Wie schneiden verschiedene Metallmaterialien unterschiedlich?

Bei der Metallzerspanung gibt es unterschiedliche Werkstückmaterialien und die Schnittbildungs- und Abtragseigenschaften verschiedener Materialien sind unterschiedlich. Wie können wir die Eigenschaften verschiedener Materialien erfassen? Metallmaterialien nach ISO-Standard werden in sechs verschiedene Typen unterteilt, von denen jeder einzigartige Eigenschaften hinsichtlich der Bearbeitbarkeit aufweist. In diesem Artikel werden sie separat zusammengefasst.
Metallmaterialien werden in 6 Kategorien unterteilt:
(1) P-Stahl
(2) M-Edelstahl
(3) K-Gusseisen
(4) N-Nichteisenmetalle
(5) S-hitzebeständige Legierung
(6) H-gehärteter Stahl

Schneideigenschaften verschiedener Materialien
01-P-Stahl
Was ist Stahl?
-Stahl ist die größte Materialgruppe im Bereich der Metallzerspanung.
-Stahl kann unvergüteter Stahl oder vergüteter Stahl (mit einer Härte von bis zu 400HB) sein.
-Stahl ist eine Legierung, die hauptsächlich aus Eisen (Fe) besteht. Es wird durch einen Schmelzprozess hergestellt.
-Der Kohlenstoffgehalt von unlegiertem Stahl beträgt weniger als 0,8 % und enthält nur Fe und keine anderen Legierungselemente.
-Der Kohlenstoffgehalt von legiertem Stahl beträgt weniger als 1,7 % und es werden Legierungselemente wie Ni, Cr, Mo, V, W usw. hinzugefügt.

Innerhalb der Metallzerspanung ist die P-Gruppe die größte Werkstoffgruppe, da sie mehrere unterschiedliche Industriebereiche abdeckt.
Das Material ist in der Regel ein langspaniges Material, das kontinuierliche und relativ gleichmäßige Späne bilden kann. Die konkrete Form der Späne hängt in der Regel vom Kohlenstoffgehalt ab.
- Niedriger Kohlenstoffgehalt=zähes, viskoses Material.
- Sprödes Material mit hohem Kohlenstoffgehalt.
Verarbeitungseigenschaften:
-Langspanmaterial.
-Die Chipkontrolle ist relativ einfach und stabil.
-Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt ist viskos und erfordert scharfe Schneidkanten.
-Einheit Schnittkraft kc: 1500-3100 N/mm2
-Die für die Bearbeitung von ISO P-Materialien erforderliche Schnittkraft und -leistung liegt innerhalb eines begrenzten Wertebereichs.

 

02-M Edelstahl
Was ist Edelstahl?
-Edelstahl ist ein Legierungsmaterial mit einem Chromgehalt von mindestens 11-12 %.
-Der Kohlenstoffgehalt ist normalerweise sehr niedrig (maximal 0,01 %).
-Die Hauptlegierungen sind Ni (Nickel), Mo (Molybdän) und Ti (Titan).
-Bilden Sie eine dichte Schicht aus Cr2O3 auf der Oberfläche des Stahls, um ihn korrosionsbeständig zu machen.

In Gruppe M gehören die meisten Anwendungen zu den Bereichen Öl und Gas, Rohrverbindungen, Flansche, verarbeitende Industrie und Pharmaindustrie.
Das Material bildet unregelmäßige, flockenförmige Späne, die im Vergleich zu gewöhnlichem Stahl eine höhere Schnittkraft aufweisen. Es gibt viele verschiedene Arten von Edelstahl. Die Spanbruchleistung (von leicht bis nahezu unmöglich zu brechen) variiert je nach Legierungseigenschaften und Wärmebehandlung.
Verarbeitungseigenschaften:
-Langspanmaterial.
-Die Spankontrolle ist bei Ferrit relativ reibungslos, bei Austenit und Duplex jedoch schwierig.
-Einheit Schnittkraft: 1800-2850 N/mm2
-Bei der Bearbeitung entstehen hohe Schnittkräfte, Spanbildung, Hitze und Kaltverfestigung.

 

03-K Gusseisen
Was ist Gusseisen?
-Es gibt drei Haupttypen von Gusseisen: Grauguss (GCI), Sphäroguss (NCI) und Sphäroguss (CGI).
-Gusseisen besteht hauptsächlich aus Fe-C und hat einen relativ hohen Siliziumgehalt (1-3 %).
-Der Kohlenstoffgehalt übersteigt 2 %, was der maximalen Löslichkeit von C in der Austenitphase entspricht.
- Durch die Zugabe von Cr (Chrom), Mo (Molybdän) und V (Vanadium) entstehen Karbide, die die Festigkeit und Härte erhöhen, aber die Bearbeitbarkeit verringern.

