Pri rezanju kovin obstajajo različni materiali obdelovancev. Različni materiali imajo različne lastnosti rezanja in odstranjevanja. Kako obvladamo lastnosti različnih materialov? Kovinski materiali standarda ISO so razdeljeni v 6 različnih tipskih skupin, vsak tip ima edinstvene značilnosti v smislu obdelovalnosti in ta članek jih bo povzel ločeno.
Kovinski materiali so razdeljeni v 6 kategorij:
(1) P-jeklo
(2) M-nerjavno jeklo
(3) K-lito železo
(4) N-barvne kovine
(5) S-zlitina, odporna na vročino
(6) H-kaljeno jeklo
slika
↑↑Rezalne lastnosti različnih materialov↑↑
01-P jeklo
Kaj je jeklo?
- Jeklo je največja skupina materialov pri rezanju kovin.
- Jeklo je lahko nekaljeno ali kaljeno in popuščeno (trdota do 400HB).
- Jeklo je zlitina z elementom železo (Fe) kot glavno sestavino. Proizvaja se s postopkom taljenja.
- Vsebnost ogljika v nelegiranem jeklu je manjša od 0,8 %, samo Fe in nobenih drugih legirnih elementov.
- Vsebnost ogljika v legiranem jeklu je manjša od 1,7 %, dodani pa so legirni elementi, kot so Ni, Cr, Mo, V, W itd.
slika
Področja uporabe: V okviru razreza kovin je skupina P največja skupina materialov, saj pokriva več različnih industrijskih področij.
Materiali so običajno materiali z dolgimi odrezki, ki tvorijo neprekinjene, relativno enakomerne odrezke. Poseben vzorec odrezkov je običajno odvisen od vsebnosti ogljika.
– Nizka vsebnost ogljika=trden, lepljiv material.
– Krhki material z visoko vsebnostjo ogljika =.
Značilnosti obdelave:
- Materiali z dolgimi odrezki.
- Krmiljenje odrezkov je razmeroma enostavno in gladko.
- Mehko jeklo je lepljivo in zahteva oster rezalni rob.
- Enota rezalne sile kc: 1500~3100 N/mm²
- Rezalna sila in moč, potrebni za obdelavo materialov ISO P, sta v omejenem območju.
slika
02-M nerjavno jeklo
Kaj je nerjavno jeklo?
- Nerjaveče jeklo je zlitina z najmanj 11 % ~ 12 % kroma.
- Vsebnost ogljika je običajno zelo nizka (še 0.01 % največ).
- Glavne zlitine so Ni (nikelj), Mo (molibden) in Ti (titan).
- Tvori gosto plast Cr2O3 na površini jekla, zaradi česar je odporen proti koroziji.
slika
Področja uporabe: V skupini M največ uporab spada v nafto in plin, cevne priključke, prirobnice, procesno industrijo in farmacevtsko industrijo.
Oblika ostružkov: Material tvori nepravilne, luskaste ostružke, ki omogočajo večje rezalne sile kot običajno jeklo. Obstaja veliko različnih vrst nerjavnega jekla. Zmogljivost lomljenja odrezkov (od enostavnega do skoraj nemogočega) se razlikuje glede na lastnosti zlitine in toplotno obdelavo.
Značilnosti obdelave:
- Materiali z dolgimi odrezki.
- Kontrola ostružkov je razmeroma gladka pri feritu in težja pri avstenitu in dupleksu.
- Rezalna sila enote: 1800~2850 N/mm²
- Visoke rezalne sile, nabrušen rob, toplotna in delovna utrdba med obdelavo.
slika
03-K litoželezo
Kaj je lito železo?
- Obstajajo 3 glavne vrste litega železa: siva litina (GCI), nodularna litina (NCI) in kompaktno grafitno železo (CGI).
- Lito železo je v glavnem sestavljeno iz Fe-C in ima relativno visoko vsebnost silicija (1%~3%).
- Vsebnost ogljika presega 2%, kar je največja topnost C v avstenitni fazi.
- Cr (krom), Mo (molibden) in V (vanadij) so dodani, da tvorijo karbide, ki povečajo trdnost in trdoto, vendar zmanjšajo obdelovalnost.
slika
Področja uporabe: Skupina K se uporablja predvsem v avtomobilskih delih, strojni in železarski industriji.
