При резке металла используются разные материалы. Различные материалы имеют разные характеристики формирования и удаления резания. Как нам освоить характеристики различных материалов? Металлические материалы стандарта ISO разделены на 6 различных групп типов, каждый тип имеет уникальные характеристики с точки зрения обрабатываемости, и в этой статье они суммируются отдельно.
Металлические материалы делятся на 6 категорий:
(1) Р-сталь
(2) М-нержавеющая сталь
(3) К-чугун
(4) N-Цветные металлы
(5) S-жаропрочный сплав
(6) H-закаленная сталь
картина
↑↑Характеристики резания различных материалов↑↑
01-П-сталь
Что такое сталь?
- Сталь является крупнейшей группой материалов в резке металлов.
- Сталь может быть незакаленная или закаленная и отпущенная (твердость до 400HB).
- Сталь – это сплав, основным компонентом которого является железо (Fe). Его производят методом плавки.
- Содержание углерода в нелегированной стали менее 0,8%, только Fe и никаких других легирующих элементов.
- Содержание углерода в легированной стали составляет менее 1,7%, добавляются легирующие элементы, такие как Ni, Cr, Mo, V, W и т. д.
картина
Области применения: В области резки металлов группа P является самой крупной группой материалов, поскольку охватывает несколько различных промышленных областей.
Материалы обычно представляют собой материалы с длинной стружкой, образующие непрерывную, относительно однородную стружку. Конкретный рисунок стружки обычно зависит от содержания углерода.
– Низкое содержание углерода=прочный, липкий материал.
– Хрупкий материал с высоким содержанием углерода =.
Характеристики обработки:
- Длинностружечные материалы.
- Управление стружкой относительно простое и плавное.
- Мягкая сталь липкая и требует острой режущей кромки.
- Единичная сила резания kc: 1500~3100 Н/мм².
- Сила резания и мощность, необходимые для обработки материалов ISO P, находятся в ограниченном диапазоне.
картина
02-М нержавеющая сталь
Что такое нержавеющая сталь?
- Нержавеющая сталь представляет собой сплав с содержанием хрома не менее 11–12 %.
- Содержание углерода обычно очень низкое (максимум 0,01%).
- Основными сплавами являются Ni (никель), Mo (молибден) и Ti (титан).
- Образует плотный слой Cr2O3 на поверхности стали, делая ее устойчивой к коррозии.
картина
Области применения: В группе М большая часть применений относится к нефтегазовой промышленности, трубопроводной арматуре, фланцам, обрабатывающей промышленности и фармацевтической промышленности.
Форма стружки: материал образует неровную, чешуйчатую стружку, которая обеспечивает более высокие силы резания, чем обычная сталь. Существует много различных типов нержавеющей стали. Стружколомание (от простого до практически невозможного) варьируется в зависимости от свойств сплава и термической обработки.
Характеристики обработки:
- Длинностружечные материалы.
- Контроль стружки относительно гладкий в феррите и более сложен в аустените и дуплексе.
- Единичная сила резания: 1800~2850 Н/мм².
- Высокие силы резания, наросты на кромке, тепловое и деформационное упрочнение во время обработки.
картина
03-Чугун К
Что такое чугун?
- Существует 3 основных типа чугуна: серый чугун (GCI), ковкий чугун (NCI) и чугун с компактным графитом (CGI).
- Чугун в основном состоит из Fe-C и имеет относительно высокое содержание кремния (1–3%).
- Содержание углерода превышает 2%, что является максимальной растворимостью С в аустенитной фазе.
- Cr (хром), Mo (молибден) и V (ванадий) добавляются для образования карбидов, которые повышают прочность и твердость, но ухудшают обрабатываемость.
картина
Области применения: Группа K в основном используется в автомобильных деталях, машиностроении и металлургии.
Форма стружки: Материалы различаются по форме стружки: от почти порошкообразной стружки до длинной стружки. Мощность, необходимая для обработки этой группы материалов, обычно невелика.
*Примечание: Существует большая разница между серым чугуном (обычно стружка почти порошкообразная) и ковким чугуном, стружколом последнего часто аналогичен стальному.
Характеристики обработки:
- Короткоструйные материалы.
- Хороший стружкоотвод в любых условиях эксплуатации.
- Единичная сила резания: 790~1350 Н/мм².
- Обработка на более высоких скоростях приводит к абразивному износу.
- Средняя сила резания.
картина
04-N цветных металлов
Что такое цветные металлы?
- К этой категории относятся цветные металлы, мягкие металлы с твердостью ниже 130 НВ.
- Большую часть составляют сплавы цветных металлов (Al), содержащие около 22% кремния (Si).
- Медь, бронза, латунь.
картина
Области применения: авиастроение и производители автомобильных колес из алюминиевых сплавов занимают важную позицию в группе N.
Хотя мощность, необходимая на кубический дюйм, невелика, для достижения высокой скорости съема металла все равно необходимо рассчитать максимальную требуемую мощность.
Характеристики обработки:
- Длинностружечные материалы.
- В случае сплавов контроль стружки относительно прост.
- Цветные металлы (Al) липкие и требуют использования острых режущих кромок.
- Единичная сила резания: 350~700 Н/мм².
- Сила резания и мощность, необходимые для обработки материалов ISO N, находятся в ограниченном диапазоне.
картина
05-S жаропрочный сплав
Что такое жаропрочный сплав?
- Жаропрочные сплавы (HRSA) включают в себя множество высоколегированных материалов на основе железа, никеля, кобальта или титана.
Группа: На основе железа, На основе никеля, На основе кобальта
Условия работы: отжиг, термообработка на раствор, старение, прокатка, ковка, литье.
Свойства: Более высокое содержание сплава (кобальта, чем никеля) обеспечивает лучшую термостойкость, более высокую прочность на разрыв и более высокую коррозионную стойкость.
картина
Области применения: Трудно поддающиеся обработке материалы группы S в основном используются в аэрокосмической, газотурбинной и генераторной промышленности.
Диапазон широк, но обычно присутствуют высокие силы резания.
Характеристики обработки:
- Длинностружечные материалы.
- Сложность контроля стружки (зубчатая стружка).
- Для керамики требуется отрицательный передний угол, а для твердосплавных сплавов — положительный передний угол.
- Единичная сила резания:
Для жаропрочных сплавов: 2400~3100 Н/мм².
Для титанового сплава: 1300~1400 Н/мм².
- Требует высоких сил резания и мощности.
картина
06-H-закаленная сталь
Что такое закаленная сталь?
- С точки зрения механической обработки закаленные стали представляют собой наименьшую группу.
- This group includes quenched and tempered steels with hardness >45~65HRC.
- Как правило, диапазон твердости обрабатываемых твердых деталей обычно составляет 55–68 HRC.
картина
Области применения: Закаленные стали группы H используются в различных отраслях промышленности, таких как автомобильная промышленность и ее субподрядчики, а также машиностроение и производство пресс-форм.
Форма стружки: обычно сплошная, раскаленная стружка. Такая высокая температура помогает снизить значения kc1, что важно для решения проблем применения.
Характеристики обработки:
- Длинностружечные материалы.
- Сравнительно хороший стружколом.
- Требуется отрицательный передний угол.
- Единичная сила резания: 2550~4870 Н/мм².
- Требует высоких сил резания и мощности.
