Při obrábění kovů existují různé materiály obrobků. Různé materiály mají různé charakteristiky formování a odstraňování. Jak zvládneme vlastnosti různých materiálů? Kovové materiály normy ISO jsou rozděleny do 6 různých typových skupin, každý typ má jedinečné vlastnosti z hlediska obrobitelnosti a tento článek je shrne samostatně.
Kovové materiály jsou rozděleny do 6 kategorií:
(1) P-ocel
(2) M-nerezová ocel
(3) K-litina
(4) N-Neželezné kovy
(5) Slitina odolná vůči teplu
(6) H-kalená ocel
obrázek
↑↑Řezné vlastnosti různých materiálů↑↑
01-P ocel
co je ocel?
- Ocel je největší skupinou materiálů v obrábění kovů.
- Ocel může být nekalená nebo kalená a popuštěná ocel (tvrdost do 400HB).
- Ocel je slitina s prvkem železo (Fe) jako hlavní složkou. Vyrábí se procesem tavení.
- Obsah uhlíku v nelegované oceli je menší než 0,8 %, pouze Fe a žádné další legující prvky.
- Obsah uhlíku v legované oceli je menší než 1,7 % a jsou přidány legující prvky jako Ni, Cr, Mo, V, W atd.
obrázek
Oblasti použití: V rámci obrábění kovů je skupina P největší materiálovou skupinou, protože pokrývá několik různých průmyslových oblastí.
Materiály jsou typicky materiály s dlouhou třískou, které tvoří souvislé, relativně jednotné třísky. Konkrétní vzor třísek obvykle závisí na obsahu uhlíku.
– Pevný, lepkavý materiál s nízkým obsahem uhlíku =.
– Křehký materiál s vysokým obsahem uhlíku =.
Vlastnosti zpracování:
- Materiály s dlouhou třískou.
- Ovládání čipu je poměrně snadné a plynulé.
- Měkká ocel je lepkavá a vyžaduje ostrou řeznou hranu.
- Jednotka řezná síla kc: 1500~3100 N/mm²
- Řezná síla a výkon potřebné pro zpracování materiálů ISO P jsou v omezeném rozsahu.
obrázek
02-M nerezová ocel
Co je nerezová ocel?
- Nerezová ocel je slitinový materiál s minimálně 11%~12% chrómu.
- Obsah uhlíku je obvykle velmi nízký (maximálně 0,01 %).
- Hlavní slitiny jsou Ni (nikl), Mo (molybden) a Ti (titan).
- Na povrchu oceli vytváří hustou vrstvu Cr2O3, která je odolná vůči korozi.
obrázek
Oblasti použití: Ve skupině M patří většina aplikací do ropného a plynárenského průmyslu, potrubních armatur, přírub, zpracovatelského průmyslu a farmaceutického průmyslu.
Tvar třísky: Materiál tvoří nepravidelné vločkovité třísky, které umožňují vyšší řezné síly než běžná ocel. Existuje mnoho různých typů nerezové oceli. Výkon lámání třísek (od snadného po téměř nemožné) se liší v závislosti na vlastnostech slitiny a tepelném zpracování.
Vlastnosti zpracování:
- Materiály s dlouhou třískou.
- Řízení třísek je relativně hladké u feritu a obtížnější u austenitu a duplexu.
- Jednotka řezná síla: 1800~2850 N/mm²
- Vysoké řezné síly, narůstající břit, tepelné a mechanické zpevnění při obrábění.
obrázek
03-K litina
Co je litina?
- Existují 3 hlavní typy litiny: šedá litina (GCI), tvárná litina (NCI) a litina s kompaktním grafitem (CGI).
- Litina se skládá hlavně z Fe-C a má relativně vysoký obsah křemíku (1%~3%).
- Obsah uhlíku přesahuje 2 %, což je maximální rozpustnost C v austenitové fázi.
- Cr (chrom), Mo (molybden) a V (vanad) se přidávají za vzniku karbidů, které zvyšují pevnost a tvrdost, ale snižují obrobitelnost.
obrázek
Oblasti použití: Skupina K se používá především v automobilovém průmyslu, strojírenství a železářství.
