Como as Diferenças de Materiais Metálicos Afetam o Desempenho de Corte

No corte de metal, haverá diferentes materiais de peça, e diferentes materiais têm diferentes características de formação e remoção de cavacos. Como compreendemos as características de diferentes materiais? Materiais metálicos padrão ISO são divididos em 6 grupos diferentes, cada um com características únicas em termos de usinabilidade. Este artigo os resumirá separadamente.

Material metálico é dividido em seis categorias principais:

• P - Aço
• M - Aço inoxidável
• K - Ferro fundido
• N - Metais não ferrosos
• S - Liga resistente ao calor
• H - Aço endurecido

1-P Aço

O que é aço?

-O aço é o maior grupo de materiais no campo de corte de metal.

-O aço pode ser aço não endurecido ou aço temperado e revenido (dureza até 400HB).

-O aço é uma liga com ferro (Fe) como componente principal. É fabricado através de processo de fusão.

-O teor de carbono de aço não ligado é inferior a 0,8%, apenas Fe e nenhum outro elemento de liga.

-O teor de carbono de aço ligado é inferior a 1,7%, e elementos de liga como Ni, Cr, Mo, V, W, etc. são adicionados.

Áreas de Aplicação:

Na faixa de corte de metal, o grupo P é o maior grupo de materiais porque cobre vários campos industriais diferentes.

O material é geralmente um material de cavaco longo, que pode formar cavacos contínuos e relativamente uniformes. A forma específica do cavaco geralmente depende do teor de carbono.

– Baixo teor de carbono = material tenaz, pegajoso.

– Alto teor de carbono = material frágil.

Características de Usinagem:

-Material de cavaco longo.

-Controle de cavaco relativamente fácil e estável.

-Aço macio é pegajoso e requer arestas de corte afiadas.

-Força de corte unitária kc: 1500–3100 N/mm²

-A força de corte e potência necessárias para processar materiais ISO P estão dentro de uma faixa limitada.

2-M Aço Inoxidável

O que é aço inoxidável?

-Aço inoxidável é um material de liga com mínimo de 11-12% de cromo.

-Teor de carbono geralmente muito baixo (tão baixo quanto 0,01% máx).

-As ligas são principalmente Ni (níquel), Mo (molibdênio) e Ti (titânio).

-Uma camada densa de Cr2O3 é formada na superfície do aço para torná-lo resistente à corrosão.

Áreas de Aplicação:

No grupo M, a maioria das aplicações pertence a petróleo e gás, conexões de tubos, flanges, indústrias de processamento e indústrias farmacêuticas.

Forma do cavaco: O material forma cavacos em flocos irregulares, que tem uma força de corte maior comparada ao aço comum. Existem muitos tipos diferentes de aço inoxidável. O desempenho de quebra de cavaco (do fácil ao quase impossível de quebrar) varia com características de liga e tratamento térmico.

Características de Usinagem:

-Material de cavaco longo.

-Controle de cavaco relativamente suave em ferrítica, mas difícil em austenítica e duplex.

-Força de corte unitária: 1800-2850 N/mm²

-Alta força de corte, acúmulo de material na aresta, calor e endurecimento por trabalho durante a usinagem.

3-K Ferro Fundido

O que é Ferro Fundido?

-Existem três tipos principais de ferro fundido: ferro fundido cinzento (GCI), ferro fundido nodular (NCI) e ferro fundido grafita compactado (CGI).

-Ferro fundido é composto principalmente de Fe-C, com teor de silício relativamente alto (1~3%).

-O teor de carbono excede 2%, que é a solubilidade máxima de C na fase austenítica.

-Cr (cromo), Mo (molibdênio) e V (vanádio) são adicionados para formar carbonetos, que aumentam resistência e dureza, mas reduzem usinabilidade.

Áreas de Aplicação:

O grupo K é usado principalmente em peças automotivas, fabricação de máquinas e siderurgia.

Forma do Cavaco:

A forma do cavaco do material é diferente, de cavacos em pó a cavacos longos. A potência necessária para processar este grupo de materiais é geralmente pequena.

*Nota: Há grande diferença entre ferro fundido cinzento (geralmente cavacos aproximadamente em pó) e ferro fundido dúctil. A quebra de cavaco do último é frequentemente similar ao aço.

Características de Usinagem:

-Material de cavaco curto.

-Bom controle de cavaco em todas as condições de trabalho.

-Força de corte unitária: 790-1350 N/mm²

-Usinagem em velocidades mais altas causará desgaste abrasivo.

-Força de corte média.

4-N Metais Não Ferrosos

O que é Material Metálico Não Ferroso?

-Esta categoria inclui metais não ferrosos e metais moles com dureza inferior a 130 HB.

-Ligas de metal não ferroso (Al) contendo quase 22% de silício (Si) compõem a maior parte.

-Cobre, bronze, latão.

Áreas de aplicação:

Fabricação de aeronaves e fabricantes de rodas de liga de alumínio para automóveis ocupam posição dominante no Grupo N.

Embora a potência necessária por polegada cúbica seja baixa, para obter alta taxa de remoção de metal, ainda é necessário calcular a potência máxima necessária.

Características de usinagem:

-Material de cavaco longo.

-Se for liga, controle de cavaco é relativamente fácil.

-Metais não ferrosos (Al) são pegajosos e requerem arestas de corte afiadas.

-Força de corte unitária: 350-700 N/mm²

-A força de corte e potência necessárias para processar materiais ISO N estão dentro de uma faixa limitada.

5-S Liga Resistente ao Calor

O que é uma Liga Resistente ao Calor?

-Ligas resistentes ao calor (HRSA) incluem muitos materiais baseados em ferro, níquel, cobalto ou titânio de alta liga.

-Grupo: à base de ferro, à base de níquel, à base de cobalto

-Condições de trabalho: recozimento, tratamento térmico de solução, tratamento de envelhecimento, laminação, forjamento, fundição.

-Características: Maior teor de liga (cobalto maior que níquel) pode garantir melhor resistência ao calor, maior resistência à tração e maior resistência à corrosão.

Áreas de Aplicação:

Materiais do grupo S difíceis de processar são usados principalmente em aeroespacial, turbina a gás e indústrias de geradores.

A faixa é ampla, mas forças de corte altas geralmente estão presentes.

Características de Usinagem:

-Material de cavaco longo.

-Controle de cavaco difícil (cavacos serrilhados).

-Para cerâmicas, ângulo de ataque negativo é necessário, e para metal duro, ângulo de ataque positivo é necessário.

-Força de corte unitária:

Para ligas resistentes ao calor: 2400–3100 N/mm²

Para liga de titânio: 1300-1400 N/mm²

-A força de corte e potência necessárias são altas.

6-H Aço Endurecido

O que é aço endurecido?

-Do ponto de vista de processamento, aço endurecido é o menor grupo.

-Este grupo contém aços temperados e revenidos com dureza >45–65 HRC.

-Geralmente, a dureza das peças duras sendo torneadas é geralmente entre 55~68 HRC.

Áreas de aplicação:

Aços endurecidos do grupo H são usados em várias indústrias, como indústria automotiva e seus subcontratados, bem como fabricação de máquinas e negócios de moldes.

Forma do cavaco:

geralmente contínuo, cavaco vermelho quente. Esta alta temperatura ajuda a reduzir o valor kc1 e é importante para ajudar a resolver problemas de aplicação.

Características de usinagem:

-Material de cavaco longo.

-Controle de cavaco relativamente bom.

-Ângulo de ataque negativo é necessário.

-Força de corte unitária: 2550-4870 N/mm²

-A força de corte e potência necessárias são altas.