Die K-Gruppe wird hauptsächlich in der Automobilkomponenten-, Maschinenbau- und Eisenherstellungsindustrie eingesetzt.
Die Spanbildung von Materialien variiert, von annähernd pulverförmigen Spänen bis hin zu langen Spänen. Der Leistungsbedarf zur Bearbeitung dieser Materialgruppe ist in der Regel gering.
Beachten Sie, dass es einen erheblichen Unterschied zwischen Grauguss (normalerweise mit pulverähnlichen Spänen) und Sphäroguss gibt, wobei letzteres häufig stahlähnliche Späne aufweist.
Verarbeitungseigenschaften:
-Kurzspanmaterial.
-Gute Spankontrolle unter allen Betriebsbedingungen.
-Einheit Schnittkraft: 790-1350 N/mm2
-Eine Bearbeitung mit höherer Geschwindigkeit führt zu abrasivem Verschleiß.
-Mittlere Schnittkraft.

 

04-N Nichteisenmetalle
Was ist Nichteisenmetallmaterial?
-Diese Kategorie umfasst Nichteisenmetalle und Weichmetalle mit einer Härte unter 130 HB.
-Der größte Teil besteht aus Nichteisenmetalllegierungen (Al), die fast 22 % Silizium (Si) enthalten.
-Kupfer, Bronze, Messing.

In der N-Gruppe dominieren die Flugzeugindustrie und Hersteller von Aluminiumlegierungsrädern für Autos.
Obwohl die erforderliche Leistung pro mm3 (Kubikzoll) gering ist, ist es zur Erzielung hoher Zerspanungsraten dennoch erforderlich, die maximal erforderliche Leistung zu berechnen.
Verarbeitungseigenschaften:
-Langspanmaterial.
-Wenn es sich um eine Legierung handelt, ist die Spankontrolle relativ einfach.
-Nichteisenmetalle (Al) sind viskos und erfordern den Einsatz scharfer Schneidkanten.
-Einheit Schnittkraft: 350-700 N/mm2
-Die für die Bearbeitung von ISO N-Materialien erforderlichen Schnittkräfte und Leistungen liegen in einem begrenzten Wertebereich.

 

05-S hitzebeständige Legierung
Was ist eine hitzebeständige Legierung?
- Zu den hitzebeständigen Legierungen (HRSA) gehören viele hochlegierte Materialien auf Eisen-, Nickel-, Kobalt- oder Titanbasis.
Gruppe: Eisenbasis, Nickelbasis, Kobaltbasis
Arbeitsbedingungen: Glühen, Lösungsglühen, Alterungsbehandlung, Walzen, Schmieden, Gießen.
Merkmale:
-Ein höherer Legierungsgehalt (Kobalt höher als Nickel) sorgt für eine bessere Hitzebeständigkeit, höhere Zugfestigkeit und höhere Korrosionsbeständigkeit.

Die schwer zu verarbeitenden Materialien der S-Gruppe werden hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrt-, Gasturbinen- und Generatorindustrie eingesetzt.
Der Bereich ist groß, es herrscht jedoch meist eine hohe Schnittkraft.
Verarbeitungseigenschaften:
-Langspanmaterial.
-Schwierigkeiten bei der Spankontrolle (gezackte Späne).
-Für Keramik ist ein negativer Steigungswinkel erforderlich, während für Hartlegierungen ein positiver Steigungswinkel erforderlich ist.
-Einheit Schnittkraft:
Für hitzebeständige Legierungen: 2400-3100 N/mm2
Für Titanlegierungen: 1300-1400 N/mm2
-Die erforderliche Schnittkraft und Leistung ist sehr hoch.

 

06-H gehärteter Stahl
Was ist gehärteter Stahl?
-Aus verarbeitungstechnischer Sicht ist vergüteter Stahl die kleinste Gruppe.
-This group includes quenched and tempered steel with a hardness>45-65 HRC.
-Normalerweise liegt der Härtebereich harter Teile, die gedreht werden, zwischen 55-68 HRC.

Der gehärtete Stahl der Gruppe H wird in verschiedenen Branchen eingesetzt, beispielsweise in der Automobilindustrie und ihren Zulieferern sowie im Maschinen- und Formenbau.
Normalerweise kontinuierliche, glühende Chips. Diese hohe Temperatur trägt dazu bei, den kc1-Wert zu senken, was für die Lösung von Anwendungsproblemen wichtig ist.
Verarbeitungseigenschaften:
-Langspanmaterial.
-Relativ gute Spankontrolle.
-Negative vordere Ecke erforderlich.
-Einheit Schnittkraft: 2550-4870 N/mm2
-Die erforderliche Schnittkraft und Leistung ist sehr hoch.