Tvar třísek: Materiály se liší tvarem třísek, od téměř práškovitých třísek až po dlouhé třísky. Výkon potřebný ke zpracování této materiálové skupiny je obvykle malý.
*Poznámka: Mezi šedou litinou (většinou jsou třísky téměř práškovité) a tvárnou litinou je velký rozdíl, lámání třísek u tvárné litiny je často podobné jako u oceli.
Vlastnosti zpracování:
- Krátké třískové materiály.
- Dobrá kontrola třísek za všech provozních podmínek.
- Jednotka řezná síla: 790~1350 N/mm²
- Obrábění při vyšších rychlostech způsobuje abrazivní opotřebení.
- Střední řezná síla.
obrázek
04-N neželezné kovy
Co jsou materiály z neželezných kovů?
- Do této kategorie patří neželezné kovy, měkké kovy s tvrdostí pod 130 HB.
- Největší část tvoří slitiny neželezných kovů (Al) obsahující téměř 22 % křemíku (Si).
- Měď, bronz, mosaz.
obrázek
Oblasti použití: Výroba letadel a výrobci automobilových kol z hliníkové slitiny zaujímají hlavní postavení ve skupině N.
Ačkoli je požadovaný výkon na krychlový palec nízký, pro dosažení vysokých rychlostí úběru kovu je stále nutné vypočítat maximální požadovaný výkon.
Vlastnosti zpracování:
- Materiály s dlouhou třískou.
- V případě slitin je kontrola třísky poměrně snadná.
- Neželezné kovy (Al) jsou lepkavé a vyžadují použití ostrých řezných hran.
- Jednotka řezná síla: 350~700 N/mm²
- Řezná síla a výkon potřebné pro zpracování materiálů ISO N jsou v omezeném rozsahu.
obrázek
05-Slitina odolná vůči teplu
Co je žáruvzdorná slitina?
- Tepelně odolné slitiny (HRSA) zahrnují mnoho vysoce legovaných materiálů na bázi železa, niklu, kobaltu nebo titanu.
Skupina: Na bázi železa, na bázi niklu, na bázi kobaltu
Pracovní podmínky: žíhání, rozpouštěcí tepelné zpracování, stárnutí, válcování, kování, odlévání.
Vlastnosti: Vyšší obsah slitiny (kobalt než nikl) zajišťuje lepší tepelnou odolnost, vyšší pevnost v tahu a vyšší odolnost proti korozi.
obrázek
Oblasti použití: Materiály skupiny S, které se obtížně zpracovávají, se používají hlavně v leteckém průmyslu, v průmyslu plynových turbín a generátorů.
Rozsah je široký, ale obvykle jsou přítomny vysoké řezné síly.
Vlastnosti zpracování:
- Materiály s dlouhou třískou.
- Potíže s kontrolou třísek (zubaté třísky).
- Záporný úhel čela je vyžadován pro keramiku a kladný úhel čela je vyžadován pro karbid.
- Jednotka řezná síla:
Pro žáruvzdorné slitiny: 2400~3100 N/mm²
Pro slitinu titanu: 1300~1400 N/mm²
- Vyžaduje vysoké řezné síly a výkon.
obrázek
06-H kalená ocel
Co je to kalená ocel?
- Z hlediska obrábění jsou kalené oceli nejmenší skupinou.
- This group includes quenched and tempered steels with hardness >45~65 HRC.
- Obecně je rozsah tvrdosti soustružených tvrdých součástí obecně mezi 55~68 HRC.
obrázek
Oblasti použití: Kalené oceli skupiny H se používají v různých průmyslových odvětvích, jako je automobilový průmysl a jeho subdodavatelé, stejně jako výroba strojů a výroba forem.
Tvar třísky: obvykle souvislé, rozžhavené třísky. Tato vysoká teplota pomáhá snižovat hodnoty kc1, což je důležité pro řešení aplikačních problémů.
Vlastnosti zpracování:
- Materiály s dlouhou třískou.
- Relativně dobrá kontrola třísek.
- Vyžaduje záporný úhel čela.
- Jednotka řezná síla: 2550~4870 N/mm²
- Vyžaduje vysoké řezné síly a výkon.
