בעיבוד חיתוך מתכת, יהיו חומרי עבודה שונים, חומרים שונים מאפייני החיתוך וההסרה שלו שונים, איך נשלוט במאפיינים של חומרים שונים?חומרי מתכת בתקן ISO מחולקים ל-6 קבוצות סוגים שונות, שלכל אחת מהן תכונות ייחודיות מבחינת יכולת העיבוד והן יסוכמו בנפרד במאמר זה.
חומרי מתכת מחולקים ל-6 קטגוריות:
(1) פלדה P
(2) נירוסטה M
(3) ברזל יצוק K
(4) N- מתכת לא ברזלית
(5) S- סגסוגת עמידה בחום
(6) פלדה מוקשה H
מהי פלדה?
- פלדה היא קבוצת החומרים הגדולה ביותר בתחום חיתוך המתכות.
- פלדה יכולה להיות פלדה לא מוקשה או מחוסמת (קשיות עד 400HB).
- פלדה היא סגסוגת עם ברזל (Fe) כמרכיב העיקרי שלה.זה נעשה בתהליך ההתכה.
- לפלדה לא סגסוגת יש תכולת פחמן של פחות מ-0.8%, רק Fe וללא אלמנטים מתגזרים אחרים.
- תכולת הפחמן של פלדת סגסוגת היא פחות מ-1.7%, ונוספים אלמנטים סגסוגים, כגון Ni, Cr, Mo, V, W וכו'.
- תכולת פחמן נמוכה = חומר צמיג קשוח.
- תכולת פחמן גבוהה = חומר שביר.
מאפייני עיבוד:
- חומר שבב ארוך.
- שליטה בשבבים קלה וחלקה יחסית.
- פלדה עדינה דביקה ודורשת חוד חיתוך חד.
- כוח חיתוך יחידה kc: 1500~3100 N/mm².
- כוח החיתוך והכוח הנדרשים לעיבוד חומרי ISO P נמצאים בטווח מוגבל של ערכים.
מה זה נירוסטה?
- נירוסטה היא חומר סגסוגת עם לפחות 11% ~ 12% כרום.
- תכולת הפחמן בדרך כלל נמוכה מאוד (נמוכה עד 0.01% מקסימום).
- הסגסוגות הן בעיקר Ni (ניקל), Mo (מוליבדן) ו-Ti (טיטניום).
- יוצר שכבה צפופה של Cr2O3 על פני הפלדה, מה שהופך אותה לעמידה בפני קורוזיה.
בקבוצה M, רוב היישומים הם בתעשיות הנפט והגז, אביזרי צינורות, אוגנים, עיבוד ותרופות.
החומר יוצר שבבים לא סדירים ומתקלפים ובעל כוח חיתוך גבוה יותר מאשר פלדה רגילה.ישנם סוגים רבים ושונים של נירוסטה.ביצועי שבירת שבבים (מקל לכמעט בלתי אפשרי לשבור שבבים) משתנים בהתאם למאפייני הסגסוגת ולטיפול בחום.
מאפייני עיבוד:
- חומר שבב ארוך.
בקרת השבבים חלקה יחסית בפריט וקשה יותר באוסטניט ובבי-פאזה.
- כוח חיתוך יחידה: 1800~2850 N/mm².
- כוח חיתוך גבוה, הצטברות שבבים, חום והתקשות עבודה במהלך העיבוד.
מהו ברזל יצוק?
ישנם שלושה סוגים עיקריים של ברזל יצוק: ברזל יצוק אפור (GCI), ברזל יצוק נודולרי (NCI) וברזל יצוק ורמיקולרי (CGI).
- ברזל יצוק מורכב בעיקר מ-Fe-C, בעל תכולת סיליקון גבוהה יחסית (1%~3%).
- תכולת פחמן של יותר מ-2%, שהיא המסיסות הגדולה ביותר של C בשלב האוסטניט.
- Cr (כרום), Mo (מוליבדן) ו-V (ונדיום) מתווספים ליצירת קרבידים, מגבירים חוזק וקשיות אך מפחיתים את יכולת העיבוד.
קבוצה K משמשת בעיקר בחלקי רכב, ייצור מכונות וייצור ברזל.
היווצרות השבב של החומר משתנה, מצ'יפס כמעט אבקתי ועד שבבים ארוכים.הכוח הנדרש לעיבוד קבוצת חומרים זו הוא בדרך כלל קטן.
