常用工程材料加工工藝特點(diǎn)(鑄鐵切削加工特性)
鑄鐵是含碳量大于2. 11%的鐵碳合金。由于鑄鐵成本低廉，生產(chǎn)工藝簡單，鑄造和切削加工性能良好，且具有很高的耐磨減摩性、消振性以及較低的缺口敏感性等，因此目前仍 是機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的重要材料之一。鑄鐵的組織形態(tài)為金屬基體加游離態(tài)石墨。由于石墨的強(qiáng)度很低，與鋼相比幾乎接近為 零，因此可將鑄鐵看作是布滿孔洞的鋼。石墨的存在降低了鑄鐵的塑性，在切削加工時(shí)可形成易斷的崩碎切屑，且石墨在切削過程中還可起到潤滑作用。因此，與具有相同基體顯微組 織的碳鋼相比，切削力小，功率消耗低，刀具磨損率低，可以實(shí)現(xiàn)高的金屬切除率。但另一 方面，切削鑄鐵時(shí)產(chǎn)生的細(xì)小切屑進(jìn)人縫隙后容易對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面造成研磨損壞> 切削時(shí)從 石墨處開始的不規(guī)則斷裂往往會(huì)深人到已加工表面以下> 加工后表面石墨的脫落則會(huì)影響已加工表面粗糙度；切削鑄鐵時(shí)形成不連續(xù)的崩碎切屑，使切屑與刀具前面的接觸長度非常 短，造成切削力、切削熱集中在刃區(qū)（在靠近切削刃的后刀面上溫度最高）。盡管切削鑄鐵 時(shí)單位面積切削力和切削溫度比切削鋼要低，但刃區(qū)仍有很髙的壓力和溫度，這是切削加工鑄鐵等脆性材料需注意的一個(gè)問題。鑄鐵的種類不同，切削加工性也不同。灰鑄鐵中碳以片狀石墨存在，石墨含量高，具有 良好的切削加工性。白口鑄鐵大多數(shù)碳與鐵化合成滲碳體，既硬又脆.切削加工性差.可鍛 鑄鐵含團(tuán)絮狀的石墨，切削時(shí)切屑是帶狀的，具有中等的切削加工性。球墨鑄鐵中的碳以球狀石墨結(jié)晶形式存在，其切削性能與灰鑄鐵一樣。冷硬鑄鐵是一種抗磨鑄鐵，它是在澆鑄鑄鐵時(shí)通過加快鑄鐵表層冷卻速度（激冷）， 使表層獲得白口鑄鐵組織，達(dá)到高硬度、高耐磨性；而中心部分冷卻速度慢，形成灰口 鑄鐵組織，具有韌性好和強(qiáng)度高的力學(xué)性能。冷硬鑄鐵的含碳量為2.8%?3.8%，含硅 fi為0.3%?0.8%，還可以加人不同的合金元素，以及選擇適宜的冷卻速度，來調(diào)整白 口組織層的深度和硬度。冷硬鑄鐵可分為普通冷硬鑄鐵、鎳鉻冷硬鑄鐵、高鉻白口鐵和 鉻礬白口鐵等，冷硬鑄鐵硬度極高，脆性很大，單位切削力很大（可達(dá)3.4GPa，是灰鑄鐵HT200的3 倍），且切屑呈崩碎狀，刀與切屑接觸長度很短，切削力和切削熱集中在切削刃附近，容易 使刀具產(chǎn)生磨損和破損。