在金屬切削加工中,，會有不同的工件材料,，不同的材料其切削形成與去除特性各不相同,，我們怎么來掌握不同材料的特性呢,？ISO標準金屬材料分為6種不同的類型組,，每種類型在可加工性方面都具有獨特的特性,，本文將分別對它們進行總結。
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金屬材料分為6大類：
1）P-鋼
2）M-不銹鋼
3）K-鑄鐵
4）N-有色金屬
5）S-耐熱合金
6）H-淬硬鋼
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不同材料的切削特性
01-P鋼
什么是鋼,？
- 鋼是金屬切削領域中最大的材料組,。
- 鋼可以是非淬硬鋼或調(diào)質(zhì)鋼 (硬度達400HB)。
- 鋼是一種以鐵 (Fe) 元素為主要成分的合金。它通過熔煉過程制造而成,。
- 非合金鋼的碳含量低于0.8%,，只有Fe而沒有其他合金元素。
- 合金鋼的碳含量低于1.7%,，加入了合金元素,，如Ni、Cr,、Mo,、V、W等,。
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在金屬切削范圍內(nèi),，P組是最大的材料組，因為它涵蓋了幾個不同的工業(yè)領域,。
材料通常為長切屑材料,，能夠形成連續(xù)、相對均勻的切屑,。具體的切屑形式通常取決于碳含量,。
– 含碳量低 = 堅韌的粘性材料。
– 含碳量高 = 脆性材料,。
加工特性：
- 長切屑材料,。
- 切屑控制相對容易、平穩(wěn),。
- 低碳鋼有粘性,，需要鋒利的切削刃。
- 單位切削力kc：1500–3100 N/mm2
- 加工ISO P材料需要的切削力及功率,，都在有限值范圍內(nèi),。
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6 E6 Z. @& D- _! X02-M不銹鋼
什么是不銹鋼？
- 不銹鋼是帶有最少11–12%鉻的合金材料,。
- 碳含量通常很低 (低至最大0.01%),。
- 合金主要是Ni (鎳)、Mo (鉬) 和Ti (鈦),。
- 在鋼表面形成一層致密的Cr2O3,，使其耐腐蝕。
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- c, N% t# T& d% B在M組中,，大部分應用都屬于石油和天然氣,、管件、法蘭,、加工行業(yè)以及制藥行業(yè),。
材料形成不規(guī)則的薄片狀切屑，與普通鋼材相比,，其切削力更高,。不銹鋼有許多種不同的類型。斷屑性能 (從容易到幾乎無法斷屑) 因合金特性和熱處理的不同而不同,。
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加工特性：
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- 長切屑材料,。
- 切屑控制在鐵素體中相對平順， 在奧氏體和雙相中較困難,。
- 單位切削力：1800-2850 N/mm2
- 加工時產(chǎn)生高切削力,、積屑瘤、熱量和加工硬化,。
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03-K鑄鐵
什么是鑄鐵,？
- 鑄鐵有3種主要類型：灰口鑄鐵 (GCI)、球墨鑄鐵 (NCI) 和蠕墨鑄鐵 (CGI),。
- 鑄鐵以Fe-C為主成分,，帶相對高的硅含量 (1–3%)。
- 碳含量超過2%,，這是C在奧氏體相中最大的溶解度,。
- Cr (鉻)、Mo (鉬) 和V (釩) 加入形成碳化物,，增加了強度和硬度,，但降低了機械加工性。
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K組主要應用在汽車部件,、機器制造業(yè)和煉鐵業(yè),。
材料的切屑成形有所不同，從近似粉末狀的切屑到長切屑,。加工該材料組所需的功率通常較小,。
注意，灰口鑄鐵 (通常切屑近似粉末狀) 與球墨鑄鐵之間差別很大,，后者的斷屑許多時候比較類似于鋼,。
加工特性：
- 短切屑材料。
- 在所有工況下都具有良好的切屑控制,。
- 單位切削力：790-1350 N/mm2
- 以較高速度加工會產(chǎn)生磨料磨損,。
- 中等切削力。
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04-N有色金屬
什么是有色金屬材料,？
- 這一類包含有色金屬,、硬度低于130 HB的軟金屬。
- 含金22%硅 (Si) 的有色金屬 (Al) 合金組成其中最大的部分,。
- 銅,、青銅、黃銅。
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% d8 a* k. S( ^1 S2 s4 u7 U飛機制造業(yè)和鋁合金汽車車輪制造商在N組占主要地位,。
雖然每mm3 (立方英寸) 需要的功率低,，但為獲得高金屬去除率，仍需要計算所需的最大功率,。
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加工特性：* u$ I* n0 ]' V& m5 ~1 @9 L6 J
- 長切屑材料,。
- 如果是合金，則切屑控制相對容易,。
- 有色金屬 (Al) 具有粘性,，需要使用鋒利的切削刃。
- 單位切削力：350-700 N/mm2
- 加工ISO N材料需要的切削力及功率,，都在有限值范圍內(nèi),。
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05-S耐熱合金
什么是耐熱合金？
- 耐熱合金 (HRSA) 包括許多高合金鐵,、鎳,、鈷或鈦基材料。
組：鐵基,、鎳基,、鈷基
工況：退火，固溶熱處理,，時效處理,，輥軋，鍛造,，鑄造,。
特性：
- 更高的合金含量 (鈷高于鎳) 可確保更好的耐熱性、更高的抗拉強度和更高的耐腐蝕性,。
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G2 n3 N) X7 v. z) i加工困難的S組材料主要應用在航空航天,、燃氣輪機和發(fā)電機行業(yè)。
范圍較寬,，但通常會存在高切削力,。
加工特性：
- 長切屑材料。
- 切屑控制困難 (鋸齒狀切屑),。
- 對于陶瓷需要使用負前角,，對于硬質(zhì)合金需要使用正前角。
- 單位切削力：
對于耐熱合金：2400–3100 N/mm2
對于鈦合金：1300-1400 N/mm2
- 需要的切削力和功率很高,。
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06-H淬硬鋼
什么是淬硬鋼,？
- 從加工的角度看，淬硬鋼是最小的一個分組,。
- 該分組包含硬度>45–65 HRC的調(diào)質(zhì)鋼,。
- 通常,，被車削的硬零件的硬度范圍一般在55–68 HRC之間。
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H組中的淬硬鋼應用在各種行業(yè),，如汽車行業(yè)及其分包商,，以及機器制造業(yè)和模具業(yè)務。
通常是連續(xù)的,、紅光熾熱的切屑,。這種高溫有助于降低kc1值,，對于幫助解決應用難題很重要,。
加工特性：
- 長切屑材料。
- 相對好的切屑控制,。
- 要求負前角,。
- 單位切削力：2550-4870 N/mm2
- 需要的切削力和功率很高。
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