Bei der Metallzerspanung gibt es verschiedene Arten von Werkstoffen. Diese Werkstoffe haben unterschiedliche Schnittbildungs- und Abtragseigenschaften, und es ist wichtig, diese Eigenschaften zu verstehen, um die Werkstoffe effektiv zu schneiden.
Nach der ISO-Norm werden metallische Werkstoffe in sechs Gruppen eingeteilt, von denen jede ihre eigenen spezifischen Verarbeitungseigenschaften hat. In diesem Artikel geben wir einen umfassenden Überblick über jede Gruppe.
Die sechs Kategorien von metallischen Werkstoffen sind:
(1) P-Stahl
(2) M-Edelstahl
(3) K-Gusseisen
(4) N-Nicht-Eisen-Metalle
(5) Wärmebeständige Legierung S
(6) H-gehärteter Stahl
Schneideigenschaften verschiedener Materialien
Was ist Stahl?
Stahl ist ein weit verbreiteter Werkstoff in der spanabhebenden Industrie. Er ist eine Legierung, die hauptsächlich aus Eisen (Fe) besteht und durch ein Schmelzverfahren hergestellt wird. Stahl kann entweder ungehärtet oder durch einen Vergütungsprozess gehärtet werden, was zu einem Härtegrad von bis zu 400HB führt.
Unlegierter Stahl hat einen niedrigen Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,8% und enthält außer Eisen keine weiteren Legierungselemente. Auf der anderen Seite, legierter Stahl enthält einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 1,7% und zusätzliche Legierungselemente wie Nickel (Ni), Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Vanadium (V) und Wolfram (W) zur Verbesserung seiner Eigenschaften.
| ISO | MC | Material |
|---|---|---|
| P | P1 | Unlegierter Stahl |
| P2 | Niedrig legierter Stahl (Legierungselement ≤ 5%) | |
| P3 | Hochlegierter Stahl (Legierungselement > 5%) | |
| P4 | Stahlguss |
Im Bereich der Metallzerspanung ist die P-Gruppe die größte Werkstoffgruppe, die ein breites Spektrum industrieller Anwendungen umfasst. Die Werkstoffe dieser Gruppe zeichnen sich in der Regel durch die Bildung langer Späne und die Fähigkeit zur Erzeugung kontinuierlicher, gleichmäßiger Späne aus. Die spezifische Spanform hängt weitgehend vom Kohlenstoffgehalt des Werkstoffs ab.
Materialien mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt sind in der Regel zäh und zähflüssig, während Materialien mit einem hohen Kohlenstoffgehalt spröde sind.
Verarbeitungseigenschaften:
Was ist rostfreier Stahl?
| ISO | MC | Material |
|---|---|---|
| M | P5 | Ferritischer/martensitischer rostfreier Stahl |
| M1 | Austenitischer rostfreier Stahl | |
| M2 | Superaustenitischer rostfreier Stahl, Ni≥20% | |
| M3 | Duplex-Edelstahl (austenitisch/ferritisch) |
Die Werkstoffe der Gruppe M finden breite Anwendung in der Öl- und Gasindustrie, bei Rohrverbindungen, Flanschen, in der Pharmazie und in der verarbeitenden Industrie.
Diese Materialien neigen dazu, einen unregelmäßigen, flockigen Span zu erzeugen und haben eine höhere Schnittkraft als normaler Stahl. Es gibt verschiedene Arten von rostfreiem Stahl, und ihre Spanbruch Die Bruchfestigkeit (die von leicht bis fast unmöglich reichen kann) hängt von den Eigenschaften der Legierung und der Wärmebehandlung ab.
Verarbeitungseigenschaften:
Was ist Gusseisen?
| ISO | MC | Material |
|---|---|---|
| K | K1 | Verformbares Gusseisen |
| K2 | Graues Gusseisen | |
| K3 | Sphäroguss | |
| K4 | Gusseisen mit Vermiculargraphit | |
| K5 | Austempered ductile iron |
Die Werkstoffe der Gruppe K werden hauptsächlich in der Automobilindustrie, im Maschinenbau und in der Eisenindustrie verwendet.
