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                                        【巨高机床】不同的金属材料,切削起来有什么不同?
                                        • 作者:巨高精机 点击次数:  日期:2020-06-29 08:30:10 TAG: 不同的金属材料 切削起来有什么不同?

                                        在金属切削加工中,会有不同的工件材料,不同的材料其切削形成与去除特性各不相同,我们怎么来掌握不同材料的特性呢?ISO标准金属材料分为6种不同的类型组,每种类型在可加工性方面都具有独特的特性,本文将分别对它们进行总结。


                                        金属材料分为6大类:
                                        1)P-钢
                                        2)M-不锈钢
                                        3)K-铸铁
                                        4)N-有色金属
                                        5)S-耐热合金
                                        6)H-淬硬钢
                                        【巨高机床】不同的金属材料,切削起来有什么不同?(图2)
                                        不同材料的切削特性
                                        01-P钢
                                        什么是钢?
                                        - 钢是金属切削领域中最大的材料组。
                                        - 钢可以是非淬硬钢或调质钢 (硬度达400HB)。
                                        - 钢是一种以铁 (Fe) 元素为主要成分的合金。它通过熔炼过程制造而成。
                                        - 非合金钢的碳含量低于0.8%,只有Fe而没有其他合金元素。
                                        - 合金钢的碳含量低于1.7%,加入了合金元素,如Ni、Cr、Mo、V、W等。
                                        【巨高机床】不同的金属材料,切削起来有什么不同?(图3)
                                        在金属切削范围内,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,能够形成连续、相对均匀的切屑。具体的切屑形式通常取决于碳含量。
                                        – 含碳量低 = 坚韧的粘性材料。
                                        – 含碳量高 = 脆性材料。
                                        加工特性:
                                        - 长切屑材料。
                                        - 切屑控制相对容易、平稳。
                                        - 低碳钢有粘性,需要锋利的切削刃。
                                        - 单位切削力kc:1500–3100 N/mm2
                                        - 加工ISO P材料需要的切削力及功率,都在有限值范围内。
                                        【巨高机床】不同的金属材料,切削起来有什么不同?(图4)
                                        02-M不锈钢
                                        什么是不锈钢?
                                        - 不锈钢是带有最少11–12%铬的合金材料。
                                        - 碳含量通常很低 (低至最大0.01%)。
                                        - 合金主要是Ni (镍)、Mo (钼) 和Ti (钛)。
                                        - 在钢表面形成一层致密的Cr2O3,使其耐腐蚀。
                                        【巨高机床】不同的金属材料,切削起来有什么不同?(图5)
                                        在M组中,大部分应用都属于石油和天然气、管件、法兰、加工行业以及制药行业。
                                        材料形成不规则的薄片状切屑,与普通钢材相比,其切削力更高。不锈钢有许多种不同的类型。断屑性能 (从容易到几乎无法断屑) 因合金特性和热处理的不同而不同。

                                        加工特性:
                                        - 长切屑材料。
                                        - 切屑控制在铁素体中相对平顺, 在奥氏体和双相中较困难。
                                        - 单位切削力:1800-2850 N/mm2
                                        - 加工时产生高切削力、积屑瘤、热量和加工硬化。
                                        【巨高机床】不同的金属材料,切削起来有什么不同?(图6)
                                        03-K铸铁
                                        什么是铸铁?
                                        - 铸铁有3种主要类型:灰口铸铁 (GCI)、球墨铸铁 (NCI) 和蠕墨铸铁 (CGI)。
                                        - 铸铁以Fe-C为主成分,带相对高的硅含量 (1–3%)。
                                        - 碳含量超过2%,这是C在奥氏体相中最大的溶解度。
                                        - Cr (铬)、Mo (钼) 和V (钒) 加入形成碳化物,增加了强度和硬度,但降低了机械加工性。
                                        【巨高机床】不同的金属材料,切削起来有什么不同?(图7)
                                        K组主要应用在汽车部件、机器制造业和炼铁业。
                                        材料的切屑成形有所不同,从近似粉末状的切屑到长切屑。加工该材料组所需的功率通常较小。
                                        注意,灰口铸铁 (通常切屑近似粉末状) 与球墨铸铁之间差别很大,后者的断屑许多时候比较类似于钢。
                                        加工特性:
                                        - 短切屑材料。
                                        - 在所有工况下都具有良好的切屑控制。
                                        - 单位切削力:790-1350 N/mm2
                                        - 以较高速度加工会产生磨料磨损。
                                        - 中等切削力。
                                        【巨高机床】不同的金属材料,切削起来有什么不同?(图8)
                                        04-N有色金属
                                        什么是有色金属材料?
                                        - 这一类包含有色金属、硬度低于130 HB的软金属。
                                        - 含近22%硅 (Si) 的有色金属 (Al) 合金组成其中最大的部分。
                                        - 铜、青铜、黄铜。
                                        【巨高机床】不同的金属材料,切削起来有什么不同?(图9)
                                        飞机制造业和铝合金汽车车轮制造商在N组占主要地位。
                                        虽然每mm3 (立方英寸) 需要的功率低,但为获得高金属去除率,仍需要计算所需的最大功率。

                                        加工特性:
                                        - 长切屑材料。
                                        - 如果是合金,则切屑控制相对容易。
                                        - 有色金属 (Al) 具有粘性,需要使用锋利的切削刃。
                                        - 单位切削力:350-700 N/mm2
                                        - 加工ISO N材料需要的切削力及功率,都在有限值范围内。
                                        【巨高机床】不同的金属材料,切削起来有什么不同?(图10)
                                        05-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
                                        工况:退火,固溶热处理,时效处理,辊轧,锻造,铸造。
                                        特性:
                                        - 更高的合金含量 (钴高于镍) 可确保更好的耐热性、更高的抗拉强度和更高的耐腐蚀性。
                                        【巨高机床】不同的金属材料,切削起来有什么不同?(图11)
                                        加工困难的S组材料主要应用在航空航天、燃气轮机和发电机行业。
                                        范围较宽,但通常会存在高切削力。
                                        加工特性:
                                        - 长切屑材料。
                                        - 切屑控制困难 (锯齿状切屑)。
                                        - 对于陶瓷需要使用负前角,对于硬质合金需要使用正前角。
                                        - 单位切削力:
                                        对于耐热合金:2400–3100 N/mm2
                                        对于钛合金:1300-1400 N/mm2
                                        - 需要的切削力和功率很高。
                                        【巨高机床】不同的金属材料,切削起来有什么不同?(图12)
                                        06-H淬硬钢
                                        什么是淬硬钢?
                                        - 从加工的角度看,淬硬钢是最小的一个分组。
                                        - 该分组包含硬度>45–65 HRC的调质钢。
                                        - 通常,被车削的硬零件的硬度范围一般在55–68 HRC之间。
                                        【巨高机床】不同的金属材料,切削起来有什么不同?(图13)
                                        H组中的淬硬钢应用在各种行业,如汽车行业及其分包商,以及机器制造业和模具业务。
                                        通常是连续的、红光炽热的切屑。这种高温有助于降低kc1值,对于帮助解决应用难题很重要。
                                        加工特性:
                                        - 长切屑材料。
                                        - 相对好的切屑控制。
                                        - 要求负前角。
                                        - 单位切削力:2550-4870 N/mm2
                                        - 需要的切削力和功率很高。
                                        【巨高机床】不同的金属材料,切削起来有什么不同?(图14)




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