0 руб
Оформить заказЧугун
Обрабатываемость чугуна зависит от многих факторов и в первую очередь от химического состава, структуры, физико-механических свойств. Положительное влияние на обрабатываемость оказывает увеличение содержания графита, дисперсности и равномерности распределения структурных составляющих. Легирующие элементы, как правило, создают равномерные, дисперсные структурные составляющие, и поэтому при одинаковой скорости обрабатываемость легированных чугунов подчас выше, чем у обычных.
Во всех случаях необходимо учитывать отрицательное влияние литейной корки на обрабатываемость.
Улучшению обрабатываемости способствуют повышение содержания углерода, увеличение углеродного коэффициента, повышение содержания меди и в меньшей степени никеля и молибдена.
Существенно улучшает обрабатываемость серого чугуна рафинирование жидкого расплава, снижающее содержание неметаллических включений и повышающее качество чугуна: модифицирование, вакуумирование, продувка газами и др.
Обрабатываемость ковкого чугуна при одинаковых механических и физических свойствах зависит от его марки. Это связано с изменениями в структуре, иногда очень незначительными. Так, при содержании 5–7 % включений эвтектического цементита твердость и прочность ковкого чугуна изменяются незначительно, но стойкость режущего инструмента снижается резко.
Основной причиной, нарушающей зависимость между обрабатываемостью ковкого чугуна и его твердостью и прочностью, является неоднородность структуры, особенно у перлитного ковкого чугуна. Так, чугун с крупнопластинчатым перлитом обрабатывается хуже, чем более твердый чугун с зернистым перлитом.
При повышении содержания углерода и кремния увеличивается количество свободного углерода в структуре ковкого чугуна, понижается его твердость и улучшается обрабатываемость. Для получения более чистой поверхности необходимо стремиться к мелким включениям углерода отжига, равномерно расположенным в металлической основе. Шероховатость обработанной поверхности перлитного ковкого чугуна ниже (меньше), чем ферритного, что имеет особе значения при обработке резьбы.
Сильно ухудшают обрабатываемость ковкого чугуна поверхностные дефекты, возникающие при отжиге в недостаточно герметизированной печи, имеющей окислительную атмосферу. В результате такого обжига образуется слой окалины, которая глубоко внедряется в поверхностные слои отливки по границам зерен в обезуглероженном слое на глубину до 0,7–1 мм и не удаляется при пескоструйной и дробеструйной обработках.
Обрабатываемость чугуна с шаровидным графитом зависит от его прочности и твердости, которые, в свою очередь, зависят от структуры металлической основы. Чугун с ферритной структурой имеет наиболее низкую прочность, сравнительно низкую твердость и наилучшую обрабатываемость. По сравнению с ним чугун с перлитной структурой металлической основы имеет более высокие прочность и твердость и несколько худшую обрабатываемость. Стойкость резцов при точении ферритного чугуна вдвое выше, чем при точении перлитного чугуна.
При механической обработке высокопрочного чугуна с шаровидным графитом усилие резания на 50–60 % выше, чем при обработке обычного серого чугуна с пластинчатым графитом той же твердости. При наличии в чугуне карбидов его обрабатываемость резко ухудшается.
Скорость резания чугуна с ферритной структурой металлической основы достигает 3–5 м/с. Шероховатость обработанной поверхности меньше, чем у серого чугуна с пластинчатым графитом, и параметр Ra = 1,25…0,63 мкм.
Обрабатываемость чугуна с шаровидным графитом при эквивалентной прочности или твердости лучше, чем серого чугуна и стали. Скорости резания при его обработке могут быть на 25 % выше.
Чугун с перлитной структурой, полученной в литом состоянии и после нормализации, обрабатывается практически одинаково.
Белый износостойкий хромистый чугун с содержанием хрома 28 % и марганца 5 ; обрабатывается плохо, при содержании хрома 12–15 % и марганца 0,5–3,8 % — удовлетворительно.
Никельхромистый мартенситный чугун (нихард) лезвийным инструментом практически не может быть обработан. Возможна лишь зачистка шлифовальными кругами.
Обрабатываемость немагнитного чугуна резанием обычным инструментом обусловливается вязкостью аустенита и формой графитовых выделений (включений). Наличие в чугуне крупных выделений графита улучшает обрабатываемость, так как облегчает отламывание стружки еще до того, как действие резца приведет к наклепу аустенита.
Наиболее распространенный никельмарганцевый чугун (2,6–3,2 % С, 2,5–3,5 % Si, 5,0–7,5 % Mn, 9–12 % Ni, ≤ 0,1 % S, ≤ 1,1 % P) хорошо обрабатывается резанием.
Для улучшения обрабатываемости резанием аустенитного чугуна иногда применяют отжиг при 1000 °С с выдержкой до 1 ч и охлаждением в воде, что приводит к распаду части карбидов и к увеличению содержания графита.
В табл. VII.4 приведена обрабатываемость резанием чугуна.
VII.4 Обрабатываемость резанием чугуна, предназначенного для работы
в условиях абразивного износа [26]
Чугун
| Основные характеристики | Марка | Обрабатываемость резанием |
Серый: низколегированный мартенситный с игольчатой структурой |
– |
– |
Хорошая |
Продолжение табл.VII.4
Чугун
|
Основные характеристики |
Марка | Обрабатываемость резанием |
высокремнистый
|
– |
С-15, С-17 |
Не обрабатывается |
Нелегированный и низколегированный отбеленные | С твердым износостойким рабочим слоем при относительно мягкой сердцевине | – | Затруднительная |
Белый | Низко-и среднелегированный | ОИ-1, ОИ-3, ОИ-4, ИЧХ4Г7Д, ИЧХ3ТД | По специальным режимам отдельные марки |
Никельхромистый мартенситный | «Нихард» |
Не обрабатывается | |
Высокохромистый | ИЧХ28Н2, ИЧХ28Н2М2, ИЧХ12Т5 | ||
ИЧХ15М3, ИЧХ12Г3М, ИЧХ12М | Удовлетворительная |