Metallinleikkauksessa on erilaisia työkappalemateriaaleja. Eri materiaaleilla on erilaiset leikkausmuodostus- ja irrotusominaisuudet. Miten hallitsemme eri materiaalien ominaisuudet? ISO-standardin mukaiset metallimateriaalit on jaettu 6 eri tyyppiryhmään, jokaisella tyypillä on ainutlaatuiset työstettävyyden ominaisuudet, ja tässä artikkelissa tehdään niistä yhteenveto erikseen.
Metallimateriaalit on jaettu kuuteen luokkaan:
(1) P-teräs
(2) M-ruostumaton teräs
(3) K-valurauta
(4) N-ei-rautametallit
(5) S-lämmönkestävä metalliseos
(6) H-karkaistu teräs
kuva
↑↑Eri materiaalien leikkausominaisuudet↑↑
01-P-teräs
Mikä on teräs?
- Teräs on metallinleikkauksen suurin materiaaliryhmä.
- Teräs voi olla karkaisematonta terästä tai karkaistua ja karkaistua terästä (kovuus jopa 400HB).
- Teräs on seos, jonka pääkomponenttina on alkuaine rauta (Fe). Se valmistetaan sulatusprosessilla.
- Seostamattoman teräksen hiilipitoisuus on alle 0,8 %, vain Fe, ei muita seosaineita.
- Seosteräksen hiilipitoisuus on alle 1,7 % ja siihen on lisätty seosaineita, kuten Ni, Cr, Mo, V, W jne.
kuva
Käyttöalueet: Metallinleikkauksen piirissä ryhmä P on suurin materiaaliryhmä, sillä se kattaa useita eri teollisuusalueita.
Materiaalit ovat tyypillisesti pitkälastuisia materiaaleja, jotka muodostavat jatkuvia, suhteellisen yhtenäisiä lastuja. Tietty lastukuvio riippuu yleensä hiilipitoisuudesta.
– Vähähiilipitoinen=kova, tahmea materiaali.
– Korkea hiilipitoisuus=hauras materiaali.
Käsittelyn ominaisuudet:
- Pitkälastuiset materiaalit.
- Sirunhallinta on suhteellisen helppoa ja sujuvaa.
- Mieto teräs on tahmeaa ja vaatii terävän leikkuureunan.
- Yksikön leikkausvoima kc: 1500 ~ 3100 N/mm²
- ISO P -materiaalien käsittelyyn tarvittava leikkausvoima ja teho ovat rajatuilla rajoilla.
kuva
02-M ruostumatonta terästä
Mikä on ruostumaton teräs?
- Ruostumaton teräs on seosmateriaali, jossa on vähintään 11 % ~ 12 % kromia.
- Hiilipitoisuus on yleensä hyvin alhainen (enintään 0,01 %).
- Pääseokset ovat Ni (nikkeli), Mo (molybdeeni) ja Ti (titaani).
- Muodostaa teräksen pintaan tiheän Cr2O3-kerroksen, mikä tekee siitä korroosionkestävän.
kuva
Käyttöalueet: Ryhmässä M suurin osa sovelluksista kuuluu öljy- ja kaasuteollisuuteen, putkenosat, laipat, prosessiteollisuus ja lääketeollisuus.
Lastumuoto: Materiaali muodostaa epäsäännöllisiä, hilseileviä lastuja, jotka sallivat tavallista terästä suuremmat leikkausvoimat. Ruostumatonta terästä on monia erilaisia. Lastunmurtokyky (helposta lähes mahdottomaan) vaihtelee metalliseoksen ominaisuuksien ja lämpökäsittelyn mukaan.
Käsittelyn ominaisuudet:
- Pitkälastuiset materiaalit.
- Sirunhallinta on suhteellisen tasaista ferriitissä ja vaikeampaa austeniitissa ja dupleksissa.
- Yksikön leikkausvoima: 1800 ~ 2850 N/mm²
- Suuret leikkausvoimat, muodostunut reuna, lämpö ja työkarkaisu koneistuksen aikana.
kuva
03-K-valurauta
Mikä on valurauta?
- Valurautaa on kolmea päätyyppiä: harmaavalurauta (GCI), pallografiittirauta (NCI) ja tiivistetty grafiittirauta (CGI).
- Valurauta koostuu pääasiassa Fe-C:stä ja sen piipitoisuus on suhteellisen korkea (1 % ~ 3 %).
- Hiilipitoisuus ylittää 2 %, mikä on C:n suurin liukoisuus austeniittifaasissa.
- Cr (kromi), Mo (molybdeeni) ja V (vanadiini) lisätään muodostamaan karbideja, jotka lisäävät lujuutta ja kovuutta, mutta vähentävät työstettävyyttä.
kuva
Käyttöalueet: Ryhmää K käytetään pääasiassa autonosissa, koneenvalmistuksessa ja raudanvalmistuksessa.
