切割不同金属材料有什么区别?
在金属切削中,会有不同的工件材料,不同的材料有不同的切削形成和去除特性。我们如何把握不同材料的特性? ISO标准金属材料分为6个不同类型的组,每组在可加工性方面都具有独特的特性。本文将分别对其进行总结。
金属材料分为六大类:
- P-钢
- M-不锈钢
- K-铸铁
- N- 有色金属
- S-耐热合金
- H 硬化钢
1-P 钢
什么是钢?
-钢是金属切削领域最大的材料组。
-钢材可以是非淬硬钢或调质钢(硬度可达400HB)。
-钢是以铁(Fe)为主要成分的合金。它是通过冶炼工艺制造的。
-非合金钢的碳含量小于0.8%,只有Fe,没有其他合金元素。
-合金钢含碳量小于1.7%,添加Ni、Cr、Mo、V、W等合金元素。
应用领域:
在金属切削的范围内,P组是最大的材料组,因为它涵盖了几个不同的工业领域。
材料通常为长切屑材料,可形成连续且相对均匀的切屑。具体的芯片形式通常取决于碳含量。
– 低碳含量 =坚韧、粘性的材料。
– 高碳含量 =脆性材料。
加工特性:
-长芯片材料。
-芯片控制相对容易且稳定。
- 低碳钢很粘,需要锋利的切削刃。
-单位切削力kc:1500-3100 N/mm²
-加工ISO P材料所需的切削力和功率在有限范围内。
2-M 不锈钢
什么是不锈钢?
-不锈钢是一种合金材料,铬含量最低为11-12%。
- 碳含量通常非常低(最高低至 0.01%)。
-合金主要有Ni(镍)、Mo(钼)和Ti(钛)。
-在钢材表面形成一层致密的Cr2O3,使其具有抗腐蚀能力。
应用领域:
在M组中,大部分应用属于油气、管件、法兰、加工行业和制药行业。
切屑形状:材料形成不规则的片状切屑,与普通钢材相比具有更高的切削力。有许多不同类型的不锈钢。断屑性能(从易断到几乎不可能断)因合金特性和热处理而异。
加工特性:
-长芯片材料。
-铁素体的切屑控制比较光滑,奥氏体和双相比较困难。
-单位切削力:1800-2850 N/mm²
-高切削力、积屑瘤、加工过程中的热和加工硬化。
3-K 铸铁
什么是铸铁?
-铸铁主要分为三种:灰口铸铁(GCI)、球墨铸铁(NCI)和压实石墨铸铁(CGI)。
-铸铁以Fe-C为主,硅含量较高(1~3%)。
-碳含量超过2%,是C在奥氏体相中的最大溶解度。
-添加Cr(铬)、Mo(钼)和V(钒)形成碳化物,提高强度和硬度,但降低切削性。
应用领域:
K组主要用于汽车零部件、机械制造和炼铁。
芯片形状:
材料的切屑形状不同,从粉末状切屑到长切屑。处理这种材料组所需的功率通常很小。
*注:灰口铸铁(通常切屑近似粉状)和球墨铸铁有很大区别。后者的断屑往往与钢相似。
加工特性:
-短芯片材料。
-在所有工作条件下都有良好的切屑控制。
-单位切削力:790-1350 N/mm²
-高速加工会造成磨粒磨损。
-中等切削力。
4-N 有色金属
什么是有色金属材料?
-该类别包括硬度小于130 HB的有色金属和软金属。
-含有近22%硅(Si)的有色金属(Al)合金占最大部分。
-铜、青铜、黄铜。
应用领域:
飞机制造和铝合金汽车轮毂制造商在N组占据主导地位。
虽然每立方英寸所需的功率较低,但为了获得较高的金属去除率,仍然需要计算所需的最大功率。
加工特性:
-长芯片材料。
-如果是合金的话,切屑控制比较容易。
-有色金属(Al)具有粘性,需要锋利的切削刃。
-单位切削力:350-700 N/mm²
-加工ISO N材料所需的切削力和功率在有限范围内。
5-S耐热合金
什么是耐热合金?
-耐热合金(HRSA)包括许多高合金铁、镍、钴或钛基材料。
-组:铁基、镍基、钴基
-工作条件:退火、固溶热处理、时效处理、轧制、锻造、铸造。
-特点:较高的合金含量(钴高于镍)可以保证更好的耐热性、更高的抗拉强度和更高的耐腐蚀性。
应用领域:
S族难加工材料主要用于航空航天、燃气轮机和发电机行业。
范围很广,但通常存在较高的切削力。
加工特性:
-长芯片材料。
-难以控制切屑(锯齿状切屑)。
-陶瓷需要负前角,硬质合金需要正前角。
-单位切削力:
耐热合金:2400-3100 N/mm²
钛合金:1300-1400 N/mm²
-所需的切削力和功率很高。
6-H 硬化钢
什么是硬化钢?
-从加工角度来看,淬硬钢是最小的一类。
-该组包含硬度>45-65 HRC的调质钢。
-一般车削硬质零件的硬度一般在55~68 HRC之间。
应用领域:
H组的硬化钢用于汽车行业及其分包商以及机械制造和模具行业等各个行业。
芯片形状:
通常是连续的、炽热的芯片。这种高温有助于降低 kc1 值,对于帮助解决应用问题很重要。
加工特性:
-长芯片材料。
- 比较好的切屑控制。
- 需要负前角。
-单位切削力:2550-4870 N/mm²
-所需的切削力和功率很高。
制造工艺