyższy niż nikiel) zapewnia lepszą odporność na ciepło, wyższą wytrzymałość na rozciąganie i wyższą odporność na korozję.
Materiały z grupy S, które są trudne w obróbce, stosowane są głównie w przemyśle lotniczym, turbinach gazowych i generatorach.
Asortyment jest szeroki, ale zwykle występują duże siły skrawania.
Charakterystyka przetwarzania:
- Materiał z długimi wiórami.
- Trudna kontrola wiórów (postrzępione wióry).
- W przypadku ceramiki wymagany jest ujemny kąt czołowy, a w przypadku węglika spiekanego wymagany jest dodatni kąt czołowy.
- Jednostka siły skrawania:
Dla stopów żaroodpornych: 2400~3100 N/mm².
Dla stopu tytanu: 1300~1400 N/mm².
- Wymagana duża siła cięcia i moc.
Co to jest stal hartowana?
- Z przetwórczego punktu widzenia stal hartowana jest jedną z najmniejszych podgrup.
- Grupa ta obejmuje stale ulepszone cieplnie o twardości >45 do 65HRC.
- Ogólnie rzecz biorąc, zakres twardości toczonych twardych części wynosi zazwyczaj od 55 do 68 HRC.
Stale hartowane z Grupy H znajdują zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, np. w przemyśle motoryzacyjnym i jego podwykonawcach, a także w budowie maszyn i przy produkcji form.
Zwykle ciągłe, rozżarzone do czerwoności frytki.Ta wysoka temperatura pomaga zmniejszyć wartość kc1, co jest ważne, aby pomóc w rozwiązaniu problemów związanych z aplikacją.
Charakterystyka przetwarzania:
- Materiał z długimi wiórami.
- Stosunkowo dobra kontrola wiórów.
- Wymagaj ujemnego kąta przedniego.
- Jednostkowa siła skrawania: 2550 ~ 4870 N/mm².
- Wymagana duża siła cięcia i moc.
Czas publikacji: 24 lipca 2023 r