A fémvágásnál különböző munkadarab-anyagok vannak. A különböző anyagok eltérő vágásképzési és eltávolítási jellemzőkkel rendelkeznek. Hogyan sajátíthatjuk el a különböző anyagok tulajdonságait? Az ISO szabványú fémanyagok 6 különböző típusú csoportba sorolhatók. Mindegyik típus egyedi jellemzőkkel rendelkezik a megmunkálhatóság szempontjából. Ez a cikk külön összefoglalja őket.
A fémanyagok 6 fő kategóriába sorolhatók: (1) P-acél (2) M-rozsdamentes acél (3) K-öntvény (4) N-Színesfémek (5) S-Hőálló ötvözetek (6) H- Edzett acél
01-P acél
Mi az acél? - Az acél a legnagyobb anyagcsoport a fémforgácsolás területén. - Az acél lehet nem edzett acél vagy edzett és edzett acél (keménység 400HB-ig). - Az acél olyan ötvözet, amelynek fő összetevője vas (Fe). Előállítása olvasztási eljárással történik. - Az ötvözetlen acél széntartalma kevesebb, mint 0,8%, csak Fe és nincs más ötvözőelem. - Az ötvözött acél széntartalma kevesebb, mint 1,7%, és olyan ötvöző elemeket adnak hozzá, mint Ni, Cr, Mo, V, W stb.
Alkalmazási területek: A fémforgácsolási tartományon belül a P csoport a legnagyobb anyagcsoport, mivel több különböző ipari ágazatot fed le.
Az anyagok általában hosszú forgácsolású anyagok, amelyek folytonos, viszonylag egyenletes forgácsot képeznek. Az adott forgácsforma általában a széntartalomtól függ. – Alacsony széntartalmú=szívós, ragadós anyag. – Magas széntartalmú=törékeny anyag.
Megmunkálási jellemzők: - Hosszú forgácsoló anyag. - A forgácskezelés viszonylag egyszerű és gördülékeny. - Az enyhe acél ragadós, és éles vágóélt igényel. - Egység vágóerő kc: 1500~3100 N/mm² - Az ISO P anyagok feldolgozásához szükséges forgácsolóerő és teljesítmény egy korlátozott tartományon belül van.
02-M Rozsdamentes acél
Mi az a rozsdamentes acél? - A rozsdamentes acél ötvözött anyag, amely legalább 11% ~ 12% krómot tartalmaz. - A széntartalom általában nagyon alacsony (legfeljebb 0,01%). - Az ötvözet főként Ni (nikkel), Mo (molibdén) és Ti (titán). - Az acél felületén sűrű Cr2O3 réteg képződik, amely korrózióállóvá teszi.
Alkalmazások: Az M csoportban a legtöbb alkalmazás az olaj- és gáziparban, csőszerelvényekben, karimákban, feldolgozóiparban és gyógyszeriparban található.
Forgácsforma: Az anyag szabálytalan forgácsokat képez, amelyek nagyobb forgácsolóerővel rendelkeznek, mint a hagyományos acélok. Sokféle rozsdamentes acél létezik. A forgácstörési teljesítmény (az egyszerűtől a szinte lehetetlenig) az ötvözet jellemzőitől és a hőkezeléstől függően változik.
Megmunkálási jellemzők: - Hosszú forgácsoló anyag. - A forgácsszabályozás ferritben viszonylag sima, ausztenitben és duplexben nehezebb. - Fajlagos forgácsolóerő: 1800~2850 N/mm² - A megmunkálás során nagy forgácsolóerők, felépített él, hő és munkaedzés keletkezik.
03-K öntöttvas
Mi az öntöttvas? - Az öntöttvasnak 3 fő típusa van: szürkeöntvény (GCI), gömbgrafitos vas (NCI) és tömörített grafitvas (CGI). - Az öntöttvas főleg Fe-C-ből áll, viszonylag magas szilíciumtartalommal (1%~3%). - A széntartalom több mint 2%, ami a C maximális oldhatósága az ausztenit fázisban. - Cr (króm), Mo (molibdén) és V (vanádium) hozzáadásával karbidokat képeznek, amelyek növelik a szilárdságot és a keménységet, de csökkentik a megmunkálhatóságot.
