高强灰铸铁切削加工性能的研究

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改善灰铸铁缸体切削加工性能的生产试验

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Ａｂｔｃ：ｎｏｄｒｔｍｐｏｅｔｅｍａｈｎｂｌｙｏｒｙｉｎｃｌｄｒｂｏｋ，ｎｅｐｒｎｎｅｒｄｃｉｅｃｎｉｏａｏｄｃｅｓｒｔＩｒｅｏｉｒｖｈｃｉａｉｉｆａｒｙｉｅｌｃａｘｅｉａｔｇｏｎｍｅｔｄｒｐｏｕｔｏｄｔｎｗｓｃｎｕｔｄｕｖｉ
（．ｏ１ＦｕｄＤｏｇｅｇＡｕｏｂｌＣ．ｔ．Ｓｉａ４２４，ｈｎ；．ａｈｎｃｅｃｎｅｈｏｏｙＵｉｅｓｔ，１Ｎ．ｏｎ￣，ｎｆｎｔｍｏｉｏＬｄ，ｈｙｎｅ４０８Ｃｉａ２ＨｕｚｏｇＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｇｎｖｒｉＷｕａｙｈｎ
入量，ＷＳ量提高到Ｏ８０１％，将（）．％～．０２使灰铸铁缸体排气侧面铣刀寿命提高１。倍
关键词：铸铁；体；工性能灰缸加
中图分类号：Ｇ５Ｔ２１文献标识码：Ａ文章编号：０３８４（００）１０４ — ６１０ — ３５２１Ｚ — ０８０
ＰｒｄｃｉｅＥｘｅｉｎｏＩｒｖｔｉｇＭａｈｎｂｌｆｒｙＩｎＣｙｉｄｒＢｏｋｏｕｔｐｒｖｍｅｔｍｐｏｅＣｕｔｃｉａｉｙｏａｒｌｅｌｃｔｎｉｔＧｏｎＣＥｉｎａＺＵＣｕｑｎＹｉｇＹｈｎ－ｉｎＴＡｅｇｑａＣＩｉｚｏＨＮＬ—ｉｎＨＯｈ — ｉｇＵＰｎＵＣａｇｊ ’ ＩＮＦｎ－ｕｎＡ－ｈｕ，，，ａ，，Ｑ

哪些因素影响灰铸铁零件切削表面粗糙度？

哪些因素影响灰铸铁零件切削表面粗糙度？表面粗糙度作为灰铸铁表面质量的一项重要衡量指标，不仅直接决定了灰铸铁零件的外观精美程度，而且对机器的装备质量及灰铸铁零件的使用寿命都有着很大的影响。

本文着重从机床、刀具、切削参数三方面分析如何提高灰铸铁零件的表面粗糙度，资料由华菱超硬提供，分享给大家以供探讨。

1、机床对灰铸铁零件表面粗糙度的影响机床刚性差，主轴精度差，机床固定不牢固，机床各部件配合间隙较大等因素都会影响灰铸铁零件的表面粗糙度。

举个例子：如机床主轴跳动精度是0.002mm，也就是2微米跳动，那理论上是不可能加工出粗糙度会低于0.002mm粗糙度的工件，一般表面粗糙度Ra1.0的工件还可以加工出来。

并且灰铸铁本身是铸造件，就不会像钢件一样轻松加工出较高的表面粗糙度，再加上机床自身的条件差，更难保证表面粗糙度。

机床刚性一般是出厂时就设置好的，无法修改，除了机床刚性外，还可调整主轴间隙，提高轴承精度等，使机床间隙变小，从而对灰铸铁零件在加工中获得较高的表面粗糙度得到一定保障。

2、切削刀具对灰铸铁零件表面粗糙度的影响刀具材料，几何参数的选择不恰当，刀具磨损等因素都会影响表面粗糙度。

（1）刀具材料的选择当刀具材料与被加工材料金属分子亲和力大时，被加工材料容易与刀具粘结而生成积屑瘤和鳞刺，因此凡是粘结严重的，摩擦严重的，表面粗糙度就大，反之就小。

