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Qué son los materiales difíciles de mecanizar?

Tabla comparativa de materiales difíciles de mecanizar
Los materiales difíciles de mecanizar son materiales con poca manejabilidad de torneado y fresado. Las propiedades de materiales mayores o menores que uno de estos indicadores (HB> 250, σb> 1000 MPa, δ> 30%, αk> 100 MPa, K <41,8 W / mk) son todos materiales difíciles de cortar. También se puede medir por fenómenos en el proceso de corte (fuerza de corte, calor de corte, desgaste de la herramienta y durabilidad de la herramienta, calidad de la superficie procesada y control de viruta, etc.).

1. Las propiedades físicas del material:
1) Conductividad térmica K: El Vc permitido de materiales de alta conductividad térmica es mayor. Como cortar Vc de los siguientes materiales con herramientas de carburo cementado:
Acero al carbono K = 48,2 ~ 50,2 W / m? K Vc = 100 ~ 150 m / min
Aleación de alta temperatura K = 8.4 ~ 16.7 W / m? K Vc = 7 ~ 60 m / min
Aleación de titanio K = 6,3 ~ 9,6 W / m? K Vc = 15 ~ 50 m / min
2) Coeficiente de expansión lineal α: afecta el grado de expansión y contracción térmica del material y afecta la precisión del procesamiento.

2. La composición química del material:
La composición química y la proporción de materiales son los factores fundamentales que afectan las propiedades mecánicas, propiedades físicas, rendimiento del tratamiento térmico, estructura metalográfica y maquinabilidad de los materiales. Tal como:
C: A medida que aumenta el contenido de carbono de un material, aumentan su dureza y resistencia.
Ni: Ni puede mejorar la resistencia al calor del material, pero reduce significativamente la conductividad térmica del material; Cuando Ni> 8%, se forma acero austenítico, causando un serio endurecimiento por trabajo.
V: A medida que aumenta su contenido, el rendimiento de pulido del material empeora.
Mo: Puede mejorar la resistencia y tenacidad del material, pero la conductividad térmica del material disminuye.
W: Puede mejorar la resistencia térmica y la resistencia a altas temperaturas del material y la dureza y resistencia a temperatura ambiente. Pero reducirá significativamente la conductividad térmica del material.
Mn: Puede aumentar la dureza y la resistencia del material y disminuir la tenacidad del material. Cuando Mn> 1,5%, la maquinabilidad del material se deteriora.
Si: Puede reducir la conductividad térmica del material.
Ti: el titanio es un elemento que forma carburos fácilmente y su maquinabilidad también es pobre.
Hay Cr, O, S, P, N, Pb, Cu, Al y otros elementos que afectan la maquinabilidad del material.

3. Propiedades mecánicas de los materiales:
1) Dureza y resistencia: el material tiene una dureza y resistencia moderadas, y su maquinabilidad es relativamente buena. Cuanto mayor sea la dureza y la resistencia, peor será la maquinabilidad. Como normalizar acero 45: HB200, σb 640 MPa; Acero 45 templado: HRC45, σb 2100 ~ 2600 MPa. También hay pequeñas impurezas en la estructura de los materiales metálicos que afectan la maquinabilidad del material, como A1203, Si02, Ti02, etc. Su microdureza es alta, lo que provoca un desgaste mecánico de las herramientas de corte; también se deteriora su maquinabilidad.
2) Tenacidad αk y plasticidad δ: Para materiales con alta tenacidad y plasticidad, la resistencia, la deformación y el calor generado durante el corte son grandes y su maquinabilidad también es pobre.
3) Módulo de elasticidad E: Es un índice que indica la rigidez del material, un módulo de elasticidad grande significa que el material no es fácil de deformar elásticamente bajo la acción de una fuerza externa. Sin embargo, el material con un módulo elástico pequeño tiene una gran recuperación elástica durante el proceso de corte, y la fricción de la herramienta es grande y el corte también es difícil. Como caucho blando E == 2 ~ 4MP; acero 45 E = 200000 MPa: Mo material E = 500000 MPa.

4. La estructura metalográfica del material:
1) Ferrita: Tiene una dureza y resistencia muy bajas (HB50 ~ 90, σb = 190 ~ 250 MPa), alta plasticidad y tenacidad (δ = 40 ~ 50%), y es fácil producir filo reforzado durante el corte. La maquinabilidad es pobre.
2) Pearlita: la perlita esférica tiene buena maquinabilidad. (Por ejemplo, acero 45)
3) Cementita: alta dureza (HRC66-70), pero muy frágil (αk = 30-35 MPa), debido al aumento de Fc, es fácil de astillar y dificulta el corte.
4) Austenita: su dureza no es alta (alrededor de HB200), pero su plasticidad y tenacidad son altas, el endurecimiento de la superficie y la soldadura en frío de virutas y herramientas son graves y la maquinabilidad es pobre. Como 1Cr18Ni9Ti, aleaciones de alta temperatura, etc.
5) Martensita: El acero templado pertenece a este tipo de estructura metalográfica. Tiene alta dureza y alta fragilidad, y su maquinabilidad relativa es de 1/3 a 1/10 de la del acero 45.
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