Was ist der Unterschied beim Schneiden verschiedener Metallmaterialien?

Beim Metallschneiden gibt es unterschiedliche Werkstückmaterialien, und unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche Schnittbildungs- und Abtragseigenschaften. Wie erfassen wir die Eigenschaften verschiedener Materialien? Metallwerkstoffe nach ISO-Norm werden in 6 verschiedene Arten von Gruppen unterteilt, von denen jede einzigartige Eigenschaften in Bezug auf die Bearbeitbarkeit aufweist. Dieser Artikel fasst sie separat zusammen.

Metallisches Material wird in sechs Hauptkategorien unterteilt:

• P-Stahl
• M-Edelstahl
• K-Gusseisen
• N- Nichteisenmetalle
• S – hitzebeständige Legierung
• H-gehärteter Stahl

1-P-Stahl

Was ist Stahl?

-Stahl ist die größte Werkstoffgruppe im Bereich der Metallzerspanung.

-Der Stahl kann ungehärteter Stahl oder abgeschreckter und angelassener Stahl sein (Härte bis zu 400 HB).

-Stahl ist eine Legierung mit Eisen (Fe) als Hauptbestandteil. Es wird durch einen Schmelzprozess hergestellt.

-Der Kohlenstoffgehalt von unlegiertem Stahl beträgt weniger als 0,8 %, nur Fe und keine anderen Legierungselemente.

-Der Kohlenstoffgehalt von legiertem Stahl beträgt weniger als 1,7 %, und Legierungselemente wie Ni, Cr, Mo, V, W usw. werden hinzugefügt.

Anwendungsbereiche:

Im Bereich Zerspanung ist die Gruppe P die größte Materialgruppe, da sie mehrere unterschiedliche Industriebereiche abdeckt.

Das Material ist normalerweise ein Material mit langen Spänen, das kontinuierliche und relativ gleichmäßige Späne bilden kann. Die spezifische Spanform hängt normalerweise vom Kohlenstoffgehalt ab.

– Niedriger Kohlenstoffgehalt =zähes, klebriges Material.

– Hoher Kohlenstoffgehalt =sprödes Material.

Verarbeitungsmerkmale:

-Langspanmaterial.

-Chipkontrolle ist relativ einfach und stabil.

-Baustahl ist klebrig und erfordert scharfe Schneidkanten.

-Einheit Schnittkraft kc:1500–3100 N/mm²

-Die für die Verarbeitung von ISO P-Materialien erforderliche Schneidkraft und -leistung liegt in einem begrenzten Bereich.

2-M Edelstahl

Was ist Edelstahl?

-Edelstahl ist ein Legierungsmaterial mit mindestens 11–12 % Chrom.

-Der Kohlenstoffgehalt ist in der Regel sehr gering (maximal 0,01 %).

-Die Legierungen sind hauptsächlich Ni (Nickel), Mo (Molybdän) und Ti (Titan).

-Eine dichte Cr2O3-Schicht bildet sich auf der Stahloberfläche, um sie korrosionsbeständig zu machen.

Anwendungsbereiche:

In der M-Gruppe gehören die meisten Anwendungen in die Öl- und Gasindustrie, Rohrfittings, Flansche, verarbeitende Industrien und die pharmazeutische Industrie.

Spanform:Das Material bildet unregelmäßig flockige Späne, die im Vergleich zu gewöhnlichem Stahl eine höhere Schnittkraft aufweisen. Es gibt viele verschiedene Arten von Edelstahl. Die Spanbruchleistung (von leicht bis fast unmöglich zu brechen) variiert mit den Legierungseigenschaften und der Wärmebehandlung.

Verarbeitungsmerkmale:

-Langspanmaterial.

-Die Spankontrolle ist bei Ferrit relativ glatt, bei Austenit und Duplex jedoch schwierig.

-Einheit Schnittkraft:1800-2850 N/mm²

-Hohe Schnittkraft, Aufbauschneide, Hitze und Kaltverfestigung während der Bearbeitung.

3-K Gusseisen

Was ist Gusseisen?

-Es gibt drei Haupttypen von Gusseisen:Grauguss (GCI), Gusseisen mit Kugelgraphit (NCI) und Gusseisen mit verdichtetem Graphit (CGI).

-Gusseisen besteht hauptsächlich aus Fe-C, mit einem relativ hohen Siliziumgehalt (1~3%).

-Der Kohlenstoffgehalt übersteigt 2 %, was die maximale Löslichkeit von C in der Austenitphase ist.

-Cr (Chrom), Mo (Molybdän) und V (Vanadium) werden hinzugefügt, um Karbide zu bilden, die die Festigkeit und Härte erhöhen, aber die Bearbeitbarkeit verringern.

