У різанні металу існують різні матеріали для обробки. Різні матеріали мають різні характеристики формування та видалення різання. Як ми можемо оволодіти характеристиками різних матеріалів? Металеві матеріали за стандартом ISO поділяються на 6 різних типів груп. Кожен тип має унікальні характеристики з точки зору оброблюваності. У цій статті їх буде підсумовано окремо.
Металеві матеріали поділяються на 6 основних категорій: (1) P-сталь (2) M-нержавіюча сталь (3) K-чавун (4) N-кольорові метали (5) S-жаротривкі сплави (6) H- Загартована сталь
01-P сталь
Що таке сталь? - Сталь є найбільшою групою матеріалів у сфері різання металу. - Сталь може бути незагартованою або загартованою та відпущеною (твердість до 400HB). - Сталь - це сплав із залізом (Fe) як основним компонентом. Його виготовляють за допомогою процесу плавлення. - Нелегована сталь має вміст вуглецю менше 0,8%, лише Fe і жодних інших легуючих елементів. - Легована сталь має вміст вуглецю менше 1,7%, а також додаються легуючі елементи, такі як Ni, Cr, Mo, V, W тощо.
Сфери застосування: у діапазоні різання металу група P є найбільшою групою матеріалів, оскільки вона охоплює кілька різних галузей промисловості.
Зазвичай це матеріали з довгою стружкою, які утворюють суцільну, відносно однорідну стружку. Конкретна форма стружки зазвичай залежить від вмісту вуглецю. – Низький вміст вуглецю=міцний, липкий матеріал. – Крихкий матеріал із високим вмістом вуглецю =.
Характеристики обробки: - Довгостружковий матеріал. - 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.
02-M Нержавіюча сталь
Що таке нержавіюча сталь? - Нержавіюча сталь є легованим матеріалом із мінімальним вмістом хрому 11–12%. - Вміст вуглецю зазвичай дуже низький (до максимуму 0.01%). - Сплав складається переважно з Ni (нікелю), Mo (молібдену) і Ti (титану). - На поверхні сталі утворюється щільний шар Cr2O3, що робить її стійкою до корозії.
Застосування: у групі М більшість застосувань у нафтовій і газовій промисловості, трубопровідній арматурі, фланцях, переробній промисловості та фармацевтичній промисловості.
Форма стружки: матеріал утворює стружки неправильної форми, які мають вищу силу різання, ніж звичайна сталь. Існує багато різних видів нержавіючої сталі. Ефективність руйнування стружки (від легкої до майже неможливої) залежить від характеристик сплаву та термічної обробки.
Характеристики обробки: - Довгий стружковий матеріал. - Управління стружками відносно плавне у фериті, складніше в аустеніті та дуплексі. - Питома сила різання: 1800~2850 Н/мм² - Під час обробки виникають високі сили різання, нарощена кромка, тепло та робоче зміцнення.
03-K 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 з відносно високим вмістом кремнію (1%~3%). - Вміст вуглецю більше 2%, що є максимальною розчинністю С в аустенітній фазі. - Cr (хром), Mo (молібден) і V (ванадій) додають для утворення карбідів, які підвищують міцність і твердість, але знижують оброблюваність.
Сфери застосування: Група К в основному використовується в автомобільних деталях, машинобудуванні та виробництві чавуну.
Форма стружки: Форма стружки матеріалу різна, від майже порошкоподібної стружки до довгої стружки. Потужність, необхідна для обробки цієї групи матеріалів, як правило, менша. *Примітка: існує велика різниця між сірим чавуном (зазвичай стружка майже порошкоподібна) і ковким чавуном, руйнування стружки останнього часто більше схоже на сталь.
Характеристики обробки: - Матеріал з короткою стружкою. - Хороший контроль стружки за будь-яких робочих умов. - Одинична сила різання: 790~1350 Н/мм²- Абразивне зношування відбувається під час обробки на вищих швидкостях. - Середня сила різання.
04-N Кольорові метали
Що таке кольорові матеріали? - До цієї категорії відносяться кольорові метали, м'які метали з твердістю нижче 130 HB. - Кольорові (Al) сплави, що містять майже 22% кремнію (Si), складають найбільшу частину. - Мідь, бронза, латунь.
Сфери застосування: авіабудування та виробники автомобільних дисків з алюмінієвого сплаву домінують у групі N.
Незважаючи на те, що необхідна потужність на кубічний дюйм низька, максимальна необхідна потужність все одно повинна бути розрахована для досягнення високої швидкості видалення металу.
Характеристики обробки: - Довгий стружковий матеріал. - У випадку сплавів контролювати стружку відносно легко. - Кольорові метали (Al) є липкими і потребують гострого ріжучого краю. - Одинична сила різання: 350~700 Н/мм² - Сила різання та потужність, необхідні для обробки матеріалів ISO N, знаходяться в обмеженому діапазоні.
05-S жаростійкі сплави
Що таке жароміцні сплави? - Термостійкі 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, розчинна термообробка, старіння, прокатка, кування, лиття. Характеристики: вищий вміст сплаву (кобальту, ніж нікелю) забезпечує кращу термостійкість, вищу міцність на розрив і вищу стійкість до корозії
Сфери застосування: Важкі для обробки матеріали групи S використовуються в основному в аерокосмічній промисловості, газотурбінній та генераторній промисловості.
Діапазон широкий, але зазвичай присутні високі сили різання.
Характеристики обробки: - Довгостружливі матеріали. - Складний контроль стружки (зубчаста стружка). - Від’ємні передні кути необхідні для кераміки та позитивні передні кути для карбідів. - Сила різання одиниці: Для жаростійких сплавів: 2400~3100 Н/мм² Для титанових сплавів: 1300~1400 Н/мм² - Необхідна сила різання та потужність дуже високі.
06-H Гартована 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 >45~65 HRC. - Як правило, твердість твердих деталей, що обточуються, знаходиться в діапазоні 55~68 HRC.
Застосування: загартована сталь групи H використовується в різних галузях промисловості, наприклад, в автомобільній промисловості та її субпідрядниках, а також у машинобудівній промисловості та виробництві форм.
Форма стружки: зазвичай суцільна розпечена стружка. Ця висока температура допомагає зменшити значення kc1 і є важливою для вирішення проблем застосування.
Характеристики обробки: - Довгостружучі матеріали. - Відносно хороший контроль стружки. - Необхідний негативний передній кут. - Одинична сила різання: 2550~4870 Н/мм² - Необхідна сила різання та потужність дуже високі.
