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工件材料的分类 (从冶金/机械的角度)。要使用的切削刃槽型 (微观和宏观层面)。切削刀具材料 (材质) 及其适当的成分,例如涂层高钴钢材质、硬质合金、陶瓷、CBN或PCD等。上述选择将对所用材料的切削加工性产生巨大影响。涉及的其他因素包括:切削参数、切削力、材料热处理、表皮、冶金夹杂物、刀柄和其他加工条件等。
与材质或槽型不同,切削加工性没有直接定义。广义上讲,它包括工件材料被加工的能力,在切削刃上产生的磨损,以及能够获得的切屑形状。在这些方面,低合金碳钢比要求更高的奥氏体不锈钢更易切削。低合金钢被认为具有比不锈钢更好的切削加工性。“良好的切削加工性”通常意味着不受干扰的切削过程和合理的刀具寿命。大多数材料切削加工性的评估都利用实际测试进行,并将结果与另一类型材料在大致相同条件下的测试结果进行比较。在这些测试中,显微组织、粘结趋势、机床、稳定性、噪声、刀具寿命等其他因素也被考虑在内。
金属切削行业生产的零件范围极其广泛,而这些零件又是由许多不同的材料加工而成。每种材料都有自己的独特性能,其特性会受到合金元素、热处理、硬度等因素影响。这些特性组合在一起,又会影响切削刀具槽型、材质和切削参数的选择。为了使这种选择变得更简单,工件材料按照ISO标准被分成6个主要材料组,每个材料组在切削加工性方面都有其独特的性能:
ISO P - 钢是金属切削领域最大的材料组,涵盖从非合金钢到高合金材料的整个范围,并且包括铸钢以及铁素体和马氏体不锈钢。钢通常具有良好的切削加工性,但会因材料硬度、碳含量等的不同而有很大区别。
ISO M - 不锈钢是铬含量至少为12%的合金材料。其他合金可能包括镍和钼等。材料中铁素体、马氏体、奥氏体和奥氏体-铁素体 (双相)的不同,组成了一个大的不锈钢材料系列。这些材料的共同点是,切削刃在切削时会产生大量的热量、容易出现沟槽磨损和积屑瘤。
ISO K - 与钢相反,铸铁是一种短切屑材料。灰口铸铁 (GCI) 和可锻铸铁 (MCI) 非常容易加工,球墨铸铁 (NCI)、蠕墨铸铁 (CGI) 和等温淬火球墨铸铁 (ADI) 则较难加工。所有铸铁都含有碳化硅 (SiC),对切削刃会造成很大的磨料磨损。
ISO N - 有色金属是材质较软的金属,例如铝、铜、黄铜等。硅 (Si) 含量达到13%的铝合金具有很强的磨料磨损性。通常,具有锋利切削刃的刀片能够实现高切削速度和长刀具寿命。
ISO S - 高温合金,包括铁基、镍基、钴基和钛基材料。它们具有粘性,会产生积屑瘤,在加工过程中会变硬 (加工硬化),并且会产生大量热量。它们与ISO M材料非常相似,但切削难度要高得多,并且会降低刀片切削刃的寿命。
ISO H - 该组材料包括硬度介于45-65 HRc之间的钢以及硬度约为400-600 HB的冷硬铸铁。由于硬度的原因,这组材料都难以加工。在切削过程中,这些材料会产生大量热量,对切削刃有很大的磨料磨损性。
O (其他):非ISO。热塑性塑料、热固性塑料、GFRP (玻璃纤维增强聚合物/塑料)、CFRP (碳纤维增强塑料)、碳纤维复合材料、芳纶纤维增强塑料、硬橡胶、石墨 (技术)。目前,各行业都在广泛使用复合材料,特别是航空航天工业。