U rezanju metala postoje različiti materijali obradaka. Različiti materijali imaju različite karakteristike rezanja i uklanjanja. Kako ovladati karakteristikama različitih materijala? ISO standardni metalni materijali podijeljeni su u 6 različitih tipskih skupina, svaki tip ima jedinstvene karakteristike u smislu obradivosti, a ovaj će ih članak zasebno sažeti.
Metalni materijali podijeljeni su u 6 kategorija:
(1) P-čelik
(2) M-nehrđajući čelik
(3) K-lijevano željezo
(4) N-obojeni metali
(5) S-legura otporna na toplinu
(6) H-kaljeni čelik
slika
↑↑Karakteristike rezanja različitih materijala↑↑
01-P čelik
Što je čelik?
- Čelik je najveća grupa materijala u obradi metala.
- Čelik može biti nekaljeni ili kaljeni i poboljšani čelik (tvrdoća do 400HB).
- Čelik je legura čija je glavna komponenta element željezo (Fe). Proizvodi se postupkom taljenja.
- Sadržaj ugljika u nelegiranom čeliku manji je od 0,8%, samo Fe i bez drugih legirajućih elemenata.
- Sadržaj ugljika u legiranom čeliku manji je od 1,7%, a dodani su legirajući elementi poput Ni, Cr, Mo, V, W itd.
slika
Područja primjene: U okviru obrade metala, grupa P je najveća grupa materijala, jer pokriva nekoliko različitih industrijskih područja.
Materijali su tipično dugi materijali koji tvore kontinuirane, relativno ujednačene strugotine. Specifični uzorak strugotine obično ovisi o sadržaju ugljika.
– Nizak sadržaj ugljika=čvrst, ljepljiv materijal.
– Krhki materijal s visokim sadržajem ugljika =.
Karakteristike obrade:
- Materijali s dugim čipovima.
- Kontrola strugotine je relativno laka i glatka.
- Blagi čelik je ljepljiv i zahtijeva oštru oštricu.
- Jedinična sila rezanja kc: 1500~3100 N/mm²
- Sila rezanja i snaga potrebne za obradu ISO P materijala unutar su ograničenog raspona.
slika
02-M nehrđajući čelik
Što je nehrđajući čelik?
- Nehrđajući čelik je legirani materijal s najmanje 11%~12% kroma.
- Sadržaj ugljika obično je vrlo nizak (maksimalno 0.01%).
- Glavne legure su Ni (nikal), Mo (molibden) i Ti (titan).
- Stvara gusti sloj Cr2O3 na površini čelika, čineći ga otpornim na koroziju.
slika
Područja primjene: U skupini M većina primjena pripada nafti i plinu, cijevnim priključcima, prirubnicama, procesnoj industriji i farmaceutskoj industriji.
Oblik strugotine: Materijal stvara nepravilne, ljuskave strugotine koje dopuštaju veće sile rezanja od običnog čelika. Postoji mnogo različitih vrsta nehrđajućeg čelika. Učinkovitost lomljenja strugotine (od lakog do gotovo nemogućeg) varira ovisno o svojstvima legure i toplinskoj obradi.
Karakteristike obrade:
- Materijali s dugim čipovima.
- Kontrola strugotine je relativno glatka u feritu i teža u austenitu i dupleksu.
- Jedinična sila rezanja: 1800~2850 N/mm²
- Visoke sile rezanja, izgrađeni rub, toplinsko i radno otvrdnjavanje tijekom strojne obrade.
slika
03-K lijevano željezo
Što je lijevano željezo?
- Postoje 3 glavne vrste lijevanog željeza: sivi lijev (GCI), nodularni ljev (NCI) i kompaktno grafitno željezo (CGI).
- Lijevano željezo uglavnom se sastoji od Fe-C i ima relativno visok sadržaj silicija (1%~3%).
- Sadržaj ugljika prelazi 2%, što je najveća topljivost C u austenitnoj fazi.
- Cr (krom), Mo (molibden) i V (vanadij) se dodaju da bi se formirali karbidi, koji povećavaju čvrstoću i tvrdoću, ali smanjuju obradivost.
slika
Područja primjene: Grupa K se uglavnom koristi u automobilskim dijelovima, industriji proizvodnje strojeva i željeza.
