Trong ngành nghề công nghiệp, việc sử dụng những chiếc nguyên liệu kim khí, hợp kim và phi kim loại sử dụng để chế tạo ra các loại trang bị dùng cho đời sống thì có đa số nguyên liệu. Mỗi vật liệu phoi với những đặc điểm độc đáo riêng của nó nhằm dùng cho sản xuống tóc công cơ khí.

Gia công kim loại là thuật ngữ phổ biến trong ngành cơ khí chế tạo, dùng để mô tả toàn bộ các thao tác dùng máy móc (phay, tiện, khoan, doa, taro,..), công nghệ cũng như áp dụng các loại dụng cụ cắt gọt cơ khí khác nhau, và kể cả các nguyên lý vật lý để tạo ra các sản phẩm có hình dáng, kích thước, độ chính xác cao theo yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ.

Vật liệu cơ khí là gì?

Một cách đơn giản, vật liệu cơ khí chính là chất hoặc hợp chất được con người dùng trong quy trình sản xuất cơ khí. Từ đó, tạo dựng nên những sản phẩm, máy móc dùng trong cuộc sống vật liệu phoi . Như thiết bị điện lạnh, máy móc, dụng cụ kỹ thuật, công trình, nhà cửa…

Việc nghiên cứu, tìm ra và sử dụng các vật liệu này có ý nghĩa quan trọng với đời sống. Nó giúp ngành cơ khí phát triển nhanh chóng. Đồng thời đáp ứng hiệu quả nhu cầu sử dụng của con người trong thực tế.

Vật liệu phoi là gì?

Vật liệu phoi là một trong những thông số quan trọng có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình gia công, để gia công đặt được kết quả cao thì chúng ta cần hiểu rõ về đặc tính của vật liệu, mỗi một loại vật liệu có những đặc tính khác nhau.

Tổng hợp nhóm vật liệu các loại phoi trong gia công cơ khí

Ngành công nghiệp Gia công kim loại & Cơ khí chính xác sản xuất rất nhiều loại chi tiết được gia công từ nhiều các loại phoi khác nhau. Mỗi vật liệu phoi có các đặc điểm lý tính và hóa tính riêng, chịu ảnh hưởng của các yếu tố hợp kim, xử lý nhiệt, độ cứng,…

Những đặc tính này ảnh hưởng đến sự lựa chọn hình học của dao, lớp phủ và chế độ cắt. Để làm cho lựa chọn này dễ dàng hơn, vật liệu phoi được chia thành sáu nhóm chính, theo tiêu chuẩn ISO và mỗi nhóm có các thuộc tính duy nhất về khả năng gia công:

ISO P – Thép là nhóm vật liệu lphoi ớn nhất, từ vật liệu không hợp kim đến vật liệu hợp kim cao và bao gồm cả thép đúc và thép không gỉ ferritic và martensitic. Khả năng gia công thường tốt, nhưng khác nhau rất nhiều tùy thuộc vào độ cứng vật liệu, hàm lượng carbon,..

ISO M – Thép không gỉ: là vật liệu hợp kim với tối thiểu 12% crôm. Các hợp kim khác có thể bao gồm niken và molypden. Các điều kiện khác nhau, chẳng hạn như ferritic, martensitic, austenitic và austenitic-ferritic (duplex) sẽ tạo ra một loạt các vật liệu. Một điểm chung khi gia công các vật liệu phoi này là cạnh cắt sẽ sinh nhiệt cao, gây tình trạng mòn dao nhanh và lẹo dao.

ISO K – Gang: ngược lại với thép, khi gia công gang sẽ sinh ra phoi vụn, ngắn. Gang xám (GCI) và gang dẻo (MCI) khá dễ gia công, trong khi đó gang cầu (NCI) sẽ gia công khó khăn hơn. Tất cả các loại gang đều có chứa SiC, vì thế lưỡi cắt của dao sẽ bị mài mòn rất nhanh.