שימו לב שיש הבדל גדול בין ברזל יצוק אפור (שבדרך כלל יש בו שבבים שהם בקירוב אבקה) לבין ברזל יצוק רקיע, ששבירת השבב שלו דומה במקרים רבים יותר לפלדה.
מאפייני עיבוד:
- חומר שבב קצר.
- בקרת שבבים טובה בכל תנאי ההפעלה.
- כוח חיתוך יחידה: 790~1350 N/mm².
- בלאי שוחק מתרחש בעת עיבוד במהירויות גבוהות יותר.
- כוח חיתוך בינוני.
מהם חומרים לא ברזליים?
- קטגוריה זו מכילה מתכות לא ברזליות, מתכות רכות בעלות קשיות של פחות מ-130HB.
סגסוגות מתכת לא ברזליות (Al) עם כמעט 22% סיליקון (Si) מהוות את החלק הגדול ביותר.
- נחושת, ברונזה, פליז.
יצרני מטוסים ויצרני גלגלי מכוניות מסגסוגת אלומיניום שולטים בקבוצה N.
למרות שההספק הנדרש למ"מ³ (אינץ' מעוקב) נמוך, עדיין יש צורך לחשב את ההספק המרבי הנדרש כדי להשיג קצב הסרת מתכות גבוה.
מאפייני עיבוד:
- חומר שבב ארוך.
- אם זה סגסוגת, בקרת שבבים קלה יחסית.
- מתכות לא ברזליות (Al) הן דביקות ודורשות שימוש בקצוות חיתוך חדים.
- כוח חיתוך יחידה: 350~700 N/mm².
- כוח החיתוך והכוח הנדרשים לעיבוד חומרים ISO N נמצאים בטווח מוגבל של ערכים.
מהי סגסוגת עמידה בחום?
סגסוגות עמידות בחום (HRSA) כוללות חומרים רבים המבוססים על ברזל, ניקל, קובלט או טיטניום בעלי סגסוג גבוה.
- קבוצה: ברזל, ניקל, קובלט.
- תנאי עבודה: חישול, טיפול בחום בתמיסה, טיפול יישון, גלגול, פרזול, יציקה.
מאפיינים:
תכולת סגסוגת גבוהה יותר (קובלט גבוהה מניקל) מבטיחה עמידות טובה יותר בחום, חוזק מתיחה גבוה יותר ועמידות גבוהה יותר בפני קורוזיה.
חומרים מקבוצת S, הקשים לעיבוד, משמשים בעיקר בתעשיות התעופה והחלל, טורבינות הגז והגנרטורים.
הטווח רחב, אך לרוב קיימים כוחות חיתוך גבוהים.
מאפייני עיבוד:
- חומר שבב ארוך.
- שליטה בשבבים קשה (שבבים תקועים).
- נדרשת זווית קדמית שלילית עבור קרמיקה וזווית קדמית חיובית נדרשת עבור קרביד צמנט.
- כוח חיתוך יחידה:
לסגסוגות עמידות בחום: 2400~3100 N/mm².
עבור סגסוגת טיטניום: 1300~1400 N/mm².
- נדרש כוח חיתוך וכוח גבוהים.
מהי פלדה מוקשה?
- מנקודת מבט של עיבוד, פלדה מוקשה היא אחת מתתי הקבוצות הקטנות ביותר.
- קבוצה זו מכילה פלדות מחוסמות עם קשיות >45 עד 65HRC.
- באופן כללי, טווח הקשיות של החלקים הקשים המופיעים הוא בדרך כלל בין 55 ל-68HRC.
הפלדות המוקשות בקבוצה H משמשות במגוון תעשיות, כגון תעשיית הרכב וקבלני המשנה שלה, וכן בפעולות בניית מכונות ותבניות.
בדרך כלל צ'יפס רציף ואדום לוהט.טמפרטורה גבוהה זו עוזרת להפחית את ערך kc1, שחשוב לעזור בפתרון אתגרי היישום.
מאפייני עיבוד:
- חומר שבב ארוך.
- בקרת שבבים טובה יחסית.
- דרוש זווית קדמית שלילית.
- כוח חיתוך יחידה: 2550~4870 N/mm².
- נדרש כוח חיתוך וכוח גבוהים.
זמן פרסום: 24 ביולי 2023