في معالجة قطع المعادن، ستكون هناك مواد شغل مختلفة، ومواد مختلفة تختلف خصائص تشكيل القطع وإزالتها، فكيف نتقن خصائص المواد المختلفة؟تنقسم المواد المعدنية القياسية ISO إلى 6 مجموعات أنواع مختلفة، لكل منها خصائص فريدة من حيث قابلية التصنيع وسيتم تلخيصها بشكل منفصل في هذه المقالة.
تنقسم المواد المعدنية إلى 6 فئات:
(1) ف الصلب
(2) م-الفولاذ المقاوم للصدأ
(3) حديد الزهر K
(4) ن- المعادن غير الحديدية
(5) S- سبيكة مقاومة للحرارة
(6) الفولاذ المقسى على شكل حرف H
ما هو الفولاذ؟
- الصلب هو أكبر مجموعة مواد في مجال قطع المعادن.
- يمكن أن يكون الفولاذ غير مقسّى أو من الفولاذ المقسى (صلابة تصل إلى 400HB).
- الصلب عبارة عن سبيكة بها الحديد (Fe) كمكون رئيسي لها.يتم تصنيعه من خلال عملية الصهر.
- يحتوي الفولاذ غير المخلوط على نسبة كربون أقل من 0.8%، ولا يحتوي إلا على الحديد ولا يحتوي على عناصر صناعة السبائك الأخرى.
- محتوى الكربون في سبائك الفولاذ أقل من 1.7%، ويتم إضافة عناصر صناعة السبائك، مثل Ni، Cr، Mo، V، W، إلخ.
- محتوى منخفض الكربون = مادة لزجة صعبة.
- نسبة عالية من الكربون = مادة هشة.
خصائص المعالجة:
- مادة شريحة طويلة.
- التحكم في الرقاقة سهل وسلس نسبيًا.
- الفولاذ الطري لزج ويتطلب حافة قطع حادة.
- وحدة قوة القطع kc: 1500~3100 نيوتن/مم².
- قوة القطع والطاقة المطلوبة لمعالجة مواد ISO P تقع ضمن نطاق محدود من القيم.
ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ؟
- الفولاذ المقاوم للصدأ عبارة عن مادة سبيكة تحتوي على ما لا يقل عن 11% إلى 12% من الكروم.
- محتوى الكربون عادة ما يكون منخفضًا جدًا (يصل إلى 0.01% كحد أقصى).
- السبائك هي بشكل رئيسي Ni (النيكل)، Mo (الموليبدينوم) وTi (التيتانيوم).
- يشكل طبقة كثيفة من Cr2O3 على سطح الفولاذ مما يجعله مقاوماً للتآكل.
في المجموعة M، توجد غالبية التطبيقات في صناعات النفط والغاز وتركيب الأنابيب والشفاه والمعالجة والصناعات الدوائية.
تشكل المادة رقائق غير منتظمة ومتقشرة ولها قوة قطع أعلى من الفولاذ العادي.هناك العديد من الأنواع المختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ.يختلف أداء كسر الرقائق (من السهل إلى المستحيل تقريبًا) اعتمادًا على خصائص السبائك والمعالجة الحرارية.
خصائص المعالجة:
- مادة شريحة طويلة.
يكون التحكم في الرقاقة سلسًا نسبيًا في الفريت وأكثر صعوبة في الأوستينيت وثنائي الطور.
- قوة القطع للوحدة: 1800~2850 نيوتن/مم².
- قوة القطع العالية وتراكم الرقائق والحرارة وتصلب العمل أثناء التشغيل الآلي.
ما هو الحديد الزهر؟
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الحديد الزهر: حديد الزهر الرمادي (GCI)، حديد الزهر العقدي (NCI) وحديد الزهر الدودي (CGI).
- يتكون الحديد الزهر بشكل أساسي من Fe-C، مع نسبة عالية نسبيًا من السيليكون (1%~3%).
- محتوى الكربون أكثر من 2%، وهو أكبر قابلية للذوبان في C في الطور الأوستينيت.
- تتم إضافة الكروم (الكروم)، والمو (الموليبدينوم)، والخامس (الفاناديوم) لتكوين الكربيدات، مما يزيد من القوة والصلابة ولكن يقلل من قابلية التصنيع.
تستخدم المجموعة K بشكل رئيسي في قطع غيار السيارات وتصنيع الآلات وصناعة الحديد.
يختلف تشكيل المادة من الرقائق المسحوقة تقريبًا إلى الرقائق الطويلة.عادة ما تكون الطاقة اللازمة لمعالجة هذه المجموعة المادية صغيرة.