Alkalmazási területek: A K csoportot elsősorban autóalkatrészek, gépgyártás és vasgyártás területén használják.
Forgács alakja: Az anyag forgácsalakja változó, a majdnem porszerű forgácstól a hosszú forgácsig. Az anyagcsoport feldolgozásához szükséges teljesítmény általában kisebb. *Megjegyzés: Nagy különbség van a szürkeöntvény (általában a forgácsok szinte porszerűek) és a gömbgrafitos öntöttvas között, az utóbbi forgácstörése gyakran jobban hasonlít az acélhoz.
Megmunkálási jellemzők: - Rövid forgácsoló anyag. - Jó forgácskezelés minden munkakörülmény között. - Az egység forgácsolóereje: 790~1350 N/mm²- Nagyobb sebességű megmunkáláskor kopás lép fel. - Közepes vágóerő.
04-N Színesfémek
Mik azok a színesfém anyagok? - Ebbe a kategóriába tartoznak a színesfémek, a lágyfémek, amelyek keménysége 130 HB alatt van. - A közel 22% szilíciumot (Si) tartalmazó színesfém (Al) ötvözetek teszik ki a legnagyobb részt. - Réz, bronz, sárgaréz.
Alkalmazási területek: A repülőgépgyártás és az alumíniumötvözet autófelni-gyártók uralják az N csoportot.
Bár a köbhüvelykenként szükséges teljesítmény alacsony, a szükséges maximális teljesítményt mégis ki kell számítani a magas fémeltávolítási sebesség eléréséhez.
Megmunkálási jellemzők: - Hosszú forgácsoló anyag. - Az ötvözetek esetében a forgácskezelés viszonylag egyszerű. - A színesfémek (Al) ragadósak, és éles vágóélt igényelnek. - Egység vágóerő: 350-700 N/mm²- Az ISO N anyagok feldolgozásához szükséges forgácsolóerő és teljesítmény korlátozott tartományon belül van.
05-S hőálló ötvözetek
Mik azok a hőálló ötvözetek? - A hőálló ötvözetek (HRSA) számos erősen ötvözött vas-, nikkel-, kobalt- vagy titánalapú anyagot tartalmaznak. Csoport: Vas alapú, nikkel alapú, kobalt alapú Munkakörülmények: izzítás, oldatos hőkezelés, öregítés kezelés, hengerlés, kovácsolás, öntés. Jellemzők: Magasabb ötvözettartalom (kobalt, mint nikkel) jobb hőállóságot, nagyobb szakítószilárdságot és nagyobb korrózióállóságot biztosít
Alkalmazási területek: A nehezen feldolgozható S csoportos anyagokat főként a repülőgépiparban, a gázturbina- és a generátoriparban használják.
A tartomány széles, de általában nagy forgácsolóerők vannak jelen.
Feldolgozási jellemzők: - Hosszú forgácsoló anyagok. - Nehéz forgácskezelés (fogazott forgács). - A kerámiákhoz negatív, keményfémekhez pozitív dőlésszög szükséges. - Egység vágóerő: Hőálló ötvözetek esetén: 2400-3100 N/mm² Titánötvözetek esetén: 1300-1400 N/mm² - A szükséges vágóerő és teljesítmény nagyon magas.
06-H Edzett acélok
What are hardened steels? - Hardened steels are the smallest group from a machining point of view. - This group contains quenched and tempered steels with a hardness >45-65 HRC. - Az esztergált kemény alkatrészek keménysége általában 55-68 HRC tartományba esik.
Alkalmazások: A H csoportba tartozó edzett acélokat számos iparágban használják, például az autóiparban és annak alvállalkozóiban, valamint a gépgyártásban és a szerszámiparban.
Forgács alakja: Általában folyamatos, vörösen izzó forgács. Ez a magas hőmérséklet segít a kc1 érték csökkentésében, és fontos az alkalmazási problémák megoldásában.
Megmunkálási jellemzők: - Hosszú forgácsoló anyagok. - Viszonylag jó chipkezelés. - Negatív dőlésszög szükséges. - Egység vágóerő: 2550~4870 N/mm² - A szükséges vágóerő és teljesítmény nagyon magas.
