Trong cắt kim loại, có nhiều vật liệu phôi khác nhau. Các vật liệu khác nhau có đặc tính cắt và loại bỏ khác nhau. Làm thế nào để chúng ta nắm vững các đặc tính của các vật liệu khác nhau? Vật liệu kim loại tiêu chuẩn ISO được chia thành 6 nhóm loại khác nhau, mỗi loại có những đặc điểm riêng về khả năng gia công và bài viết này sẽ tóm tắt chúng một cách riêng biệt.
Vật liệu kim loại được chia thành 6 loại:
(1) Thép P
(2) Thép không gỉ M
(3) Gang K
(4) Kim loại màu N
(5) Hợp kim chịu nhiệt chữ S
(6) Thép tôi cứng chữ H
hình ảnh
↑↑Đặc tính cắt của các vật liệu khác nhau↑↑
01-Thép P
Thép là gì?
- Thép là nhóm vật liệu lớn nhất trong cắt kim loại.
- Thép có thể là thép không cứng hoặc thép đã tôi và tôi (độ cứng lên tới 400HB).
- Thép là hợp kim có thành phần chính là sắt (Fe). Nó được sản xuất thông qua một quá trình nấu chảy.
- Hàm lượng cacbon của thép không hợp kim nhỏ hơn 0,8%, chỉ có Fe và không có nguyên tố hợp kim nào khác.
- Hàm lượng cacbon của thép hợp kim nhỏ hơn 1,7%, được bổ sung thêm các nguyên tố hợp kim như Ni, Cr, Mo, V, W, v.v.
hình ảnh
Lĩnh vực ứng dụng: Trong phạm vi cắt kim loại, nhóm P là nhóm vật liệu lớn nhất vì nó bao gồm nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau.
Vật liệu thường là vật liệu phoi dài tạo thành phoi liên tục, tương đối đồng đều. Mẫu chip cụ thể thường phụ thuộc vào hàm lượng carbon.
– Hàm lượng carbon thấp=chất liệu dai, dính.
– Hàm lượng cacbon cao=vật liệu giòn.
Đặc điểm xử lý:
- Chất liệu chip dài.
- Kiểm soát chip tương đối dễ dàng và mượt mà.
- Thép nhẹ có tính dính và đòi hỏi lưỡi cắt sắc bén.
- Lực cắt đơn vị kc: 1500~3100 N/mm2
- Lực cắt và công suất cần thiết để gia công vật liệu ISO P nằm trong phạm vi giới hạn.
hình ảnh
02-M thép không gỉ
Thép không gỉ là gì?
- Thép không gỉ là vật liệu hợp kim có hàm lượng crom tối thiểu 11%~12%.
- Hàm lượng cacbon thường rất thấp (thấp đến mức tối đa là 0,01%).
- Hợp kim chính là Ni (niken), Mo (molypden) và Ti (titan).
- Tạo thành lớp Cr2O3 dày đặc trên bề mặt thép, giúp chống ăn mòn.
hình ảnh
Lĩnh vực ứng dụng: Trong nhóm M, hầu hết các ứng dụng thuộc về dầu khí, phụ kiện đường ống, mặt bích, công nghiệp chế biến và công nghiệp dược phẩm.
Hình dạng phoi: Vật liệu tạo thành các phoi không đều, dễ bong tróc cho phép lực cắt cao hơn thép thông thường. Có rất nhiều loại thép không gỉ khác nhau. Hiệu suất bẻ phoi (từ dễ đến gần như không thể) khác nhau tùy thuộc vào tính chất hợp kim và quá trình xử lý nhiệt.
Đặc điểm xử lý:
- Chất liệu chip dài.
- Kiểm soát chip tương đối trơn tru trong ferrite và khó khăn hơn trong austenite và duplex.
- Lực cắt đơn vị: 1800~2850 N/mm2
- Lực cắt cao, biên dạng sẵn, nhiệt và độ cứng trong quá trình gia công.
hình ảnh
03-K gang
Gang là gì?
- Có 3 loại gang chính: gang xám (GCI), gang dẻo (NCI) và gang than chì nén (CGI).
- Gang có thành phần chủ yếu là Fe-C và có hàm lượng silic tương đối cao (1%~3%).
- Hàm lượng cacbon vượt quá 2% là độ hòa tan tối đa của C trong pha austenit.
- Cr (crom), Mo (molypden) và V (vanadi) được thêm vào để tạo thành cacbua, làm tăng độ bền và độ cứng nhưng làm giảm khả năng gia công.
hình ảnh
Lĩnh vực ứng dụng: Nhóm K chủ yếu được sử dụng trong các ngành công nghiệp phụ tùng ô tô, chế tạo máy và luyện sắt.
