Выбор материала (металла или сплава) — одна из ключевых задач технолога или мастера, поскольку от этого напрямую зависят режимы резания, инструмент, себестоимость и конечное качество детали. Неправильный выбор сплава может привести к быстрому износу инструмента, браку, деформациям.
В этой статье мы:
-
рассмотрим распространённые металлы и сплавы, используемые в металлообработке;
-
обсудим их свойства, плюсы и минусы;
-
подскажем, как материал влияет на выбор процесса обработки;
-
приведём практические рекомендации
Основные группы металлов и сплавов
При обработке металлов чаще всего встречаются следующие группы:
-
углеродистые и легированные стали;
-
нержавеющие стали и коррозионностойкие сплавы;
-
алюминиевые сплавы и лёгкие металлы;
-
титановые и жаропрочные сплавы;
-
медные сплавы (медь, латунь, бронза).
Каждый из этих типов требует специфического подхода, инструментов и режимов обработки.
Характеристики, влияющие на обрабатываемость
Прежде чем выбирать режим резания, важно понимать, какие свойства материала влияют на обработку:
-
Твёрдость и прочность — чем твёрже сплав, тем меньшие скорости и подачи можно использовать.
-
Пластичность — влияет на устойчивость стружки и склонность к залипанию.
-
Сцепление с инструментом / химическая активность — некоторые сплавы склонны к прирастанию к инструменту.
-
Теплопроводность — материалы с низкой теплопроводностью (например, титан) плохо отводят тепло, что ведёт к перегреву.
-
Упругость и склонность к деформациям — тонкие детали или растянутые конструкции могут гнуться и «играть» при обработке.
-
Коррозионные и окислительные свойства — важны, если после механической обработки следует защита поверхности или покрытие.
Учитывая эти характеристики, технолог подбирает материал, способ его обработки и защитные меры.
Обработка разных металлов и сплавов
Ниже — как разные группы металлов сказываются на выборе технологии и режимов:
-
Углеродистые и лёгированные стали
Это наиболее распространённые материалы. Обработка проходит относительно легко, но при высокой твёрдости требует крепкого инструмента и умеренных режимов. -
Нержавеющие стали, коррозионностойкие сплавы
Обрабатываются сложнее — склонны к задиркам, выделению тепла и прирастанию. Требуют уменьшения скорости и использования специальных покрытий инструментов. -
Алюминиевые сплавы и лёгкие металлы
Обладают высокой теплопроводностью, что облегчает отвод тепла. Можно работать на более высоких скоростях, но важно контролировать вибрации и удаление стружки. -
Титановые и жаропрочные сплавы
Слабая теплопроводность и высокая прочность делают их трудными для обработки. Необходимо работать на малых скоростях, использовать охлаждение и стабильность инструментального узла. -
Медные сплавы (медь, латунь, бронза)
Обладают хорошей теплопроводностью и пластичностью, но могут прилипать к инструментам — нужны покрытия против залипания и оптимально подобранные геометрии режущей кромки.
Влияние материала на выбор процесса и технологии
Материал не только диктует, как обрабатывать, но и иногда — какой способ обработки выбрать. Например, при резке листового металла в некоторых случаях предпочтительнее гидроабразивная резка. На сайте promexcut.ru есть материал, посвящённый как раз этому способ.
Почему это важно: при резке толстых или твёрдых материалов гидроабразив может дать преимущество по точности и сохранению структуры металла, особенно при невозможности применения высоких температурных методов.
Материал также влияет на выбор покрытия инструмента, охлаждения, использования предварительной термообработки или отпусков, и на требования к станкам.
Практические советы по выбору сплавов и материалов
Вот список полезных рекомендаций, которые помогут при выборе:
-
Начинайте с материала, который соответствует эксплуатации детали (например, коррозионностойкость, вес, прочность).
-
Избегайте избыточной сложности сплава, если не требуется — проще транспортировать, обрабатывать и обрабатывать ремонтно.
-
При ограничениях на обработку (например, тонкие стенки) выбирайте материал с лучшей обрабатываемостью.
-
Обратите внимание на наличие каталога производителей инструментов для конкретного сплава.
-
Тестируйте на пробной заготовке перед массовой обработкой, особенно при применении новых сплавов.
