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        鋼、不銹鋼、鑄鐵、耐熱合金...切削加工各有什么不同?

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        閱讀人氣: 次 作者: 時間:2022-03-25
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        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。


        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


        01  P鋼


        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質鋼(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。

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

        材料通常為長切屑材料,能夠形成連續、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。

        - 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。


        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。

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

        材料形成不規則的薄片狀切屑,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。

        - 加工時產生高切削力、積屑瘤、熱量和加工硬化。


        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。

        K組主要應用在汽車部件、機器制造業和煉鐵業。

        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生磨料磨損。

        - 中等切削力。


        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130HB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。

        飛機制造業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。


        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。

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

        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。


        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>45~65HRC的調質鋼。

        - 通常,被車削的硬零件的硬度范圍一般在55~68HRC之間。

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

        通常是連續的、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。

        責任編輯: http://www.xcxpaylw.com


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