Metallinleikkauksessa on erilaisia työkappalemateriaaleja. Eri materiaaleilla on erilaiset leikkausmuodostus- ja irrotusominaisuudet. Miten voimme hallita eri materiaalien ominaisuuksia? ISO-standardin mukaiset metallimateriaalit on jaettu 6 eri tyyppiin. Jokaisella tyypillä on ainutlaatuiset työstettävyyden ominaisuudet. Tässä artikkelissa tehdään niistä yhteenveto erikseen.
Metallimateriaalit on jaettu kuuteen pääluokkaan: (1) P-teräs (2) M-ruostumaton teräs (3) K-valurauta (4) N-ei-rautametallit (5) S-lämmönkestävät seokset (6) H- Karkaistu teräs
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 metalliseos, jonka pääkomponenttina on rauta (Fe). Se valmistetaan sulatusprosessilla. - Seostamattoman teräksen hiilipitoisuus on alle 0,8 %, vain Fe ja ei muita seosaineita. - Seosteräksen hiilipitoisuus on alle 1,7 % ja siihen on lisätty seosaineita, kuten Ni, Cr, Mo, V, W jne.
Käyttöalueet: Metallinleikkausalueella P-ryhmä on suurin materiaaliryhmä, sillä se kattaa useita eri teollisuudenaloja.
Materiaalit ovat yleensä pitkähakeisia materiaaleja, jotka muodostavat jatkuvia, suhteellisen yhtenäisiä lastuja. Tietty lastumuoto riippuu yleensä hiilipitoisuudesta. – Vähähiilipitoinen=kova, tahmea materiaali. – Korkea hiilipitoisuus=hauras materiaali.
Työstöominaisuudet: - Pitkä lastuttava materiaali. - 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 vaadittava leikkausvoima ja teho ovat rajoitetulla alueella.
02-M Ruostumaton teräs
Mikä on ruostumaton teräs? - Ruostumaton teräs on seosmateriaali, jossa on vähintään 11 % ~ 12 % kromia. - Hiilipitoisuus on yleensä hyvin alhainen (enintään 0,01 %). - Seos on pääasiassa Ni (nikkeli), Mo (molybdeeni) ja Ti (titaani). - Teräksen pintaan muodostuu tiheä Cr2O3-kerros, joka tekee siitä korroosionkestävän.
Käyttökohteet: Ryhmässä M suurin osa sovelluksista on öljy- ja kaasuteollisuudessa, putkiliittimissä, laipoissa, jalostusteollisuudessa ja lääketeollisuudessa.
Lastun muoto: Materiaali muodostaa epäsäännöllisiä hiutalelastuja, joiden leikkausvoimat ovat tavallisia teräksiä suuremmat. Ruostumatonta terästä on monia erilaisia. Lastunmurtokyky (helposta melkein mahdottomaan murtaviin lastuihin) vaihtelee lejeeringin ominaisuuksien ja lämpökäsittelyn mukaan.
Työstöominaisuudet: - Pitkä lastuttava materiaali. - Sirunhallinta on suhteellisen tasaista ferriitissä, vaikeampaa austeniitissa ja duplexissa. - Ominaisleikkausvoima: 1800~2850 N/mm² - Koneistuksen aikana syntyy suuria leikkausvoimia, muodostunut reuna, lämpö ja työkarkaisu.
03-K Valurauta
Mikä on valurauta? - Valurautaa on kolmea päätyyppiä: harmaavalurauta (GCI), pallografiittirauta (NCI) ja tiivistetty grafiittirauta (CGI). - Valurauta koostuu pääasiassa Fe-C:stä, jonka piipitoisuus on suhteellisen korkea (1 % ~ 3 %). - Hiilipitoisuus on yli 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.
Käyttöalueet: K-ryhmää käytetään pääasiassa autojen osissa, konevalmistuksessa ja raudan valmistuksessa.
Lastujen muoto: Materiaalin lastun muoto vaihtelee lähes jauhemaisista lastuista pitkiin lastuihin. Tämän materiaaliryhmän käsittelyyn tarvittava teho on yleensä pienempi. *Huomautus: Harmaan valuraudan (yleensä lastut ovat lähes jauhemaisia) ja pallografiittiraudan välillä on suuri ero, jälkimmäisen lastunmurto on usein samanlaista kuin teräs.
Työstöominaisuudet: - Lyhyesti halkeileva materiaali. - Hyvä lastunhallinta kaikissa työolosuhteissa. - Yksikön leikkausvoima: 790 ~ 1350 N/mm²- Hankaavaa kulumista esiintyy koneistettaessa suuremmilla nopeuksilla. - Keskipitkä leikkausvoima.
04-N Ei-rautametallit
Mitä ovat ei-rautapitoiset materiaalit? - Tähän luokkaan kuuluvat ei-rautametallit, pehmeät metallit, joiden kovuus on alle 130 HB. - Nonferrous (Al) seokset, jotka sisältävät lähes 22 % piitä (Si), muodostavat suurimman osan. - Kupari, pronssi, messinki.
Käyttöalueet: Lentokoneiden valmistus ja alumiiniseosautovanteiden valmistajat hallitsevat N-ryhmää.
Vaikka tarvittava teho kuutiometriä kohti on pieni, vaadittava enimmäisteho on silti laskettava korkean metallinpoistonopeuden saavuttamiseksi.
Työstöominaisuudet: - Pitkä lastuttava materiaali. - Seosten tapauksessa lastunhallinta on suhteellisen helppoa. - Ei-rautametallit (Al) ovat tahmeita ja vaativat terävän leikkuureunan. - Yksikön leikkausvoima: 350-700 N/mm²- ISO N -materiaalien käsittelyyn vaadittava leikkausvoima ja teho ovat rajoitetulla alueella.
05-S-lämmönkestävät metalliseokset
Mitä ovat lämmönkestävät metalliseokset? - Heat Resistant Alloys (HRSA) sisältää monia runsasseosteisia rauta-, nikkeli-, koboltti- 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
Käyttöalueet: Vaikeasti prosessoitavia S-ryhmän materiaaleja käytetään pääasiassa ilmailu-, kaasuturbiini- ja generaattoriteollisuudessa.
Alue on laaja, mutta leikkausvoimat ovat yleensä suuria.
Käsittelyominaisuudet: - Pitkät lastumateriaalit. - Vaikea lastunhallinta (hampaiset lastut). - Negatiiviset kallistuskulmat vaaditaan keramiikkaa varten ja positiiviset karbidit. - Yksikön leikkausvoima: Lämmönkestävät metalliseokset: 2400-3100 N/mm² Titaaniseokset: 1300-1400 N/mm² - Vaadittu leikkausvoima ja teho ovat erittäin korkeat.
06-H Karkaistut teräkset
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. - Tyypillisesti sorvattavien kovien osien kovuus on välillä 55-68 HRC.
Käyttökohteet: H-ryhmän karkaistuja teräksiä käytetään monilla teollisuudenaloilla, kuten autoteollisuudessa ja sen alihankkijoissa sekä koneenrakennusteollisuudessa ja muottiteollisuudessa.
Sirun muoto: Yleensä jatkuvat, kuumat lastut. Tämä korkea lämpötila auttaa alentamaan kc1-arvoa ja on tärkeä sovellusongelmien ratkaisemisessa.
Työstöominaisuudet: - Pitkät lastumateriaalit. - Suhteellisen hyvä lastunhallinta. - Negatiivinen kallistuskulma vaaditaan. - Yksikön leikkausvoima: 2550 ~ 4870 N/mm² - Tarvittava leikkausvoima ja teho ovat erittäin korkeat.
