Как разные металлические материалы режутся по-разному?

При резке металла используются разные материалы заготовок, а характеристики формирования и удаления различных материалов различны. Как мы можем понять характеристики различных материалов? Металлические материалы стандарта ISO разделены на 6 различных типов, каждый из которых имеет уникальные характеристики с точки зрения обрабатываемости. В этой статье они будут суммированы по отдельности.
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

Характеристики резки различных материалов
01-П-сталь
Что такое сталь?
-Сталь является крупнейшей группой материалов в области резки металлов.
-Сталь может быть незакаленной и отпущенной или закаленной и отпущенной (твердостью до 400HB).
-Сталь – это сплав, состоящий в основном из железа (Fe). Его производят методом плавления.
-Содержание углерода в нелегированной стали составляет менее 0,8%, содержит только железо 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.

В области резки металлов группа P является крупнейшей группой материалов, поскольку она охватывает несколько различных отраслей промышленности.
Материал обычно представляет собой длинную стружку, которая может образовывать непрерывную и относительно однородную стружку. Конкретная форма стружки обычно зависит от содержания углерода.
- Прочный вязкий материал с низким содержанием углерода=.
- Хрупкий материал с высоким содержанием углерода=.
Характеристики обработки:
-Материал с длинной стружкой.
-Управление чипом относительно простое и стабильное.
-Низкоуглеродистая сталь имеет вязкость и требует острых режущих кромок.
-Единица силы резания kc: 1500-3100 Н/мм2
-Сила резания и мощность, необходимые для обработки материалов ISO P, находятся в ограниченном диапазоне значений.

 

02-М нержавеющая сталь
Что такое нержавеющая сталь?
-Нержавеющая сталь — это сплав с минимумом 11-12 % хрома.
-Содержание углерода обычно очень низкое (максимум 0,01%).
-Основными сплавами являются Ni (никель), Mo (молибден) и Ti (титан).
-Сформируйте плотный слой Cr2O3 на поверхности стали, чтобы сделать ее устойчивой к коррозии.

В группе М большинство применений относятся к нефтегазовой промышленности, трубопроводной арматуре, фланцам, перерабатывающей и фармацевтической промышленности.
Материал образует стружку неправильной формы, имеющую более высокую силу резания по сравнению с обычной сталью. Существует много различных типов нержавеющей стали. Стружколомание (от легкого до почти невозможного) варьируется в зависимости от характеристик сплава и термической обработки.
Характеристики обработки:
-Материал с длинной стружкой.
- Контроль стружки относительно гладкий в феррите, но затруднен в аустените и дуплексе.
-Единица силы резания: 1800-2850 Н/мм2.
-Во время обработки возникают высокая сила резания, скопление стружки, нагрев и наклеп.

 

03-Чугун К
Что такое чугун?
-Существует три основных типа чугуна: серый чугун (GCI), чугун с шаровидным графитом (NCI) и чугун с шаровидным 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.
-Добавление Cr (хрома), Mo (молибдена) и V (ванадия) образует карбиды, которые повышают прочность и твердость, но ухудшают обрабатываемость.

Группа К в основном используется в автомобильных компонентах, машиностроении и производстве чугуна.
Стружкообразование материалов варьируется от примерно порошкообразной стружки до длинной стружки. Мощность, необходимая для обработки этой группы материалов, обычно невелика.
Отметим, что существует существенная разница между серым чугуном (обычно со стружкой, напоминающей порошок) и ковким чугуном, причем последний часто имеет стружку, похожую на стальную.
Характеристики обработки:
- Короткий материал стружки.
-Хороший стружкодробление в любых условиях эксплуатации.
-Единица силы резания: 790-1350 Н/мм2.
-Обработка на более высокой скорости приведет к абразивному износу.
-Средняя сила резания.

 

04-N Цветные металлы
Что такое цветной металл?
-В эту категорию входят цветные металлы и мягкие металлы с твердостью ниже 130 HB.
-Большая часть состоит из сплавов цветных металлов (Al), содержащих около 22% кремния (Si).
-Медь, бронза, латунь.

В группе N доминируют авиастроительная промышленность и производители автомобильных колес из алюминиевых сплавов.
Хотя мощность, необходимая на мм3 (кубический дюйм), невелика, для достижения высокой скорости съема металла все равно необходимо рассчитать максимальную требуемую мощность.
Характеристики обработки:
-Материал с длинной стружкой.
-Если это сплав, контроль стружки относительно прост.
-Цветные металлы (Al) имеют вязкость и требуют использования острых режущих кромок.
-Единица силы резания: 350-700 Н/мм2.
-Сила резания и мощность, необходимые для обработки материалов ISO N, находятся в ограниченном диапазоне значений.

 

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.
Функции:
-Более высокое содержание сплава (кобальта выше, чем никеля) обеспечивает лучшую термостойкость, более высокую прочность на разрыв и более высокую коррозионную стойкость.

Труднообрабатываемые материалы S-группы в основном используются в аэрокосмической, газотурбинной и генераторной промышленности.
Диапазон широк, но сила резания обычно высокая.
Характеристики обработки:
-Материал с длинной стружкой.
-Сложность контроля стружки (зубчатая стружка).
-Для керамики необходим отрицательный угол в плане, а для твердых сплавов - положительный угол в плане.
-Единица силы резания:
Для жаропрочных сплавов: 2400-3100 Н/мм2.
Для титановых сплавов: 1300-1400 Н/мм2.
- Требуемая сила и мощность резания очень высоки.

 

06-Закаленная сталь H
Что такое закаленная сталь?
- С точки зрения обработки закаленная сталь представляет собой самую маленькую группу.
-This group includes quenched and tempered steel with a hardness>45-65 КПЧ.
-Обычно диапазон твердости обрабатываемых твердых деталей находится в пределах 55-68HRC.

Закаленная сталь группы H применяется в различных отраслях промышленности, таких как автомобильная промышленность и ее субподрядчики, а также в машиностроении и производстве пресс-форм.
Обычно сплошная раскаленная стружка. Такая высокая температура помогает снизить значение kc1, что важно для решения прикладных задач.
Характеристики обработки:
-Материал с длинной стружкой.
-Относительно хороший контроль стружки.
-Требуется отрицательный передний угол.
-Единица силы резания: 2550-4870 Н/мм2.
- Требуемая сила и мощность резания очень высоки.