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ISO P 鋼材料介紹

ISO P 鋼定義

鋼是金屬切削領(lǐng)域最大的工件材料組。
鋼可以是非淬硬鋼或調(diào)質(zhì)鋼，硬度通常在HB 400以內(nèi)。硬度大于HRC48高至HRC62-65的鋼屬于ISO H。
鋼是以鐵為主要元素 (Fe基) 的合金。
非合金鋼的碳含量低于0.8%，而且只有鐵（Fe）一種金屬元素，沒有其它合金元素。
合金鋼的碳含量低于1.7 %，材料中的合金元素有Ni、Cr、Mo、V和W等。
低合金鋼的合金元素含量低于5%。
高合金鋼的合金元素含量在5%以上。

切削加工性概述

鋼的切削加工性依其合金元素、熱處理和制造工藝 (鍛造、軋制、鑄造等) 不同而不同。
一般而言，切屑控制較容易和平順。
低碳鋼粘性較大，易產(chǎn)生較長的切屑，需要鋒利的切削刃。
特定切削力kc1： 1400-3100 N/mm2。
切削力以及切削所需的功率保持在限定范圍內(nèi)。

合金元素
C影響硬度 (較高的含量會增加磨料磨損)。碳含量低于0.2%，則會增加粘結(jié)磨損，從而導(dǎo)致積屑瘤和不良斷屑。
Cr、Mo、W、V、Ti、Nb(硬質(zhì)點形成元素) – 增加磨料磨損。
O對切削加工性有較大影響：它形成非金屬、氧化和磨料夾雜物。
Al、Ti、V、Nb作為鋼材的晶粒細化元素，使鋼材韌性更強、更難于加工。
P、C、N這些元素在鐵素體中，降低了材料的延展性，增加了粘結(jié)磨損。

積極作用
在易切削鋼 (具有較低的熔點) 中，Pb元素可以減少切屑和刀片之間的摩擦，并降低磨損和改善斷屑。
Ca、Mn (+S)形成有潤滑作用的硫化物。高S含量提高切削加工性和改善斷屑。
硫 (S)是有利于切削加工性的元素。即使很小的硫含量差異，如在0.01%和0.03%之間，也會對切削加工性產(chǎn)生重要影響。這一效應(yīng)被用于易切削鋼。典型的硫含量約為0.25%。硫形成軟硫化錳 (MnS) 內(nèi)含物，并在切屑和切削刃之間形成潤滑層。MnS也能改善斷屑。鉛 (Pb) 有類似的作用，經(jīng)常與S一起用于易切削鋼中，含量約為0.25%。

既有正面作用也有負面作用
Si、Al、Ca 形成氧化物，增大磨損。鋼中的氧化物對切削加工性有重要影響，盡管它們在總組成
中占的比例很小。這種影響有負面的，也有正面的。例如，鋁 (Al) 用于還原鐵水。然而，鋁形成硬的有研磨性的氧化鋁 (Al2O3)，對切削加工性有不良影響 (與刀片上的氧化鋁涂層比較)。然而，可以通過加入鈣 (Ca) 在磨料粒子周圍形成軟殼來消除這一負面影響。

鑄鋼表面上會有砂和爐渣，結(jié)構(gòu)粗糙，對切削刃韌性要求很高。
軋制鋼表面結(jié)構(gòu)因粒度十分大而不均勻，進而導(dǎo)致切削力變化較大。
鍛鋼粒度較小，結(jié)構(gòu)上較均勻，切削時產(chǎn)生的問題較少。

鋼材MC代碼

從切削加工性來看，鋼材分為非合金鋼、低合金鋼、高合金鋼和燒結(jié)鋼。

非合金鋼 – P 1.1-1.5

定義

在非合金鋼中，通常碳含量少于0.8%；而合金鋼有附加合金元素。硬度從HB 90至350變化。較高的碳含量 (>0.2%)，使材料可以進行硬化處理。

常見零件

主要應(yīng)用包括：建筑用鋼、結(jié)構(gòu)鋼、深拉和沖壓產(chǎn)品、壓力容器鋼和多種鑄鋼。常規(guī)應(yīng)用包括：輪軸、軸類、管件、鍛件和焊接結(jié)構(gòu)件 (C<0.25%)。

切削加工性

對于低碳鋼 (< 0.25%)，要特別注意斷屑困難和粘結(jié)趨勢 (積屑瘤)。使用高切削速度和鋒利的切削刃和/或槽形，以及正前角刀片和薄涂層牌號，可降低粘結(jié)趨勢。在車削時，建議切削深度接近或大于刀尖半徑，以改善斷屑。一般而言，淬硬鋼的切削加工性很好，但是切削刃容易產(chǎn)生較大的后刀面磨損。