در برش فلز، مواد قطعه کار متفاوتی وجود دارد. مواد مختلف ویژگی های شکل گیری و حذف برش متفاوتی دارند. چگونه بر ویژگی های مواد مختلف مسلط شویم؟ مواد فلزی استاندارد ISO به 6 گروه نوع مختلف تقسیم می شوند که هر نوع از نظر ماشین کاری دارای ویژگی های منحصر به فردی است که در این مقاله به طور جداگانه آنها را خلاصه می کنیم.
مواد فلزی به 6 دسته تقسیم می شوند:
(1) فولاد P
(2) M-فولاد ضد زنگ
(3) چدن K
(4) N-فلزات غیر آهنی
(5) آلیاژ مقاوم در برابر حرارت S
(6) فولاد سخت شده با H
تصویر
↑↑ویژگی های برش مواد مختلف↑↑
01-فولاد P
فولاد چیست؟
- فولاد بزرگترین گروه مواد در برش فلز است.
- فولاد را می توان فولاد سخت نشده یا فولاد کوئنچ و تمپر شده (سختی تا 400HB) باشد.
- فولاد آلیاژی است که عنصر آهن (Fe) جزء اصلی آن است. از طریق فرآیند ذوب تولید می شود.
- محتوای کربن فولاد غیر آلیاژی کمتر از 0.8٪ است، فقط Fe و هیچ عنصر آلیاژی دیگری وجود ندارد.
- میزان کربن فولاد آلیاژی کمتر از 1.7 درصد است و عناصر آلیاژی مانند Ni، Cr، Mo، V، W و ... به آن اضافه می شود.
تصویر
زمینه های کاربرد: در محدوده برش فلز، گروه P بزرگترین گروه مواد است، زیرا چندین منطقه صنعتی مختلف را پوشش می دهد.
مواد معمولاً موادی با تراشه بلند هستند که تراشه های پیوسته و نسبتاً یکنواختی را تشکیل می دهند. الگوی تراشه خاص معمولاً به محتوای کربن بستگی دارد.
– محتوای کم کربن=مواد سخت و چسبنده.
– محتوای کربن بالا=مواد شکننده.
ویژگی های پردازش:
- مواد با تراشه بلند.
- کنترل تراشه نسبتا آسان و روان است.
- فولاد ملایم چسبنده است و نیاز به لبه برش تیز دارد.
- نیروی برش واحد kc: 1500 ~ 3100 نیوتن بر میلی متر مربع
- نیروی برش و توان مورد نیاز برای پردازش مواد ISO P در محدوده محدودی قرار دارد.
تصویر
02-فولاد ضد زنگ M
فولاد ضد زنگ چیست؟
- فولاد ضد زنگ یک ماده آلیاژی با حداقل 11٪ تا 12٪ کروم است.
- محتوای کربن معمولاً بسیار کم است (حداکثر 0.01٪).
- آلیاژهای اصلی Ni (نیکل)، Mo (مولیبدن) و Ti (تیتانیوم) هستند.
- یک لایه متراکم از Cr2O3 بر روی سطح فولاد تشکیل می دهد و آن را در برابر خوردگی مقاوم می کند.
تصویر
زمینه های کاربرد: در گروه M بیشترین کاربردها مربوط به نفت و گاز، اتصالات لوله، فلنج، صنایع فرآیندی و صنعت داروسازی است.
شکل تراشه: این ماده تراشه های نامنظم و پوسته پوسته ای را تشکیل می دهد که نیروی برشی بالاتری نسبت به فولاد معمولی ایجاد می کند. انواع مختلفی از فولاد ضد زنگ وجود دارد. عملکرد شکستن تراشه (از آسان تا تقریبا غیرممکن) بسته به خواص آلیاژ و عملیات حرارتی متفاوت است.
ویژگی های پردازش:
- مواد با تراشه بلند.
- کنترل تراشه در فریت نسبتا صاف و در آستنیت و دوبلکس دشوارتر است.
- نیروی برش واحد: 1800 تا 2850 نیوتن بر میلی متر مربع
- نیروهای برش بالا، لبه ساخته شده، گرما و سخت شدن کار در حین ماشینکاری.
تصویر
03-ک چدن
چدن چیست؟
- 3 نوع اصلی چدن وجود دارد: چدن خاکستری (GCI)، چدن داکتیل (NCI) و چدن گرافیت فشرده (CGI).
- چدن عمدتاً از Fe-C تشکیل شده است و محتوای سیلیکون نسبتاً بالایی دارد (1٪ ~ 3٪).
- محتوای کربن بیش از 2 درصد است که حداکثر حلالیت C در فاز آستنیت است.
- کروم (کروم)، مو (مولیبدن) و V (وانادیم) برای تشکیل کاربیدها اضافه می شود که باعث افزایش استحکام و سختی می شود اما ماشین کاری را کاهش می دهد.
