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不同的金屬材料,切削起來有什么不同?

在金屬切削加工中,會有不同的工件材料,不同的材料,,其切削形成與去除特性各不相同,我們怎么來掌握不同材料的特性呢?ISO標準金屬材料分為6種不同的類型組,,每種類型在可加工性方面都具有獨特的特性,本文將分別對它們進行總結(jié),。

金屬材料分為6大類:

(1)P-鋼

(2)M-不銹鋼

(3)K-鑄鐵

(4)N-有色金屬

(5)S-耐熱合金

(6)H-淬硬鋼

001

01-P

什么是鋼,?

- 鋼是金屬切削領域中最大的材料組。

- 鋼可以是非淬硬鋼或調(diào)質(zhì)鋼 (硬度達400HB),。

- 鋼是一種以鐵 (Fe) 元素為主要成分的合金,。它通過熔煉過程制造而成。

- 非合金鋼的碳含量低于0.8%,,只有Fe而沒有其他合金元素,。

- 合金鋼的碳含量低于1.7%,加入了合金元素,,如Ni,、Cr、Mo,、V,、W等。

002

在金屬切削范圍內(nèi),,P組是最大的材料組,,因為它涵蓋了幾個不同的工業(yè)領域。

材料通常為長切屑材料,,能夠形成連續(xù),、相對均勻的切屑。具體的切屑形式通常取決于碳含量,。

– 含碳量低 = 堅韌的粘性材料,。

– 含碳量高 = 脆性材料。

加工特性:

- 長切屑材料。

- 切屑控制相對容易,、平穩(wěn),。

- 低碳鋼有粘性,需要鋒利的切削刃,。

- 單位切削力kc:1500–3100 N/mm2

- 加工ISO P材料需要的切削力及功率,,都在有限值范圍內(nèi)。

003


02-M不銹鋼

什么是不銹鋼,?

- 不銹鋼是帶有最少11–12%鉻的合金材料,。

- 碳含量通常很低 (低至最大0.01%)。

- 合金主要是Ni (鎳),、Mo (鉬) 和Ti (鈦),。

- 在鋼表面形成一層致密的Cr2O3,使其耐腐蝕,。

004

在M組中,,大部分應用都屬于石油和天然氣、管件,、法蘭,、加工行業(yè)以及制藥行業(yè)。

材料形成不規(guī)則的薄片狀切屑,,與普通鋼材相比,,其切削力更高。不銹鋼有許多種不同的類型,。斷屑性能 (從容易到幾乎無法斷屑) 因合金特性和熱處理的不同而不同。

加工特性:

- 長切屑材料,。

- 切屑控制在鐵素體中相對平順,, 在奧氏體和雙相中較困難。

- 單位切削力:1800-2850 N/mm2

- 加工時產(chǎn)生高切削力,、積屑瘤,、熱量和加工硬化。

005


03-K鑄鐵

什么是鑄鐵,?

- 鑄鐵有3種主要類型:灰口鑄鐵 (GCI),、球墨鑄鐵 (NCI) 和蠕墨鑄鐵 (CGI)。

- 鑄鐵以Fe-C為主成分,,帶相對高的硅含量 (1–3%),。

- 碳含量超過2%,這是C在奧氏體相中最大的溶解度,。

- Cr (鉻),、Mo (鉬) 和V (釩) 加入形成碳化物,增加了強度和硬度,但降低了機械加工性,。

006

K組主要應用在汽車部件,、機器制造業(yè)和煉鐵業(yè)。

材料的切屑成形有所不同,,從近似粉末狀的切屑到長切屑,。加工該材料組所需的功率通常較小。

注意,,灰口鑄鐵 (通常切屑近似粉末狀) 與球墨鑄鐵之間差別很大,,后者的斷屑許多時候比較類似于鋼。

加工特性:

- 短切屑材料,。

- 在所有工況下都具有良好的切屑控制,。

- 單位切削力:790-1350 N/mm2

- 以較高速度加工會產(chǎn)生磨料磨損。

- 中等切削力,。

007


04-N有色金屬

什么是有色金屬材料,?

- 這一類包含有色金屬、硬度低于130 HB的軟金屬,。

- 含近22%硅 (Si) 的有色金屬 (Al) 合金組成其中最大的部分,。

- 銅、青銅,、黃銅,。

008

飛機制造業(yè)和鋁合金汽車車輪制造商在N組占主要地位。

雖然每mm3(立方英寸) 需要的功率低,,但為獲得高金屬去除率,,仍需要計算所需的最大功率。

加工特性:

- 長切屑材料,。

- 如果是合金,,則切屑控制相對容易。

- 有色金屬 (Al) 具有粘性,,需要使用鋒利的切削刃,。

- 單位切削力:350-700 N/mm2

- 加工ISO N材料需要的切削力及功率,都在有限值范圍內(nèi),。

009


05-S耐熱合金

什么是耐熱合金,?

- 耐熱合金 (HRSA) 包括許多高合金鐵、鎳,、鈷或鈦基材料,。

組:鐵基、鎳基,、鈷基

工況:退火,,固溶熱處理,,時效處理,輥軋,,鍛造,,鑄造。

特性:

- 更高的合金含量 (鈷高于鎳) 可確保更好的耐熱性,、更高的抗拉強度和更高的耐腐蝕性,。

010

加工困難的S組材料主要應用在航空航天、燃氣輪機和發(fā)電機行業(yè),。

范圍較寬,,但通常會存在高切削力。

加工特性:

- 長切屑材料,。

- 切屑控制困難 (鋸齒狀切屑),。

- 對于陶瓷需要使用負前角,對于硬質(zhì)合金需要使用正前角,。

- 單位切削力:

對于耐熱合金:2400–3100 N/mm2

對于鈦合金:1300-1400 N/mm2

- 需要的切削力和功率很高,。

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06-H淬硬鋼


什么是淬硬鋼?

- 從加工的角度看,,淬硬鋼是最小的一個分組,。

- 該分組包含硬度>45–65 HRC的調(diào)質(zhì)鋼。

- 通常,,被車削的硬零件的硬度范圍一般在55–68 HRC之間,。

012

H組中的淬硬鋼應用在各種行業(yè),如汽車行業(yè)及其分包商,,以及機器制造業(yè)和模具業(yè)務,。

通常是連續(xù)的、紅光熾熱的切屑,。這種高溫有助于降低kc1值,,對于幫助解決應用難題很重要。

加工特性:

- 長切屑材料,。

- 相對好的切屑控制。

- 要求負前角,。

- 單位切削力:2550-4870 N/mm2

- 需要的切削力和功率很高,。

013



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