Una guida ai materiali dei pezzi e alla formazione dei trucioli

Nel complesso mondo del taglio dei metalli, la selezione dell’utensile e del processo di taglio corretto è essenziale per ottenere risultati ottimali. Uno dei fattori chiave da considerare è il materiale del pezzo da tagliare, poiché materiali diversi hanno caratteristiche diverse per la formazione e la rimozione dei trucioli.

In base alle loro proprietà e caratteristiche, vengono classificati sei gruppi principali di materiali per i pezzi da lavorare. Si tratta di acciaio, acciaio inox, ghisa, materiali non ferrosi, superleghe resistenti al calore e acciaio temprato. Per assicurarsi di scegliere l’utensile e il processo di taglio più adatto a un determinato materiale, è importante conoscere le caratteristiche specifiche di ciascun gruppo.

Acciaio (ISO-P)

L’acciaio è un materiale molto usato nell’industria manifatturiera ed è classificato come ISO-P. Questo gruppo comprende acciai a basso, medio e alto tenore di carbonio e acciai legati. La lavorabilità dell’acciaio varia in base al suo contenuto di carbonio: l’acciaio a basso tenore di carbonio è più facilmente lavorabile rispetto all’acciaio ad alto tenore di carbonio.

L’acciaio è un materiale che si scheggia a lungo e il controllo dei trucioli è relativamente facile e agevole. L’acciaio a basso tenore di carbonio può essere appiccicoso e richiede bordi di taglio affilati. La forza di taglio specifica (kc) per l’acciaio è compresa tra 1500-2000 N/mm2. Le forze di taglio e la potenza richiesta per lavorare l’acciaio rimangono all’interno di un intervallo limitato.

È comunemente utilizzato nell’industria automobilistica, aerospaziale e delle costruzioni, oltre che nella produzione di beni di consumo come elettrodomestici, macchinari e utensili.

Acciaio inossidabile (ISO-M)

Gli acciai inossidabili sono un gruppo di materiali altamente resistenti alla corrosione e alle macchie, che li rendono ideali per l’utilizzo in ambienti in cui l’igiene e la pulizia sono fondamentali. Sono classificati come ISO-M e comprendono acciai inossidabili austenitici, ferritici e duplex.

Anche l’acciaio inossidabile è un materiale che si scheggia a lungo, ma il controllo dei trucioli può essere difficile nelle varietà austenitiche e duplex. La forza di taglio specifica dell’acciaio inossidabile è compresa tra 2100-3550 N/mm2. La lavorazione dell’acciaio inossidabile può generare elevate forze di taglio, bordi integrati, calore e incrudimento da deformazione.

I materiali di questo gruppo sono comunemente utilizzati nella produzione di apparecchiature mediche e di lavorazione chimica, oltre che nell’industria automobilistica e aerospaziale.

Ghisa (ISO-K)

La ghisa è un gruppo di materiali composti principalmente da ferro, carbonio e silicio. Sono classificati come ISO-K e comprendono la ghisa grigia, la ghisa duttile e la ghisa malleabile. La ghisa è nota per le sue eccellenti proprietà di resistenza all’usura e di smorzamento.

La ghisa è un materiale a taglio corto con un buon controllo dei trucioli in tutte le condizioni. La forza di taglio specifica per la ghisa è compresa tra 940-2700 N/mm2. La lavorazione della ghisa a velocità più elevate può creare usura abrasiva, ma le forze di taglio sono moderate.

È comunemente utilizzato per la produzione di parti di automobili, componenti di macchine utensili e applicazioni di tubi e raccordi.

Materiali non ferrosi (ISO-N)

I materiali non ferrosi sono metalli che non contengono ferro, come alluminio, rame, ottone e HRSA. Sono classificati come ISO-N e sono noti per la loro eccellente conducibilità elettrica e termica, oltre che per la loro resistenza alla corrosione.

I materiali non ferrosi sono materiali a lunga truciolatura con un controllo dei trucioli relativamente facile se legati. L’alluminio è appiccicoso e richiede bordi di taglio affilati. La forza di taglio specifica per i materiali non ferrosi è compresa tra 500 e 1750 N/mm2 e le forze di taglio e la potenza necessaria per lavorarli rientrano in un intervallo limitato.

Questo gruppo di materiali è comunemente utilizzato nell’industria aerospaziale, automobilistica e delle costruzioni, oltre che nella produzione di beni di consumo come l’elettronica.

Superleghe resistenti al calore (ISO-S)

Le superleghe resistenti al calore sono un gruppo di materiali progettati per resistere alle alte temperature e agli ambienti estremi. Sono classificate come ISO-S e comprendono leghe a base di nichel come Inconel e Hastelloy, oltre a leghe di titanio.

Le superleghe resistenti al calore sono materiali a lunga truciolatura con un difficile controllo dei trucioli (trucioli segmentati). Con la ceramica è necessario un angolo di spoglia negativo, mentre con il metallo duro è necessario un angolo di spoglia positivo. La forza di taglio specifica per le superleghe resistenti al calore è compresa tra 3000-3800 N/mm2 per l’HRSA e 1550-1700 N/mm2 per il titanio, e le forze di taglio e la potenza richieste sono piuttosto elevate.

Le superleghe resistenti al calore sono comunemente utilizzate nell’industria aerospaziale, automobilistica ed energetica, oltre che nella produzione di turbine a gas e motori a reazione.

Acciaio temprato (ISO-H)

L’acciaio temprato è un gruppo di materiali che sono stati trattati termicamente per aumentare la loro durezza tra i 45-65HRc. Sono classificati come ISO-H e comprendono acciai per utensili, acciai per alta velocità e acciai per cuscinetti.

L’acciaio temprato, classificato come ISO-H, è un materiale che si scheggia a lungo con un discreto controllo dei trucioli. È necessaria una spoglia negativa e la forza di taglio specifica per l’acciaio temprato è compresa tra 2800-5550 N/mm2. Le forze di taglio e la potenza richiesta sono piuttosto elevate.

L’acciaio temprato è comunemente utilizzato nella produzione di utensili da taglio, stampi e matrici, oltre che nell’industria automobilistica e aerospaziale.

È importante notare che la forza di taglio specifica (kc) varia per ogni materiale e la costante del materiale kc1 (N/mm2) deve essere attentamente considerata e adattata per ogni operazione di lavorazione.

In sintesi, la comprensione dei diversi materiali del pezzo e delle loro caratteristiche per la formazione e la rimozione dei trucioli è essenziale per selezionare l’utensile e il processo di taglio più appropriati. In sintesi, comprendere la classificazione e le caratteristiche dei materiali dei pezzi è essenziale per selezionare l’utensile e il processo di taglio più appropriati per una determinata applicazione. Ogni materiale ha proprietà e sfide uniche per quanto riguarda la lavorazione. Selezionando la geometria e il tipo di utensile da taglio corretto, gli ingegneri possono ottimizzare il processo di taglio e ottenere risultati ottimali nella lavorazione dei metalli.