تصویر
زمینه های کاربردی: گروه K عمدتاً در صنایع قطعات خودرو، ماشین سازی و صنایع آهن سازی استفاده می شود.
شکل تراشه: مواد از نظر شکل تراشه متفاوت هستند، از چیپس های تقریبا پودری تا چیپس های بلند. توان مورد نیاز برای پردازش این گروه مواد معمولا کم است.
*نکته: بین چدن خاکستری (معمولا براده ها تقریبا پودری هستند) و چدن داکتیل تفاوت زیادی وجود دارد، شکستن تراشه دومی اغلب شبیه فولاد است.
ویژگی های پردازش:
- مواد تراشه کوتاه
- کنترل خوب تراشه در تمام شرایط عملیاتی.
- نیروی برش واحد: 790 ~ 1350 نیوتن بر میلی متر مربع
- ماشینکاری در سرعت های بالاتر سایش ساینده ایجاد می کند.
- نیروی برش متوسط
تصویر
04-N فلزات غیر آهنی
مواد فلزی غیر آهنی چیست؟
- این دسته شامل فلزات غیر آهنی، فلزات نرم با سختی زیر 130 HB می شود.
- آلیاژهای فلزات غیرآهنی (Al) حاوی نزدیک به 22 درصد سیلیکون (Si) بیشترین قسمت را تشکیل می دهند.
- مس، برنز، برنج.
تصویر
زمینه های کاربردی: تولید هواپیما و تولید کنندگان چرخ های آلیاژ آلومینیومی خودرو جایگاه اصلی را در گروه N اشغال می کنند.
اگرچه توان مورد نیاز در هر اینچ مکعب کم است، اما برای به دست آوردن نرخ های حذف فلز بالا، هنوز باید حداکثر توان مورد نیاز را محاسبه کرد.
ویژگی های پردازش:
- مواد با تراشه بلند.
- در مورد آلیاژها، کنترل تراشه نسبتا آسان است.
- فلزات غیرآهنی (Al) چسبنده هستند و نیاز به استفاده از لبه های برش تیز دارند.
- نیروی برش واحد: 350 ~ 700 نیوتن بر میلی متر مربع
- نیروی برش و توان مورد نیاز برای پردازش مواد ISO N در محدوده محدودی قرار دارد.
تصویر
05-آلیاژ مقاوم در برابر حرارت
آلیاژ مقاوم در برابر حرارت چیست؟
- آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت (HRSA) شامل بسیاری از مواد با آلیاژ آهن، نیکل، کبالت یا تیتانیوم هستند.
گروه: بر پایه آهن، بر پایه نیکل، بر پایه کبالت
شرایط کار: بازپخت، عملیات حرارتی محلول، عملیات پیری، نورد، آهنگری، ریخته گری.
خواص: محتوای آلیاژ بالاتر (کبالت نسبت به نیکل) مقاومت حرارتی بهتر، استحکام کششی بالاتر و مقاومت در برابر خوردگی بالاتر را تضمین می کند.
تصویر
زمینه های کاربرد: مواد گروه S که پردازش آنها دشوار است عمدتاً در صنایع هوافضا، توربین گاز و ژنراتور استفاده می شود.
محدوده وسیع است، اما معمولاً نیروهای برشی بالا وجود دارد.
ویژگی های پردازش:
- مواد با تراشه بلند.
- مشکل در کنترل تراشه (تراشه های دندانه دار).
- زاویه چنگک منفی برای سرامیک و زاویه چنگک مثبت برای کاربید لازم است.
- نیروی برش واحد:
برای آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت: 2400 تا 3100 نیوتن بر میلی متر مربع
برای آلیاژ تیتانیوم: 1300 تا 1400 نیوتن بر میلی متر مربع
- نیاز به نیروی برش و قدرت بالایی دارد.
تصویر
06-فولاد سخت شده H
فولاد سخت شده چیست؟
- از منظر ماشینکاری، فولادهای سخت شده کوچکترین گروه بندی هستند.
- This group includes quenched and tempered steels with hardness >45 ~ 65 HRC.
- به طور کلی، محدوده سختی قطعات سخت در حال چرخش به طور کلی بین 55 تا 68 HRC است.
تصویر
زمینه های کاربرد: فولادهای سخت شده گروه H در صنایع مختلفی مانند صنعت خودروسازی و پیمانکاران فرعی آن و همچنین ماشین سازی و تجارت قالب استفاده می شوند.
شکل تراشه: معمولاً تراشه های پیوسته و داغ. این دمای بالا به کاهش مقادیر kc1 کمک می کند، که برای کمک به حل چالش های برنامه مهم است.
ویژگی های پردازش:
- مواد با تراشه بلند.
- کنترل تراشه نسبتا خوب.
- نیاز به زاویه چنگک منفی دارد.
- نیروی برش واحد: 2550 ~ 4870 نیوتن بر میلی متر مربع
- نیاز به نیروی برش و قدرت بالایی دارد.