Die Spanbildung dieser Materialien kann von feinen pulverförmigen Spänen bis hin zu langen Spänen reichen. Die für die Bearbeitung dieser Gruppe von Werkstoffen erforderliche Leistung ist in der Regel gering. Es ist wichtig zu beachten, dass sich Grauguss, bei dem in der Regel feine, pulverförmige Späne anfallen, deutlich von duktilem Gusseisen unterscheidet, das in Bezug auf die Spanbildung oft Stahl ähnelt.
Verarbeitungseigenschaften:
Was sind Nichteisenmetalle?
| ISO | MC | Material |
|---|---|---|
| N | N1 | Legierung auf Basis von Nichteisenmetallen |
| N2 | Legierung auf Magnesiumbasis | |
| N3 | Legierung auf Kupferbasis | |
| N4 | Legierung auf Zinkbasis |
Weiterführende Lektüre: Eisenhaltige Metalle vs. Nichteisenmetalle
In der Gruppe N dominieren der Flugzeugbau und die Räderindustrie aus Aluminiumlegierungen.
Obwohl die pro Kubikmillimeter benötigte Leistung gering ist, ist es wichtig, die maximal benötigte Leistung genau zu berechnen, um hohe Abtragsraten zu erzielen.
Verarbeitungseigenschaften:
Was ist eine hitzebeständige Legierung?
Hitzebeständige Legierungen (HRSA) bestehen aus einer Reihe von hochlegierten Werkstoffen auf der Basis von Eisen, Nickel, Kobalt oder Titan.
Diese Materialien werden in drei Gruppen eingeteilt: auf Eisen-, Nickel- und Kobaltbasis. Sie werden unter folgenden Arbeitsbedingungen verwendet GlühenLösungsglühen, Alterungsbehandlung, Walzen, Schmieden und Gießen.
HRSA-Werkstoffe zeichnen sich durch ihren hohen Legierungsgehalt aus, wobei Kobalt eine bessere Hitzebeständigkeit und eine höhere Zugfestigkeit als Nickel aufweist. Außerdem führt ein höherer Kobaltgehalt auch zu einer besseren Korrosionsbeständigkeit.
| ISO | MC | Material |
|---|---|---|
| N | S1 | Eisenbasislegierung |
| S2 | Nickel-Basis-Legierung | |
| S3 | Legierung auf Kobaltbasis | |
| S4 | Legierung auf Titanbasis | |
| S5 | Wolfram-Basis-Legierung | |
| S6 | Molybdän-Basislegierung |
Schwer zu bearbeitende Werkstoffe, die gemeinhin als S-Materialien bezeichnet werden, werden vor allem in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, Gasturbinen und Generatoren verwendet. Diese Materialien haben ein breites Anwendungsspektrum, erfordern aber in der Regel eine hohe Schneidkraft.
Verarbeitungseigenschaften:
Was ist gehärteter Stahl?
| ISO | MC | Material |
|---|---|---|
| H | H1 | Stahl (45-65HRC) |
| H2 | Gekühltes Gusseisen | |
| H3 | Wolfram-Chrom-Kobalt-Legierung | |
| H4 | Ferro-TiC |
Gehärteter Stahl der Gruppe H wird in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt, unter anderem in der Automobilindustrie, im Maschinenbau und im Formenbau. Während des Zerspanungsprozesses erzeugt der Stahl aufgrund der hohen Temperaturen in der Regel kontinuierlich glühende Späne. Diese hohe Temperatur trägt zur Senkung des kc1-Werts bei und ist für die Bewältigung von Anwendungsproblemen unerlässlich.
Verarbeitungseigenschaften:
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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