Anwendungsbereiche:

Gruppe K wird hauptsächlich in Autoteilen, im Maschinenbau und in der Eisenherstellung verwendet.

Chipform:

Die Spanform des Materials ist unterschiedlich, von pulverförmigen Spänen bis hin zu langen Spänen. Der Leistungsbedarf zur Bearbeitung dieser Materialgruppe ist in der Regel gering.

*Anmerkung:Es gibt einen großen Unterschied zwischen Grauguss (normalerweise sind die Späne ungefähr pulverförmig) und duktilem Gusseisen. Der Spanbruch des letzteren ist oft ähnlich wie bei Stahl.

Verarbeitungsmerkmale:

-Kurzspanmaterial.

-Gute Spankontrolle unter allen Arbeitsbedingungen.

-Einheit Schnittkraft:790-1350 N/mm²

-Bearbeitung bei höheren Geschwindigkeiten verursacht abrasiven Verschleiß.

-Mittlere Schnittkraft.

4-N Nichteisenmetalle

Was ist ein Nichteisenmetallmaterial?

-Diese Kategorie umfasst Nichteisenmetalle und Weichmetalle mit einer Härte von weniger als 130 HB.

-Nichteisenmetall (Al)-Legierungen, die fast 22 % Silizium (Si) enthalten, machen den größten Teil aus.

-Kupfer, Bronze, Messing.

Anwendungsbereiche:

Flugzeughersteller und Hersteller von Automobilrädern aus Aluminiumlegierungen nehmen eine beherrschende Stellung in Gruppe N ein.

Obwohl die pro Kubikzoll benötigte Leistung gering ist, muss dennoch die maximal erforderliche Leistung berechnet werden, um eine hohe Metallabtragsrate zu erzielen.

Verarbeitungsmerkmale:

-Langspanmaterial.

-Wenn es sich um eine Legierung handelt, ist die Spankontrolle relativ einfach.

-Nichteisenmetalle (Al) sind klebrig und erfordern scharfe Schneidkanten.

-Einheit Schnittkraft:350-700 N/mm²

-Die für die Verarbeitung von ISO N-Materialien erforderliche Schneidkraft und -leistung liegt in einem begrenzten Bereich.

Hitzebeständige 5-S-Legierung

Was ist eine hitzebeständige Legierung?

-Hitzebeständige Legierungen (HRSA) umfassen viele hochlegierte Materialien auf Eisen-, Nickel-, Kobalt- oder Titanbasis.

-Gruppe:Eisenbasis, Nickelbasis, Kobaltbasis

-Arbeitsbedingungen:Glühen, Lösungsglühen, Alterungsbehandlung, Walzen, Schmieden, Gießen.

-Merkmale:Höherer Legierungsgehalt (Kobalt ist höher als Nickel) kann eine bessere Hitzebeständigkeit, höhere Zugfestigkeit und höhere Korrosionsbeständigkeit gewährleisten.

Anwendungsbereiche:

Schwer zu verarbeitende Materialien der S-Gruppe werden hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrt, Gasturbinen- und Generatorindustrie verwendet.

Die Bandbreite ist groß, aber in der Regel sind hohe Schnittkräfte vorhanden.

Verarbeitungsmerkmale:

-Langspanmaterial.

-Schwierige Spankontrolle (gezackte Späne).

-Für Keramik ist ein negativer Spanwinkel und für Hartmetall ein positiver Spanwinkel erforderlich.

-Einheit Schnittkraft:

Für hitzebeständige Legierungen:2400–3100 N/mm²

Für Titanlegierung:1300-1400 N/mm²

-Die erforderliche Schneidkraft und Leistung sind hoch.

6-H gehärteter Stahl

Was ist gehärteter Stahl?

-Aus verarbeitungstechnischer Sicht ist gehärteter Stahl die kleinste Gruppe.

-Diese Gruppe enthält vergütete Stähle mit einer Härte von>45–65 HRC.

- Im Allgemeinen liegt die Härte der zu drehenden harten Teile im Allgemeinen zwischen 55 und 68 HRC.

Anwendungsbereiche:

Gehärtete Stähle der Gruppe H werden in verschiedenen Branchen eingesetzt, wie z. B. in der Automobilindustrie und ihren Zulieferern sowie im Maschinenbau und im Formenbau.

Chipform:

normalerweise kontinuierlicher, glühender Chip. Diese hohe Temperatur hilft, den kc1-Wert zu reduzieren und ist wichtig, um Anwendungsprobleme zu lösen.

Verarbeitungsmerkmale:

-Langspanmaterial.

-Relativ gute Spankontrolle.

-Ein negativer Spanwinkel ist erforderlich.

-Einheit Schnittkraft:2550-4870 N/mm²

-Die erforderliche Schneidkraft und Leistung sind hoch.