Lastujen muoto: Materiaalit vaihtelevat lastun muodoltaan lähes jauhemaisista lastuista pitkiin lastuihin. Tämän materiaaliryhmän käsittelyyn tarvittava teho on yleensä pieni.
*Huomautus: Harmaan valuraudan (yleensä lastut ovat lähes jauhemaisia) ja pallografiittiraudan välillä on suuri ero, jälkimmäisen lastunmurto on usein samanlaista kuin teräksen.
Käsittelyn ominaisuudet:
- Lyhyet lastumateriaalit.
- Hyvä lastunhallinta kaikissa käyttöolosuhteissa.
- Yksikön leikkausvoima: 790 ~ 1350 N/mm²
- Suuremmilla nopeuksilla työstö aiheuttaa hankaavaa kulumista.
- Keskipitkä leikkausvoima.
kuva
04-N ei-rautametallia
Mitä ei-rautametallimateriaalit ovat?
- Tähän luokkaan kuuluvat ei-rautametallit, pehmeät metallit, joiden kovuus on alle 130 HB.
- Suurimman osan muodostavat lähes 22 % piitä (Si) sisältävät ei-rautametalliseokset (Al).
- Kupari, pronssi, messinki.
kuva
Sovellusalat: Lentokonevalmistus ja alumiiniseosautovanteiden valmistajat ovat merkittävässä asemassa ryhmässä N.
Vaikka tarvittava teho kuutiotuumaa kohti on pieni, korkean metallinpoistonopeuden saavuttamiseksi on silti tarpeen laskea vaadittu enimmäisteho.
Käsittelyn ominaisuudet:
- Pitkälastuiset materiaalit.
- Seosten tapauksessa lastunhallinta on suhteellisen helppoa.
- Ei-rautametallit (Al) ovat tahmeita ja vaativat terävien leikkausreunojen käyttöä.
- Yksikön leikkausvoima: 350 ~ 700 N/mm²
- ISO N -materiaalien käsittelyyn vaadittava leikkausvoima ja teho ovat rajoitetulla alueella.
kuva
05-S lämmönkestävä seos
Mikä on lämmönkestävä seos?
- Kuumuutta kestävät metalliseokset (HRSA) sisältävät monia runsasseosteisia rautaa, nikkeliä, kobolttia tai titaanipohjaisia materiaaleja.
Ryhmä: Rautapohjainen, Nikkelipohjainen, Kobolttipohjainen
Työolosuhteet: hehkutus, liuoslämpökäsittely, vanhentamiskäsittely, valssaus, taonta, valu.
Ominaisuudet: Korkeampi metalliseospitoisuus (koboltti kuin nikkeli) varmistaa paremman lämmönkestävyyden, suuremman vetolujuuden ja paremman korroosionkestävyyden.
kuva
Käyttöalueet: Vaikeasti prosessoitavia S-ryhmän materiaaleja käytetään pääasiassa ilmailu-, kaasuturbiini- ja generaattoriteollisuudessa.
Alue on laaja, mutta leikkausvoimat ovat yleensä suuria.
Käsittelyn ominaisuudet:
- Pitkälastuiset materiaalit.
- Vaikeus lastunhallinnassa (sahalaillut lastut).
- Negatiivinen kallistuskulma vaaditaan keramiikkaa varten ja positiivinen karbidi.
- Yksikön leikkausvoima:
Lämmönkestävät seokset: 2400 ~ 3100 N/mm²
Titaaniseokselle: 1300-1400 N/mm²
- Vaatii suuria leikkausvoimia ja tehoa.
kuva
06-H-karkaistu teräs
Mikä on karkaistu teräs?
- Koneistuksen näkökulmasta karkaistut teräkset ovat pienin ryhmä.
- This group includes quenched and tempered steels with hardness >45-65 HRC.
- Yleensä käännettävien kovien osien kovuusalue on yleensä välillä 55-68 HRC.
kuva
Käyttöalueet: Ryhmän H karkaistuja teräksiä käytetään useilla teollisuudenaloilla, kuten autoteollisuudessa ja sen alihankkijoissa sekä koneenrakennuksessa ja muottiteollisuudessa.
Sirun muoto: yleensä jatkuvat, kuumat lastut. Tämä korkea lämpötila auttaa alentamaan kc1-arvoja, mikä on tärkeää sovellusten haasteiden ratkaisemiseksi.
Käsittelyn ominaisuudet:
- Pitkälastuiset materiaalit.
- Suhteellisen hyvä lastunhallinta.
- Vaatii negatiivisen kallistuskulman.
- Yksikön leikkausvoima: 2550 ~ 4870 N/mm²
- Vaatii suuria leikkausvoimia ja tehoa.
