La classificazione in gruppi nel sistema ISO

L’industria della lavorazione dei metalli produce una gamma estremamente ampia di componenti, realizzati a partire da materiali molto diversi. Ogni materiale ha caratteristiche specifiche, determinate dagli elementi leganti, dai trattamenti termici, dalla durezza, ecc. Tutti questi fattori, a loro volta, influenzano notevolmente la scelta della geometria, della qualità e dei dati di taglio dell’utensile da impiegare. Pertanto, i materiali dei pezzi da lavorare sono stati suddivisi in sei grandi gruppi, in conformità con lo standard ISO, e ogni gruppo ha caratteristiche specifiche in termini di lavorabilità.

Le classificazioni si basano in larga misura sulle proprietà fisiche dominanti dei diversi materiali. Queste proprietà essenzialmente determinano come il materiale reagisce alla lavorazione e, a sua volta, come la lavorazione influisce sul taglio. I metalli del gruppo K, per esempio, sono caratterizzati da abrasività, che accelera l’usura dell’utensile. Le superleghe resistenti al calore del gruppo S , invece, generalmente, hanno una bassa conduttività termica, con conseguente concentrazione del calore nella zona di taglio e deformazione dell’utensile. La durezza dei metalli del gruppo H crea una grande pressione sull’utensile, che genera anche calore. Il gruppo M è caratterizzato da incrudimento, ossia il materiale da lavorare si indurisce man mano che si deforma durante l’asportazione. La maggiore pressione di taglio e la generazione del calore possono causare usura ad intaglio e altri problemi. I metalli del gruppo N tendono ad aderire all’utensile, con conseguente incollamento del truciolo sul tagliente, scarsa finitura della superficie e frattura dell’utensile.

Il gruppo K è costituito dalle ghise, mentre le superleghe resistenti al calore, incluse quelle a base di nichel e di titanio, appartengono al gruppo S. I materiali del gruppo H sono caratterizzati dalla durezza e fondamentalmente includono gli acciai temprati a 45-65 HRc. Gli acciai inossidabili, con contenuto di cromo superiore al 12%, costituiscono il gruppo M. Il gruppo N comprende i metalli non ferrosi, principalmente l’alluminio e il rame e l’ottone. Infine, il gruppo P include gli acciai non legati, basso-legati e alto-legati, le leghe temprate fino a 400 HB e gli acciai con contenuto di cromo al massimo al 12%. Anche alcune ghise malleabili a truciolo lungo fanno parte del gruppo ISO P.

Poiché ciascuno dei sei gruppi ISO menzionati ha una proprietà fisica che li caratterizza in modo più o meno dominante, è possibile progettare gli utensili da taglio in modo da compensare, in una certa misura, gli effetti negativi di tale proprietà sull’utensile. I taglienti per la lavorazione dei materiali del gruppo H, ad esempio, tendono ad essere piuttosto resistenti, mentre i taglienti progettati per lavorare i materiali del gruppo N sono affilati e progettati per favorire il deflusso del truciolo e ridurre al minimo l’adesione.

Vediamo nel dettaglio la loro classificazione così come gestita da tutti i costruttori di utensili da taglio:

ISO P – il gruppo degli acciai è il gruppo di materiali più ampio nel settore del taglio dei metalli e spazia da materiali non legati a materiali fortemente legati; comprende i getti di acciaio e gli acciai inossidabili ferritici e martensitici. La lavorabilità è normalmente buona ma può variare di molto a seconda della durezza del materiale, del tenore di carbonio, ecc.

ISO M – gli acciai inossidabili sono materiali legati con un minimo del 12% di cromo. Tra le altre leghe possono figurare nichel e molibdeno. La gamma di condizioni è molto ampia e comprende acciai ferritici, martensitici, austenitici e austenitici-ferritici (duplex). Uno dei tratti comuni di tutte queste tipologie di materiali è il fatto che il tagliente è esposto a una grande quantità di calore e a fenomeni di usura ad intaglio e tagliente di riporto.

ISO K – la ghisa, contrariamente all’acciaio, è un tipo di materiale a truciolo corto. Le ghise grigie (GCI) e le ghise malleabili (MCI) sono molto facili da lavorare, mentre le ghise nodulari (NCI), le ghise a grafite compattata (CGI) e le ghise austemperate (ADI) sono meno lavorabili. Tutte le ghise contengono SiC, che ha un’azione molto abrasiva sul tagliente.

ISO N – i metalli non ferrosi sono metalli più teneri come l’alluminio, il rame, l’ottone, ecc. L’alluminio con tenore di silicio (Si) del 13% è molto abrasivo. Generalmente, per gli inserti con spigoli taglienti, è possibile prevedere velocità di taglio elevate e lunga durata utensile.

ISO S – le superleghe resistenti al calore includono un gran numero di materiali fortemente legati a base di ferro, nichel, cobalto e titanio. Sono materiali con tendenza all’incollamento che creano tagliente di riporto, si induriscono durante la lavorazione (incrudimento) e generano calore. Sono molto simili ai materiali ISO M ma molto più difficili da lavorare e determinano una riduzione della durata utensile.

ISO H – questo gruppo contiene acciai di durezza compresa tra 45 e 65 HRc e ghisa fusa in conchiglia attorno a 400-600 HB. Per la loro durezza, sono tutti materiali difficili da lavorare. Generano calore durante il taglio e sono molto abrasivi per il tagliente.

O (altri): non ISO – Termoplastiche, materiali plastici termoindurenti, GFRP (polimeri/plastiche rinforzati con fibra di vetro), CFRP (plastiche rinforzate con fibra di carbonio), compositi in fibra di carbonio, plastiche rinforzate con fibra di aramide, gomma dura, grafite (tecnica). Attualmente, i compositi vengono utilizzati molto in diversi settori, soprattutto nell’industria aerospaziale.