При резке металла используются разные материалы. Различные материалы имеют разные характеристики формирования и удаления резания. Как мы можем освоить характеристики различных материалов? Металлические материалы стандарта ISO разделены на 6 различных типов групп. Каждый тип имеет уникальные характеристики с точки зрения обрабатываемости. В этой статье они будут суммированы по отдельности.
Металлические материалы делятся на 6 основных категорий: (1) P-Сталь (2) M-Нержавеющая сталь (3) K-Чугун (4) N-Цветные металлы (5) S-Жаропрочные сплавы (6) H- Закаленная сталь
01-П-сталь
Что такое сталь? - Сталь – самая крупная группа материалов в области резки металлов. - Сталь может быть незакаленная или закаленная и отпущенная (твердость до 400HB). - Сталь – это сплав с железом (Fe) в качестве основного компонента. Его производят методом плавки. - Нелегированная сталь имеет содержание углерода менее 0,8%, только Fe и никаких других легирующих элементов. - Легированная сталь имеет содержание углерода менее 1,7% и добавляются легирующие элементы, такие как Ni, Cr, Mo, V, W и т.д.
Области применения: В области резки металла группа P является самой крупной группой материалов, поскольку она охватывает несколько различных отраслей промышленности.
Обычно это материалы с длинной стружкой, образующие непрерывную, относительно однородную стружку. Конкретная форма стружки обычно зависит от содержания углерода. – Низкое содержание углерода=прочный, липкий материал. – Хрупкий материал с высоким содержанием углерода =.
Характеристики обработки: - Длинностружечный материал. - 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.
02-М Нержавеющая сталь
Что такое нержавеющая сталь? - Нержавеющая сталь представляет собой сплав с содержанием хрома минимум 11–12 %. - Содержание углерода обычно очень низкое (до максимума 0,01%). - В состав сплава в основном входят Ni (никель), Mo (молибден) и Ti (титан). - На поверхности стали образуется плотный слой Cr2O3, делающий ее коррозионностойкой.
Область применения: В группе М большинство применений приходится на нефтегазовую промышленность, трубопроводную арматуру, фланцы, перерабатывающую и фармацевтическую промышленность.
Форма стружки: материал образует чешуйчатую стружку неправильной формы, которая имеет более высокие силы резания, чем обычные стали. Существует много различных типов нержавеющей стали. Стружколомание (от легкого до практически невозможного) варьируется в зависимости от характеристик сплава и термической обработки.
Характеристики обработки: - Длинностружечный материал. - Контроль стружки относительно гладкий в феррите, более сложный в аустените и дуплексе. - Удельная сила резания: 1800~2850 Н/мм². - Во время обработки возникают высокие силы резания, наросты на кромке, тепловое и деформационное упрочнение.
03-К Чугун
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 с относительно высоким содержанием кремния (1–3%). - Содержание углерода более 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.
Области применения: Группа K в основном используется в автомобильных деталях, машиностроении и производстве железа.
Форма стружки: Форма стружки материала варьируется от почти порошкообразной до длинной стружки. Мощность, необходимая для обработки этой группы материалов, как правило, меньше. *Примечание: существует большая разница между серым чугуном (обычно стружка почти порошкообразная) и ковким чугуном, стружкодробление последнего часто больше похоже на стружку стали.
Характеристики обработки: - Короткостружечный материал. - Хороший стружкодробление при любых условиях работы. - Усилие резания: 790~1350 Н/мм². Абразивный износ возникает при обработке на более высоких скоростях. - Средняя сила резания.
04-N Цветные металлы
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.
Области применения: В группе N доминируют авиастроение и производители автомобильных колес из алюминиевых сплавов.
Хотя мощность, необходимая на кубический дюйм, невелика, максимальную требуемую мощность все равно необходимо рассчитывать для достижения высокой скорости съема металла.
Характеристики обработки: - Длинностружечный материал. - В случае сплавов контроль стружки относительно прост. - Цветные металлы (Al) липкие и требуют острой режущей кромки. - Единичная сила резания: 350~700 Н/мм². Сила резания и мощность, необходимые для обработки материалов ISO N, находятся в ограниченном диапазоне.
05-S Жаропрочные сплавы
Что такое жаропрочные сплавы? - Жаростойкие сплавы (HRSA) включают в себя множество высоколегированных материалов на основе железа, никеля, кобальта или титана. Группа: На основе железа, никеля, кобальта Условия работы: Отжиг, термообработка на раствор, старение, прокат, ковка, литье. Особенности: Более высокое содержание сплава (кобальта, чем никеля) обеспечивает лучшую термостойкость, более высокую прочность на разрыв и более высокую коррозионную стойкость.
Области применения: Труднообрабатываемые материалы группы S в основном используются в аэрокосмической, газотурбинной и генераторной промышленности.
Диапазон широк, но обычно присутствуют высокие силы резания.
Характеристики обработки: - Длинностружечные материалы. - Сложный контроль стружки (зубчатая стружка). - Отрицательные передние углы необходимы для керамики и положительные передние углы для карбидов. - Единичная сила резания: Для жаропрочных сплавов: 2400~3100 Н/мм². Для титановых сплавов: 1300~1400 Н/мм². - Требуемые сила резания и мощность очень высоки.
06-H-закаленная сталь
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 >45~65HRC. - Обычно твердость обрабатываемых твердых деталей находится в диапазоне 55–68 HRC.
Применение: Закаленные стали группы H используются в различных отраслях промышленности, таких как автомобильная промышленность и ее субподрядчики, а также в машиностроении и производстве пресс-форм.
Форма стружки: Обычно сплошная, раскаленная стружка. Эта высокая температура помогает снизить значение kc1 и важна для решения проблем применения.
Характеристики обработки: - Длинностружечные материалы. - Сравнительно хороший стружколом. - Требуется отрицательный передний угол. - Удельная сила резания: 2550~4870 Н/мм². - Требуемая сила резания и мощность очень высоки.