同样加工灰铸铁零件，硬质合金刀片很难达到Ra1.6的表面粗糙度，即使达到了，其刀具寿命也大打折扣，而BNK30牌号的CBN刀具则由于刀具材料摩擦系数低，优异的高温热稳定性和耐磨性，可在切削速度高出硬质合金几倍的条件下，轻松加工出Ra1.6的表面粗糙度，同时刀具寿命是硬质合金刀具的几十倍，表面亮度提高一个数量级。

硬质合金刀具加工后的表面粗糙度 BNK30牌号加工后的表面粗糙度（2）刀具几何参数的选择刀具几何参数中对表面粗糙度影响较大的是主偏角Kr、副偏角Kr'和刀尖圆弧半径re。

高强度灰铸铁熔炼技术发展趋势及最新研究成果

到更好的渗碳效果并促进形核。另外，有一项在还
使用的是高纯生铁也被证明是落后的，它是熔化设备和熔炼丁艺落后的双重体现。同时需要说明，大量使用废钢增碳工艺提高灰铸铁性能，其铁液的收
缩和白口倾向反而降低，就是增碳的功劳。进入新世纪，铸铁的研究进入了一个新的活灰跃期。许多新技术、ｒ的开发应用为灰铸铁材新一艺
随着重型卡车功率的不断提高和节能减排指标的更加严格，柴油发动机缸体缸盖正在向更高强
度发展，料已从Ｈ２０发展到Ｈ２０近几年更材Ｔ０Ｔ５，
收缩倾向并没有因此增加。
１灰铸铁熔炼技术简要回顾及发展趋
向，减少灰铸铁的断面敏感性，改善石墨形态，提高材料性能。指出随着熔炼＿艺水平的提高和铁液炉前处理技术的创新，ｒ
Ｈ３０材料已产业化应用，Ｔ５及更高牌号的灰铸铁材料也已经能够达到。Ｔ０Ｈ３０关键词：铸铁；强度；灰高冲天炉一感应炉双联；应炉增碳感
是要求Ｈ３０Ｔ０。更高牌号的灰铸铁材料被多数人认为并不适合生产缸体缸盖这类复杂铸件，如有需求可能会被蠕墨铸铁所替代。然而，许多研究表明，如
能采取先进的熔炼工艺以及先进的铁液处理技术，灰铸铁的强度性能仍有大幅提高的潜力，铁液的而

第二篇铸铁及其熔炼第二章灰铸铁

第三节灰铸铁癿结晶
• • • • • • • • • 一、碳在铸铁中癿存存形式二、铁—碳（渗碳体）合金二元相图三、灰铸铁癿结晶 1、灰铸铁癿一次结晶 2、灰铸铁癿二次结晶四、石墨结晶癿特点 1、G形核 2、G长大 3、灰铸铁中片状石墨癿形态
•
第四节影响铸铁组织和性能癿主要因素
• • • • • • • • • • • • • 一、铸铁癿化学成分对铸铁组织和性能癿影响 1、各元素在铸铁中癿存在形式 2、铸铁中常见元素有对铁—碳双重相图各临界点癿影响 3、化学成份对铸铁G化癿影响 4、化学成分对金属基体癿影响 5、碳当量CE和共晶度SC 二、铸件况却速度对铸铁组织和性能癿影响 1、铸件壁厚对况却速度癿影响 2、浇注温度对铸件况却速度癿影响 3、 2、炉料癿影响
第二节灰铸铁癿金相组织、性能特点、牌号及技术要求
一、灰铸铁癿金相组织 • 灰铸铁癿金相组织由片状石墨和金属基体两部分组成（即： F+G片、F+P+G片戒P+G片）。此外，还有少量癿夹杂物，如硫化物、磷化物、碳化物、氧化物等。 • 1、石墨及其对性能癿影响 • 石墨本身有两个显著癿特点：一是密度小（约2.25g/cm3，仅为铁癿1/3），在铸铁组织中占体积大；二是石墨本身软而脆，力学能差，且强度较低（σb＜20Mpa）。石墨在铸铁组织中就相当于存在着许多切口一样，对金属基体起着割离作用；另一方面，引起应力集中，致使金属基体癿力学性能得丌到充分癿収挥（据测定基体癿性能収挥 30%~50%）。石墨对灰铸铁性能癿影响起着决定性癿作用。这主要表现在石墨癿形状、分布、大小和数量等方面。
• 2、金属基体对性能的影响 • 灰铸铁癿金属基体主要分为三种：F体、F体+P体、P体。如面2-8所示。 • （1）F体：铁素体本身质软，强度和硬度较低（σb约为250MPa，硬度约为90HBS）,塑性高（δ约为50% 左右）。但是在铁素体基体癿灰铸铁中,由于片状石墨癿存在，铁素体癿塑性难収挥。 • （2）F体+P体：铁珠光体本身强度硬度较高（σb约为 700MPa，硬度约为200HBS），塑性低（δ约为 15%），在实际生产中，随着P含量癿提高，其强度硬度也在提高，见图2-9所示。

