Obróbka mechaniczna elementów konstrukcji metalowej za pomocą metody wiórowej wymaga zapewnienia odpowiednich warunków. Podstawowym wymaganiem jest określenie parametrów obróbczych, czyli między innymi grubości warstwy usuwnej, posuwu narzędzia oraz szybkości skrawania. Parametry te opisują produktywność procesu, dlatego wciąż przeprowadzane są badania mające na celu uzyskanie najlepszego zakresu optymalnych parametrów dla największej produktywności. Materiały skrawające odgrywają równie ważną rolę. To właśnie od dobrania odpowiedniego oprzyrządowania także zależy czas wykonania obróbki danego detalu. Producenci narzędzi skrawających zapewniają nam gamę ogromnego wyboru, w zależności od grup materiałowych. Pomimo opracowanych programów doboru parametrów obróbczych oraz zastosowania narzędzi spełniających dane wymagania, a także doświadczenia pracowników, procesy często wymagają prób. W dużej mierze parametry produkcyjne wymuszone są czynnikami zależącymi od obrabianego materiału.
Skrawalność jest to zdolność kształtowania materiału wsadowego na drodze obróbki wiórowej przy zastosowaniu odpowiednich procesów technologicznych. Skrawalność zależy od wielu czynników:
Przyjrzyjmy się bliżej czynnikom, które dotyczą bezpośrednio samego obrabianego materiału. Na skrawalność materiału bezpośredni wpływ ma skład chemiczny z jakiego jest on wykonany, struktura materiału oraz właściwości fizyczne i wytrzymałościowe. Materiały o najlepszej skrawalności charakteryzują się niższą wytrzymałością na rozciąganie oraz większą kruchością.
Ze względu na skład chemiczny stali, największy wpływ na skrawalność ma węgiel. Stale niestopowe o zawartości węgla C<0,8% nazywane są podeutektoidalnymi, a ich struktura zbudowana jest z perlitu i ferrytu. Perlit wykazuje się dużą twardością, natomiast ferryt łatwością odkształcania i niską twardością. Podczas skrawania ferryt charakteryzuje się skłonnością do sklejania z narzędziem, tworzeniem zadziorów na obrabianych elementach oraz narostem na ostrzach. Perlit zaś cechuje się dużym zużyciem ściernym narzędzi oraz wymaga dużego nakładu sił skrawających. Najlepszą skrawalność posiadają stopy węglowe o zawartości około 0,25% węgla.
Za pomocą składu chemicznego materiału możemy wpływać na otrzymanie pożądanych właściwości mechanicznych. W celu poprawienia niektórych własności wzbogaca się dany materiał w dodatki stopowe, np. nikiel powoduje zwiększenie odporności stali na dynamiczne obciążenia, jednocześnie pogarsza skrawalność zwłaszcza w stalach austenitycznych o wysokiej zawartości niklu. Krzem często w połączeniu z innym dodatkiem stopowym, np. z aluminium, tworzy tak zwane krzemiany, będące przyczyną zwiększenia zużycia narzędzia. Fosfor przy zawartościach do 0,1%P ma korzystny wpływ na skrawalność, lecz przy zwiększeniu jego zawartości w stali, następuje zwiększenie zużycia narzędzi, przy czym otrzymuje się lepszą jakość powierzchni.
Ołów występuje w żelazie w postaci submikroskopowych wtrąceń. Podczas skrawania powstaje ochronna warstwa ołowiu, występująca pomiędzy obrabianym materiałem, a narzędziem, co powoduje zmniejszenie zużycia narzędzi oraz użycie mniejszej siły skrawania.
Mangan przy zawartości do 1,5% Mn polepsza skrawalność, dzięki korzystnemu kształtowaniu się wiórów stali o niskiej zawartości węgla, zaś w stalach o wyższej zawartości węgla obecność manganu wpływa niekorzystnie zwiększając zużycie narzędzi.
Siarka w niewielkim stopniu rozpuszcza się w żelazie. W połączeniu ze składnikami stopowymi może tworzyć siarczki, np. MnS- siarczki manganu są bardzo pożądane, ponieważ poprawiają skrawalność, zmniejszają tworzenie się narostów na ostrzach oraz zapewniają uzyskanie lepszej jakości powierzchni.