لاحظ أن هناك فرقًا كبيرًا بين الحديد الزهر الرمادي (الذي يحتوي عادةً على رقائق مسحوقة تقريبًا) والحديد الزهر المرن، الذي يكون كسر رقائقه في كثير من الحالات مشابهًا للفولاذ.
خصائص المعالجة:
- مادة قصيرة الرقاقة.
- تحكم جيد بالرقاقة في جميع ظروف التشغيل.
- قوة القطع للوحدة: 790~1350 نيوتن/مم².
- يحدث التآكل الكاشطة عند التشغيل بسرعات أعلى.
- قوة قطع متوسطة.
ما هي المواد غير الحديدية؟
- تحتوي هذه الفئة على معادن غير حديدية، معادن ناعمة ذات صلابة أقل من 130HB.
تشكل سبائك المعادن غير الحديدية (Al) مع ما يقرب من 22٪ من السيليكون (Si) الجزء الأكبر.
- النحاس، البرونز، النحاس.
يهيمن مصنعو الطائرات ومصنعو عجلات السيارات المصنوعة من سبائك الألومنيوم على المجموعة N.
على الرغم من أن الطاقة المطلوبة لكل ملم مكعب (بوصة مكعبة) منخفضة، إلا أنه لا يزال من الضروري حساب الحد الأقصى من الطاقة المطلوبة للحصول على معدل إزالة معدني مرتفع.
خصائص المعالجة:
- مادة شريحة طويلة.
- إذا كانت سبيكة، فإن التحكم في الرقاقة يكون سهلًا نسبيًا.
- المعادن غير الحديدية (Al) لزجة وتتطلب استخدام حواف القطع الحادة.
- قوة القطع للوحدة: 350~700 نيوتن/مم².
- قوة القطع والطاقة المطلوبة لمعالجة المواد ISO N تقع ضمن نطاق محدود من القيم.
ما هي السبائك المقاومة للحرارة؟
تشتمل السبائك المقاومة للحرارة (HRSA) على العديد من سبائك الحديد أو النيكل أو الكوبالت أو المواد المعتمدة على التيتانيوم.
- المجموعة: الحديد، النيكل، الكوبالت.
- ظروف العمل: التلدين، المعالجة الحرارية بالمحلول، معالجة الشيخوخة، الدرفلة، الحدادة، الصب.
سمات:
يضمن المحتوى العالي من السبائك (الكوبالت أعلى من النيكل) مقاومة أفضل للحرارة وقوة شد أعلى ومقاومة أعلى للتآكل.
تُستخدم مواد المجموعة S، التي يصعب معالجتها، بشكل أساسي في صناعات الطيران وتوربينات الغاز والمولدات.
النطاق واسع، لكن قوى القطع العالية موجودة عادة.
خصائص المعالجة:
- مادة شريحة طويلة.
- صعوبة التحكم بالرقاقة (الرقائق الخشنة).
- مطلوب زاوية أمامية سالبة للسيراميك وزاوية أمامية موجبة للكربيد الأسمنتي.
- قوة القطع الوحدة:
للسبائك المقاومة للحرارة: 2400~3100 نيوتن/مم².
لسبائك التيتانيوم: 1300 ~ 1400 نيوتن/مم².
- قوة القطع العالية والطاقة المطلوبة.
ما هو الفولاذ المقسى؟
- من وجهة نظر المعالجة، يعد الفولاذ المقسى أحد أصغر المجموعات الفرعية.
- تحتوي هذه المجموعة على فولاذ مقسى بصلابة أكبر من 45 إلى 65HRC.
- بشكل عام، يتراوح نطاق صلابة الأجزاء الصلبة التي يتم تدويرها بشكل عام بين 55 و68HRC.
يتم استخدام الفولاذ المقسى في المجموعة H في مجموعة متنوعة من الصناعات، مثل صناعة السيارات ومقاوليها من الباطن، وكذلك في بناء الآلات وعمليات القوالب.
عادةً ما تكون رقائق البطاطس الساخنة متواصلة.تساعد درجة الحرارة المرتفعة هذه على تقليل قيمة kc1، وهو أمر مهم للمساعدة في حل تحديات التطبيق.
خصائص المعالجة:
- مادة شريحة طويلة.
- تحكم جيد نسبياً في الرقائق.
- تتطلب زاوية أمامية سلبية.
- قوة القطع للوحدة: 2550~4870 نيوتن/مم².
- قوة القطع العالية والطاقة المطلوبة.
وقت النشر: 24 يوليو 2023