ISO N – Kim loại màu là kim loại mềm hơn, chẳng hạn như nhôm, đồng, đồng thau, v.v … Nhôm có hàm lượng Si 13% rất dễ gây mài mòn. Thông thường sẽ chọn các loại dao có cạnh sắc, bén để gia công nhóm vật liệu phoi này.

ISO S – Các siêu hợp kim chịu nhiệt bao gồm một số lượng lớn các vật liệu dựa trên sắt, niken, coban và titan hợp kim cao. Chúng sinh dính, sinh nhiệt, gây ra hiện tượng lẹo dao, cứng trong quá trình cắt gọt. Chúng rất giống với vật liệu ISO M nhưng khó cắt hơn nhiều và làm giảm tuổi thọ dao.

ISO H – Nhóm này bao gồm các loại thép có độ cứng từ 45-65 HRC, và cả gang lạnh khoảng 400-600 HB. Độ cứng làm cho chúng khó gia công. Các loại vật liệu phoi này tạo ra nhiệt trong quá trình cắt gây mài mòn cho dao cụ.

Không ISO – Nhựa nhiệt dẻo, nhiệt rắn, GFRP (Polyme tái tạo sợi thủy tinh / nhựa), CFRP (Nhựa gia cố sợi carbon), vật liệu tổng hợp sợi carbon, nhựa gia cố sợi aramid, cao su cứng, than chì (kỹ thuật). Các ngành công nghiệp khác nhau hiện đang sử dụng vật liệu tổng hợp ở mức độ lớn hơn, đặc biệt là trong ngành hàng không vũ trụ

.

Lựa chọn nguyên liệu cơ khí nào trong sản xuất?

Lựa chọn vật liệu phoi nào để gia công phụ thuộc nhiều vào sản phẩm và tính chất của vật liệu. Vì mỗi sản phẩm có yêu cầu về đặc tính, kỹ thuật khác nhau. Đòi hỏi phải lựa chọn những vật liệu phoi khác nhau sao cho phù hợp.

Phoi sắt

Trong các loại vật liệu phoi được sử dụng để gia công cơ khí, sắt chiếm khoảng 95% tổng khối lượng kim loại được dùng để sản xuất trên thế giới. Sắt có ưu điểm là giá thấp, khả năng chịu lực tốt, độ dẻo và độ cứng cao. Hiện nay, vệc tìm một vật liệu phoi để thay thế sắt là điều gần như không thể. Các sản phẩm được gia công từ sắt có thể sử dụng trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô, máy móc cơ khí, thiết bị gia dụng, nhà bếp,…

Vật liệu thép, Inox

Với các đặc tính như dễ đúc, cán, rèn, kéo sợi. Phôi thép, inox dễ gia công cắt và dập, phay, tiện, … giá thành lại tương đối rẻ nên thép và inox được dùng phổ biến và rộng rãi trong quá trình gia công cơ khí. Inox là một dạng của thép nhưng là dạng thép không gỉ. Các sản phẩm từ thép và inox vô cùng phong phú, đa dạng như: bàn ghế, cổng cửa, các sản phẩm quốc phòng, y tế, cơ khí, công nghiệp… từ đơn giản đến phức tạp.

Phoi nhôm

Những sản phẩm được gia công từ vật liệu nhôm rất được ưa chuộng. Với độ bền lớn, tính chống ăn mòn cao, nhẹ hơn sắt, tính dẫn nhiệt và dẫn điện tốt, nhiệt độ nóng chảy thấp. Vì thế nên nhôm được sử dụng rộng rãi trong các ngành cơ khí chế tạo như làm vỏ vệ tinh nhân tạo, khí cầu, gia công các chi tiết máy. Trong lĩnh vực xây dựng, nhôm cũng được sử dụng nhiều để chế tạo các sản phẩm trang trí mỹ thuật nhờ độ sáng bóng và sạch sẽ của nó.