При рязането на метал има различни материали за детайли. Различните материали имат различни характеристики на формиране и отстраняване на рязане. Как да овладеем характеристиките на различните материали? Стандартните метални материали по ISO са разделени на 6 различни типови групи, като всеки тип има уникални характеристики по отношение на обработваемостта и тази статия ще ги обобщи поотделно.
Металните материали са разделени на 6 категории:
(1) P-стомана
(2) M-неръждаема стомана
(3) K-чугун
(4) N-Цветни метали
(5) S-топлоустойчива сплав
(6) H-закалена стомана
снимка
↑↑Характеристики на рязане на различни материали↑↑
01-P стомана
Какво е стомана?
- Стоманата е най-голямата група материали при рязане на метали.
- Стоманата може да бъде незакалена стомана или закалена и темперирана стомана (твърдост до 400HB).
- Стоманата е сплав с елемента желязо (Fe) като основен компонент. Произвежда се чрез процес на топене.
- Съдържанието на въглерод в нелегираната стомана е по-малко от 0.8%, само Fe и никакви други легиращи елементи.
- Съдържанието на въглерод в легираната стомана е по-малко от 1,7% и се добавят легиращи елементи като Ni, Cr, Mo, V, W и др.
снимка
Области на приложение: В обхвата на рязане на метал, група P е най-голямата група материали, тъй като обхваща няколко различни индустриални области.
Материалите обикновено са материали с дълги стружки, които образуват непрекъснати, относително еднакви стружки. Специфичният модел на чипове обикновено зависи от съдържанието на въглерод.
– Ниско съдържание на въглерод=здрав, лепкав материал.
– Крехък материал с високо съдържание на въглерод =.
Характеристики на обработка:
- Материали с дълги чипове.
- Контролът на чиповете е относително лесен и плавен.
- Меката стомана е лепкава и изисква остър режещ ръб.
- Единична сила на рязане kc: 1500~3100 N/mm²
- Силата на рязане и мощността, необходими за обработка на ISO P материали, са в ограничен диапазон.
снимка
02-M неръждаема стомана
Какво е неръждаема стомана?
- Неръждаемата стомана е материал от сплав с най-малко 11%~12% хром.
- Съдържанието на въглерод обикновено е много ниско (до 0.01% максимум).
- Основните сплави са Ni (никел), Mo (молибден) и Ti (титан).
- Образува плътен слой от Cr2O3 върху стоманената повърхност, което я прави устойчива на корозия.
снимка
Области на приложение: В група М повечето приложения принадлежат към нефта и газа, тръбните фитинги, фланците, преработвателната промишленост и фармацевтичната индустрия.
Форма на стружките: Материалът образува неправилни, люспести стружки, които позволяват по-високи сили на рязане от обикновената стомана. Има много различни видове неръждаема стомана. Ефективността на чупене на стружки (от лесно до почти невъзможно) варира в зависимост от свойствата на сплавта и термичната обработка.
Характеристики на обработка:
- Материали с дълги чипове.
- Контролът на чипа е сравнително гладък при ферит и по-труден при аустенит и дуплекс.
- Единична сила на рязане: 1800~2850 N/mm²
- Високи сили на рязане, натрупан ръб, топлинно и работно втвърдяване по време на обработка.
снимка
03-K чугун
Какво е чугун?
- Има 3 основни вида чугун: сив чугун (GCI), сферографитен чугун (NCI) и чугун с компактен графит (CGI).
- Чугунът се състои основно от Fe-C и има относително високо съдържание на силиций (1%~3%).
- Съдържанието на въглерод надвишава 2%, което е максималната разтворимост на С в аустенитната фаза.
- Cr (хром), Mo (молибден) и V (ванадий) се добавят за образуване на карбиди, които увеличават якостта и твърдостта, но намаляват обработваемостта.
снимка
Области на приложение: Група K се използва главно в автомобилни части, машиностроене и производство на желязо.
Форма на стърготини: Материалите варират във формата на стърготини, от почти прахообразни стружки до дълги стружки. Мощността, необходима за обработка на тази група материали, обикновено е малка.
*Забележка: Има голяма разлика между сив чугун (обикновено стружките са почти прахообразни) и сферографитен чугун, като чупенето на стружки при последния често е подобно на стоманата.
Характеристики на обработка:
- Къси чип материали.
- Добър контрол на стружките при всякакви работни условия.
- Единична сила на рязане: 790~1350 N/mm²
- Обработката при по-високи скорости води до абразивно износване.
- Средна сила на рязане.
снимка
04-N цветни метали
Какво представляват материалите от цветни метали?
- Тази категория включва цветни метали, меки метали с твърдост под 130 HB.
- Сплавите от цветни метали (Al), съдържащи близо 22% силиций (Si), съставляват най-голямата част.
- Мед, бронз, месинг.
снимка
Области на приложение: Производството на самолети и производителите на автомобилни джанти от алуминиева сплав заемат основна позиция в група N.
Въпреки че необходимата мощност на кубичен инч е ниска, за да се получат високи скорости на отстраняване на метала, все пак е необходимо да се изчисли максималната необходима мощност.
Характеристики на обработка:
- Материали с дълги чипове.
- В случай на сплави контролът на стружките е сравнително лесен.
- Цветните метали (Al) са лепкави и изискват използването на остри режещи ръбове.
- Единична сила на рязане: 350~700 N/mm²
- Силата на рязане и мощността, необходими за обработка на ISO N материали, са в ограничен диапазон.
снимка
05-S топлоустойчива сплав
Какво е топлоустойчива сплав?
- Топлоустойчивите сплави (HRSA) включват много високолегирани материали на основата на желязо, никел, кобалт или титан.
Група: На основата на желязо, на основата на никел, на основата на кобалт
Условия на работа: отгряване, термична обработка на разтвора, обработка със стареене, валцуване, коване, леене.
Свойства: По-високото съдържание на сплав (кобалт отколкото никел) осигурява по-добра устойчивост на топлина, по-висока якост на опън и по-висока устойчивост на корозия.
снимка
Области на приложение: Материалите от група S, които са трудни за обработка, се използват главно в космическата промишленост, газовите турбини и генераторите.
Диапазонът е широк, но обикновено присъстват големи сили на рязане.
Характеристики на обработка:
- Материали с дълги чипове.
- Трудност при контрола на стружките (назъбени стружки).
- Отрицателен наклонен ъгъл се изисква за керамика и положителен наклонен ъгъл се изисква за карбид.
- Единична сила на рязане:
За топлоустойчиви сплави: 2400~3100 N/mm²
За титанова сплав: 1300~1400 N/mm²
- Изисква високи сили на рязане и мощност.
снимка
06-H закалена стомана
Какво е закалена стомана?
- От гледна точка на машинната обработка, закалените стомани са най-малката група.
- This group includes quenched and tempered steels with hardness >45~65 HRC.
- Като цяло обхватът на твърдостта на стругованите твърди части обикновено е между 55~68 HRC.
снимка
Области на приложение: Закалените стомани в група H се използват в различни индустрии, като автомобилната индустрия и нейните подизпълнители, както и машиностроенето и производството на форми.
Форма на чипа: обикновено непрекъснати, нажежени чипове. Тази висока температура спомага за намаляване на стойностите на kc1, което е важно за решаване на предизвикателствата при приложението.
Характеристики на обработка:
- Материали с дълги чипове.
- Сравнително добър контрол на стружките.
- Изисква отрицателен наклонен ъгъл.
- Единична сила на рязане: 2550~4870 N/mm²
- Изисква високи сили на рязане и мощност.