Hình dạng chip: Vật liệu có hình dạng chip khác nhau, từ chip gần như dạng bột đến chip dài. Công suất cần thiết để xử lý nhóm vật liệu này thường nhỏ.
*Lưu ý: Có sự khác biệt lớn giữa gang xám (thường phoi gần như ở dạng bột) và sắt dẻo, độ đứt phoi của loại sau thường tương tự như thép.
Đặc điểm xử lý:
- Vật liệu chip ngắn.
- Kiểm soát chip tốt trong mọi điều kiện hoạt động.
- Lực cắt đơn vị: 790~1350 N/mm2
- Gia công ở tốc độ cao hơn sẽ tạo ra mài mòn.
- Lực cắt trung bình.
hình ảnh
04-N kim loại màu
Vật liệu kim loại màu là gì?
- Nhóm này gồm kim loại màu, kim loại mềm có độ cứng dưới 130 HB.
- Hợp kim kim loại màu (Al) chứa gần 22% silicon (Si) tạo thành phần lớn nhất.
- Đồng, đồng thau, đồng thau.
hình ảnh
Lĩnh vực ứng dụng: Sản xuất máy bay và sản xuất bánh xe ô tô hợp kim nhôm chiếm vị trí chính trong Nhóm N.
Mặc dù công suất cần thiết trên mỗi inch khối thấp nhưng để đạt được tốc độ loại bỏ kim loại cao vẫn cần tính toán công suất tối đa cần thiết.
Đặc điểm xử lý:
- Chất liệu chip dài.
- Trong trường hợp hợp kim, việc kiểm soát chip tương đối dễ dàng.
- Kim loại màu (Al) có tính dính và cần sử dụng lưỡi cắt sắc bén.
- Lực cắt đơn vị: 350~700 N/mm2
- Lực cắt và công suất cần thiết để gia công vật liệu ISO N nằm trong phạm vi giới hạn.
hình ảnh
05-S hợp kim chịu nhiệt
Hợp kim chịu nhiệt là gì?
- Hợp kim chịu nhiệt (HRSA) bao gồm nhiều vật liệu có gốc sắt, niken, coban hoặc titan hợp kim cao.
Nhóm: Dựa trên sắt, Dựa trên Niken, Dựa trên Coban
Điều kiện làm việc: ủ, xử lý nhiệt dung dịch, xử lý lão hóa, cán, rèn, đúc.
Đặc tính: Hàm lượng hợp kim cao hơn (coban hơn niken) đảm bảo khả năng chịu nhiệt tốt hơn, độ bền kéo cao hơn và khả năng chống ăn mòn cao hơn.
hình ảnh
Lĩnh vực ứng dụng: Các vật liệu Nhóm S khó xử lý chủ yếu được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ, tua bin khí và máy phát điện.
Phạm vi rộng, nhưng thường có lực cắt cao.
Đặc điểm xử lý:
- Chất liệu chip dài.
- Khó khăn trong việc kiểm soát chip (chip lởm chởm).
- Cần có góc trước âm đối với gốm sứ và góc trước dương đối với cacbua.
- Đơn vị lực cắt:
Đối với hợp kim chịu nhiệt: 2400~3100 N/mm2
Đối với hợp kim titan: 1300~1400 N/mm2
- Đòi hỏi lực cắt và lực cắt lớn.
hình ảnh
06-H thép cứng
Thép cứng là gì?
- Từ góc độ gia công, thép cứng là nhóm nhỏ nhất.
- This group includes quenched and tempered steels with hardness >45 ~ 65 HRC.
- Nói chung, phạm vi độ cứng của các bộ phận cứng được tiện thường nằm trong khoảng 55 ~ 68 HRC.
hình ảnh
Lĩnh vực ứng dụng: Thép cứng nhóm H được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, chẳng hạn như ngành công nghiệp ô tô và các nhà thầu phụ, cũng như chế tạo máy và kinh doanh khuôn mẫu.
Hình dạng chip: chip thường liên tục, nóng đỏ. Nhiệt độ cao này giúp giảm giá trị kc1, điều này rất quan trọng giúp giải quyết các thách thức ứng dụng.
Đặc điểm xử lý:
- Chất liệu chip dài.
- Kiểm soát chip tương đối tốt.
- Yêu cầu góc nghiêng âm.
- Lực cắt đơn vị: 2550~4870 N/mm2
- Đòi hỏi lực cắt và lực cắt lớn.
