鋼、不鏽鋼、鑄鐵、耐熱合金切削加工各有什麽不同

在金屬切削加工中，會有不同的工件（jiàn）材（cái）料，不同的材料其切削形成與去除特性各不相同，我們怎麽來掌握（wò）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麵都具有獨（dú）特的特性，本文將分別（bié）對它們進（jìn）行總結。

金屬材料分為6大類：

（1）P-鋼

（2）M-不鏽鋼

（3）K-鑄鐵

（4）N-有（yǒu）色金屬

（5）S-耐熱合金

（6）H-淬硬鋼

01-P鋼

什麽（me）是鋼？

- 鋼是金屬切削（xuē）領域中最大的材料組。

- 鋼可以是非淬硬鋼或調質鋼（硬度達（dá）400HB）。

- 鋼是一種以鐵（Fe）元素為主要成分的合金。它通過熔煉過程製造而成。

- 非合（hé）金鋼（gāng）的（de）碳含（hán）量低於0.8%，隻有Fe而沒（méi）有其他合金元素。

- 合金鋼（gāng）的碳含（hán）量（liàng）低於1.7%，加入（rù）了合金元素，如Ni、Cr、Mo、V、W等。

在金屬切削範圍內，P組是最大的材料組（zǔ），因為它涵蓋了幾個不同的工業領域（yù）。

材（cái）料通常為長切（qiē）屑材料，能夠形成連續、相對均勻的切屑。具體的切屑形式通常（cháng）取決於碳含（hán）量（liàng）。

– 含碳量低 = 堅韌的粘性材料。

– 含碳量高（gāo） = 脆性材料。

加工特性：

- 長切屑材料。

- 切屑控製相對容易（yì）、平穩。

- 低碳鋼有（yǒu）粘性（xìng），需要鋒利（lì）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，都在有限值範圍內。

02-M不鏽鋼

什麽（me）是不鏽鋼？

- 不鏽鋼是（shì）帶有最少11%~12%鉻的合金材料。

- 碳含量（liàng）通常很低 （低至最大（dà）0.01%）。

- 合金主要是（shì）Ni （鎳）、Mo （鉬）和Ti （鈦）。

- 在鋼表麵（miàn）形成一層致密的（de）Cr2O3，使其耐腐蝕。

在M組中（zhōng），大部（bù）分應用都屬於石（shí）油和天然氣、管件、法蘭、加工行業以（yǐ）及製藥行業。

材料形成不規則的薄片狀切屑，與（yǔ）普通鋼材（cái）相比，其（qí）切削力更高。不鏽（xiù）鋼有許多種（zhǒng）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。

加工特性（xìng）：

- 長切屑材料。

- 切屑控製（zhì）在鐵素體中相對平順， 在奧氏體和雙相中較（jiào）困難。

- 單位切削（xuē）力：1800~2850 N/mm²。

- 加工時產生高切削力、積屑（xiè）瘤、熱（rè）量（liàng）和加工硬化。

03-K鑄鐵

什麽是鑄鐵？

- 鑄鐵有3種主要類型：灰口鑄鐵（GCI）、球墨鑄鐵（tiě）（NCI）和蠕墨鑄鐵（CGI）。

- 鑄鐵以Fe-C為主成（chéng）分，帶相對高（gāo）的矽含量（1%~3%）。

- 碳含量超過2%，這是C在（zài）奧氏體相中最大的溶解（jiě）度。

- Cr (鉻)、Mo（鉬）和V（釩）加入形成碳化物，增加了強度和硬（yìng）度，但降低了機械加工（gōng）性（xìng）。

K組主要應用在汽車部件、機器製造業和煉鐵業。

材料的切（qiē）屑成形有所不同，從近似粉末狀的（de）切屑到長切屑。加工該材料組所需（xū）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（zhī）間（jiān）差（chà）別很大（dà），後者的斷屑許多時候比較類似（sì）於鋼。

加工特性：

- 短切屑材料。

- 在所有工（gōng）況下（xià）都具有良（liáng）好的切屑控製。

- 單位切削力（lì）：790~1350 N/mm²。

- 以較高速度加工（gōng）會產生磨料（liào）磨損。

- 中等切削力。

04-N有色金屬（shǔ）

什麽是有色金屬材料？

- 這一類包含有色金屬、硬度低於130HB的軟金屬。

- 含近22%矽 （Si） 的有色金屬 （Al）合金組成其中最大的部（bù）分。

- 銅、青銅、黃（huáng）銅。

飛機製造（zào）業和鋁（lǚ）合（hé）金汽車車輪製造商在N組占主要地位。

雖然每mm³（立方英寸） 需要的功率低，但為（wéi）獲得（dé）高金屬去除率，仍需要計算所需的最大功率。

加工特性：

- 長切屑材料。

- 如果是合金，則切（qiē）屑控製相（xiàng）對容易。

- 有色金屬 （Al）具有粘性，需（xū）要使用鋒利的切削刃。

- 單位切削（xuē）力：350~700 N/mm²。

- 加工ISO N材料需要的切削力及功率，都在有（yǒu）限值範圍（wéi）內。

05-S耐熱合金

什麽是耐（nài）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（niè）基（jī）、鈷基。

工況：退火，固溶熱處理，時效處（chù）理，輥軋（zhá），鍛造，鑄造。

特性：

- 更高（gāo）的合金含量（liàng）（鈷高於鎳）可確保更好的耐熱性、更高的抗拉強度和更（gèng）高的耐腐蝕性。

加工（gōng）困難的S組材料主要應用在航（háng）空航天、燃氣輪（lún）機和發電機行業（yè）。

範圍（wéi）較（jiào）寬（kuān），但（dàn）通常會存在（zài）高切（qiē）削力。

加工特性：

- 長切屑材（cái）料（liào）。

- 切屑控製（zhì）困難（鋸齒狀切屑）。

- 對於陶瓷需要使用負前角，對於硬質合金需要使用正前角。

- 單位切削力：

06-H淬硬鋼

什麽是淬（cuì）硬鋼？

- 從加工的（de）角度看，淬硬鋼是最小的一個分組。

- 該分組包含硬度（dù）>45~65HRC的調質（zhì）鋼。

- 通常，被車削的硬零件的硬度範圍一般在55~68HRC之間。

H組中的淬硬（yìng）鋼應用在各種（zhǒng）行業，如汽車行（háng）業及其分包商，以及機器製造業和模具業務。

通常是連續的、紅光熾熱的切屑。這種高溫有助於降低kc1值，對於幫助解決應用難題很重要。

加工特性：

- 長切屑材料。

- 相（xiàng）對好的切屑控製。

- 要求負（fù）前角。

- 單位切削力：2550~4870 N/mm²。

- 需要的切削力（lì）和功率很高。