Oblika odrezkov: Materiali se razlikujejo po obliki odrezkov, od skoraj praškastih odrezkov do dolgih odrezkov. Moč, potrebna za obdelavo te skupine materialov, je običajno majhna.
*Opomba: Obstaja velika razlika med sivo litino (običajno so ostružki skoraj praškasti) in nodularno litino, lomljenje ostružkov slednje je pogosto podobno jeklu.
Značilnosti obdelave:
- Materiali s kratkimi sekanci.
- Dober nadzor odrezkov v vseh pogojih delovanja.
- Rezalna sila enote: 790~1350 N/mm²
- Obdelovanje pri višjih hitrostih povzroča abrazivno obrabo.
- Srednja rezalna sila.
slika
04-N neželezne kovine
Kaj so materiali iz neželeznih kovin?
- Ta kategorija vključuje neželezne kovine, mehke kovine s trdoto pod 130 HB.
- Največji delež predstavljajo zlitine barvnih kovin (Al), ki vsebujejo skoraj 22 % silicija (Si).
- Baker, bron, medenina.
slika
Področja uporabe: Proizvodnja letal in proizvajalci avtomobilskih platišč iz aluminijevih zlitin zavzemajo pomemben položaj v skupini N.
Čeprav je zahtevana moč na kubični palec nizka, je za doseganje visokih stopenj odstranjevanja kovin še vedno treba izračunati največjo zahtevano moč.
Značilnosti obdelave:
- Materiali z dolgimi odrezki.
- Pri zlitinah je nadzor ostružkov relativno enostaven.
- Neželezne kovine (Al) so lepljive in zahtevajo uporabo ostrih rezalnih robov.
- Rezalna sila enote: 350~700 N/mm²
- Rezalna sila in moč, potrebni za obdelavo materialov ISO N, sta v omejenem območju.
slika
05-S toplotno odporna zlitina
Kaj je toplotno odporna zlitina?
- Toplotno odporne zlitine (HRSA) vključujejo številne visokolegirane materiale na osnovi železa, niklja, kobalta ali titana.
Skupina: na osnovi železa, na osnovi niklja, na osnovi kobalta
Delovni pogoji: žarjenje, toplotna obdelava raztopine, obdelava s staranjem, valjanje, kovanje, litje.
Lastnosti: Višja vsebnost zlitine (kobalta kot niklja) zagotavlja boljšo toplotno odpornost, večjo natezno trdnost in večjo odpornost proti koroziji.
slika
Področja uporabe: Materiali skupine S, ki jih je težko obdelati, se večinoma uporabljajo v vesoljski industriji, industriji plinskih turbin in generatorjev.
Razpon je širok, vendar so običajno prisotne visoke rezalne sile.
Značilnosti obdelave:
- Materiali z dolgimi odrezki.
- Težave pri nadzoru odrezkov (nazobčani odrezki).
- Za keramiko je potreben negativni prečni kot, za karbid pa pozitiven prečni kot.
- Enota rezalne sile:
Za toplotno odporne zlitine: 2400~3100 N/mm²
Za titanovo zlitino: 1300~1400 N/mm²
- Zahteva visoke rezalne sile in moč.
slika
06-H kaljeno jeklo
Kaj je kaljeno jeklo?
- Z vidika strojne obdelave so kaljena jekla najmanjša skupina.
- This group includes quenched and tempered steels with hardness >45~65 HRC.
- Na splošno je razpon trdote trdih delov, ki jih stružite, običajno med 55~68 HRC.
slika
Področja uporabe: Kaljena jekla v skupini H se uporabljajo v različnih panogah, kot so avtomobilska industrija in njeni podizvajalci, pa tudi strojegradnja in proizvodnja kalupov.
Oblika ostružkov: običajno neprekinjeni, vroči ostružki. Ta visoka temperatura pomaga zmanjšati vrednosti kc1, kar je pomembno za pomoč pri reševanju izzivov uporabe.
Značilnosti obdelave:
- Materiali z dolgimi odrezki.
- Relativno dober nadzor odrezkov.
- Zahteva negativni nagibni kot.
- Rezalna sila enote: 2550~4870 N/mm²
- Zahteva visoke rezalne sile in moč.