Oblik čipsa: Materijali se razlikuju po obliku čipsa, od gotovo praškastog čipsa do dugačkog čipsa. Snaga potrebna za obradu ove skupine materijala obično je mala.
*Napomena: Postoji velika razlika između sivog lijeva (obično su strugotine gotovo praškaste) i nodularnog željeza, lomljenje strugotine potonjeg često je slično čeliku.
Karakteristike obrade:
- Kratki čip materijali.
- Dobra kontrola strugotine u svim radnim uvjetima.
- Jedinična sila rezanja: 790~1350 N/mm²
- Obrada pri većim brzinama uzrokuje abrazivno trošenje.
- Srednja sila rezanja.
slika
04-N obojeni metali
Što su materijali od obojenih metala?
- U ovu kategoriju spadaju obojeni metali, meki metali tvrdoće ispod 130 HB.
- Najveći dio čine legure obojenih metala (Al) koje sadrže gotovo 22% silicija (Si).
- Bakar, bronca, mjed.
slika
Područja primjene: Proizvodnja zrakoplova i proizvođači automobilskih kotača od legure aluminija zauzimaju glavnu poziciju u grupi N.
Iako je potrebna snaga po kubičnom inču niska, za postizanje visokih stopa uklanjanja metala ipak je potrebno izračunati maksimalnu potrebnu snagu.
Karakteristike obrade:
- Materijali s dugim čipovima.
- U slučaju legura, kontrola strugotine je relativno laka.
- Neželjezni metali (Al) su ljepljivi i zahtijevaju upotrebu oštrih oštrica.
- Jedinična sila rezanja: 350~700 N/mm²
- Sila rezanja i snaga potrebne za obradu ISO N materijala unutar su ograničenog raspona.
slika
05-S legura otporna na toplinu
Što je legura otporna na toplinu?
- Legure otporne na toplinu (HRSA) uključuju mnoge visokolegirane materijale na bazi željeza, nikla, kobalta ili titana.
Grupa: Na bazi željeza, na bazi nikla, na bazi kobalta
Uvjeti rada: žarenje, toplinska obrada otopinom, obrada starenjem, valjanje, kovanje, lijevanje.
Svojstva: Veći sadržaj legure (kobalta nego nikla) osigurava bolju otpornost na toplinu, veću vlačnu čvrstoću i veću otpornost na koroziju.
slika
Područja primjene: Materijali skupine S koje je teško obraditi uglavnom se koriste u zrakoplovnoj industriji, industriji plinskih turbina i generatora.
Raspon je širok, ali su obično prisutne velike sile rezanja.
Karakteristike obrade:
- Materijali s dugim čipovima.
- Poteškoće u kontroli strugotine (nazubljeni strugoti).
- Za keramiku je potreban negativni nagibni kut, a za karbid pozitivan nagibni kut.
- Jedinična sila rezanja:
Za legure otporne na toplinu: 2400~3100 N/mm²
Za leguru titana: 1300~1400 N/mm²
- Zahtijeva velike sile i snagu rezanja.
slika
06-H kaljeni čelik
Što je kaljeni čelik?
- Iz perspektive strojne obrade, kaljeni čelici su najmanja skupina.
- This group includes quenched and tempered steels with hardness >45~65 HRC.
- Općenito, raspon tvrdoće tvrdih dijelova koji se tokare je općenito između 55~68 HRC.
slika
Područja primjene: Kaljeni čelici u skupini H koriste se u raznim industrijama, poput automobilske industrije i njezinih kooperanata, kao iu gradnji strojeva i proizvodnji kalupa.
Oblik čipsa: obično kontinuirani, užareni čips. Ova visoka temperatura pomaže smanjiti vrijednosti kc1, što je važno za rješavanje izazova primjene.
Karakteristike obrade:
- Materijali s dugim čipovima.
- Relativno dobra kontrola strugotine.
- Zahtijeva negativni nagibni kut.
- Jedinična sila rezanja: 2550~4870 N/mm²
- Zahtijeva velike sile i snagu rezanja.
