У різанні металу існують різні матеріали для обробки. Різні матеріали мають різні характеристики формування та видалення різання. Як ми опановуємо характеристики різних матеріалів? Металеві матеріали за стандартом ISO поділяються на 6 різних типів груп, кожен тип має унікальні характеристики з точки зору оброблюваності, і в цій статті вони підсумовуються окремо.
Металеві матеріали діляться на 6 категорій:
(1) P-сталь
(2) М-нержавіюча сталь
(3) К-чавун
(4) N-кольорові метали
(5) S-жаростійкий сплав
(6) H-гартована сталь
картина
↑↑Характеристики різання різних матеріалів↑↑
01-P сталь
Що таке сталь?
- Сталь є найбільшою групою матеріалів для різання металу.
- Сталь може бути незагартованою або загартованою та відпущеною (твердість до 400HB).
- Сталь - це сплав, основним компонентом якого є залізо (Fe). Його виготовляють за допомогою процесу плавлення.
- Вміст вуглецю в нелегованій сталі становить менше 0,8%, лише Fe і жодних інших легуючих елементів.
- Вміст вуглецю в легованій сталі становить менше 1,7%, додаються такі легуючі елементи, як Ni, Cr, Mo, V, W тощо.
картина
Сфери застосування: у сфері різання металу група P є найбільшою групою матеріалів, оскільки охоплює кілька різних галузей промисловості.
Зазвичай це матеріали з довгою стружкою, які утворюють суцільну, відносно однорідну стружку. Конкретний малюнок стружки зазвичай залежить від вмісту вуглецю.
– Низький вміст вуглецю=міцний, липкий матеріал.
– Крихкий матеріал із високим вмістом вуглецю =.
Характеристики обробки:
- Матеріали з довгою стружкою.
- Контроль стружки відносно простий і гладкий.
- М'яка сталь липка і вимагає гострого ріжучого краю.
- Одинична сила різання kc: 1500~3100 Н/мм²
- Сила різання та потужність, необхідні для обробки матеріалів ISO P, знаходяться в обмеженому діапазоні.
картина
02-Нержавіюча сталь M
Що таке нержавіюча сталь?
- Нержавіюча сталь – це легований матеріал, який містить принаймні 11–12% хрому.
- Вміст вуглецю зазвичай дуже низький (максимум 0,01%).
- Основними сплавами є Ni (нікель), Mo (молібден) і Ti (титан).
- Утворює щільний шар Cr2O3 на поверхні сталі, роблячи її стійкою до корозії.
картина
Сфери застосування: у групі M більшість застосувань належать до нафтової та газової промисловості, трубопровідної арматури, фланців, переробної промисловості та фармацевтичної промисловості.
Форма стружки: матеріал утворює нерегулярну лускату стружку, що забезпечує вищу силу різання, ніж звичайна сталь. Існує багато різних видів нержавіючої сталі. Продуктивність руйнування стружки (від легкої до майже неможливої) залежить від властивостей сплаву та термічної обробки.
Характеристики обробки:
- Матеріали з довгою стружкою.
- Контроль стружки відносно плавний у фериті та складніший у аустеніті та дуплексі.
- Одинична сила різання: 1800~2850 Н/мм²
- Високі сили різання, нарощена кромка, термічний і робочий зміцнення під час обробки.
картина
03-К чавун
Що таке чавун?
- Існує 3 основних типи чавуну: сірий чавун (GCI), ковкий чавун (NCI) і чавун з ущільненим графітом (CGI).
- Чавун в основному складається з Fe-C і має відносно високий вміст кремнію (1%~3%).
- Вміст вуглецю перевищує 2%, що є максимальною розчинністю С в аустенітній фазі.
- Cr (хром), Mo (молібден) і V (ванадій) додаються для утворення карбідів, які підвищують міцність і твердість, але знижують оброблюваність.
картина
Сфери застосування: Група K в основному використовується в автомобільних деталях, машинобудуванні та виробництві чавуну.
Форма стружки: матеріали відрізняються за формою стружки, від майже порошкоподібної до довгої стружки. Потужність, необхідна для обробки цієї групи матеріалів, зазвичай невелика.
*Примітка: існує велика різниця між сірим чавуном (зазвичай стружка майже порошкоподібна) і ковким чавуном, стружка останнього часто подібна до руйнування сталі.
Характеристики обробки:
- Короткостружечні матеріали.
- Хороший контроль стружки в будь-яких умовах експлуатації.
- Одинична сила різання: 790~1350 Н/мм²
- Обробка на вищих швидкостях призводить до абразивного зносу.
- Середня сила різання.
картина
04-N кольорові метали
Що таке матеріали з кольорових металів?
- До цієї категорії відносяться кольорові метали, м'які метали з твердістю нижче 130 HB.
- Найбільшу частину становлять сплави кольорових металів (Al), що містять майже 22% кремнію (Si).
- Мідь, бронза, латунь.
картина
Сфери застосування: авіабудування та виробники автомобільних коліс з алюмінієвого сплаву займають провідне місце в групі N.
Хоча потужність, необхідна на кубічний дюйм, низька, для отримання високої швидкості видалення металу все одно необхідно розрахувати максимальну необхідну потужність.
Характеристики обробки:
- Матеріали з довгою стружкою.
- У випадку сплавів контролювати стружку відносно легко.
- Кольорові метали (Al) липкі і вимагають використання гострих ріжучих кромок.
- Сила різання: 350~700 Н/мм²
- Сила різання та потужність, необхідні для обробки матеріалів ISO N, знаходяться в обмеженому діапазоні.
картина
05-S жаростійкий сплав
Що таке жароміцний сплав?
- Жаростійкі сплави (HRSA) включають багато високолегованих матеріалів на основі заліза, нікелю, кобальту або титану.
Група: На основі заліза, на основі нікелю, на основі кобальту
Умови роботи: відпал, термообробка розчину, обробка старінням, прокатка, кування, лиття.
Властивості: вищий вміст сплаву (кобальту, ніж нікелю) забезпечує кращу термостійкість, вищу міцність на розрив і вищу стійкість до корозії.
картина
Сфери застосування: Матеріали групи S, які важко обробляти, в основному використовуються в аерокосмічній, газотурбінній та генераторній промисловості.
Діапазон широкий, але зазвичай присутні високі сили різання.
Характеристики обробки:
- Матеріали з довгою стружкою.
- Труднощі з контролем стружки (зубчаста стружка).
- Для кераміки необхідний від’ємний передній кут, а для твердосплавного – додатний.
- Одиниця сили різання:
Для жаростійких сплавів: 2400~3100 Н/мм²
Для титанового сплаву: 1300~1400 Н/мм²
- Вимагає високих сил і потужності різання.
картина
06-H загартована сталь
Що таке загартована сталь?
- З точки зору обробки, загартовані сталі є найменшою групою.
- This group includes quenched and tempered steels with hardness >45~65 HRC.
- Як правило, діапазон твердості твердих деталей, що обточуються, зазвичай становить 55–68 HRC.
картина
Сфери застосування: Загартована сталь групи H використовується в різних галузях промисловості, таких як автомобільна промисловість та її субпідрядники, а також машинобудування та виробництво форм.
Форма стружки: зазвичай суцільна розпечена стружка. Ця висока температура допомагає знизити значення kc1, що важливо для вирішення завдань застосування.
Характеристики обробки:
- Матеріали з довгою стружкою.
- Відносно хороший контроль стружки.
- Потрібен негативний передній кут.
- Одинична сила різання: 2550~4870 Н/мм²
- Вимагає високих сил і потужності різання.