灰铸铁缸体切削加工性能的影响因素分析

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灰铸铁缸体切削加工性能的影响因素分析
蔡启舟１伯康１，魏，周楚清ｚ，喻
（．中科技大学１华材料学院，湖北武汉
喻昌健２田凤全２陈礼年２，，
十堰４２４）４０８
４０７；冻风汽车公司：综述了影响灰铸铁缸体切削加工性的因素，包括化学成分、熔炼及孕育处理方法、石墨和基体组织中的硬质点。认为（）Ｃ量不是影响灰铸铁加工性能的主要因素；应严格控制（ｉ量，Ｓ）因为（ｉ量高使Ａ温度升高，ｓ）珠光体片间距大、强度低；ｓ在００％．２有利的，Ｍｎ（）．８０１％是而Ｓ与加工性的关系还有待验证。建议ｃ与ＭｎＳ和微量ｓｒ、ｉｂ复合加入；（ｕ的合理加入量在０１％．％，Ｓ）低于０１（ｂ在００％００％为宜。指出灰铸铁缸体铁液由冲天ｃ）．５０５Ｗ（ｎ应２．％，Ｓ）．４０．６０炉—感应炉双联熔炼为好，随流孕育对提高硬度和降低断面敏感性有一定作用；晶团细化，共虽然灰铸铁的强度和硬度增加，却并不一定恶化加工性能。关键词：灰铸铁；缸体；加工性；影响因素
ＡｔｂｌＣ．ｔ．Ｓｉｎ４２４，ｈａｕｏｉｏＬｄ，ｈｙ４０８Ｃｉ）ｍｏｅａｎ
ＡｂｔａｔＴｅｆｃｏｓｉｆｕｎｉｇｔｅｃｔｎｃｉａｉｔｆｇａｒｎｃｌｄｒｂｏｋｒｕｓｒｃ：ｈａｔｒｎｅｃｎｈｕｔｇｍａｈｎｂｌｙｏｒｙｉｙｉｅｌｃｓｗｅｅｓｍｍａｚｄｉｃｕｉｇｃｅｃｌｌｉｉｏｎｉｒｅｎｌｄｎｈｍｉａ

灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关

灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关要点:1、炭素行业龙头,积极实施战略转型。

公司是我国炭素企业的龙头,是全国唯一的新型炭砖生产基地,产能位居亚洲第一、世界第三,但国内企业产品主要还是集中于普通功率石墨电极和炭砖等传统炭素领域。

为了适应钢铁等行业结构调整的要求并将公司打造成复合型炭素制品研发和生产基地,近年来公司加快了产品结构调整并在核石墨、纳米炭材料、特种石墨、碳纤维、石墨导热片等产品领域取得突破。

2、针状焦项目将进一步完善公司产业链。

由于顶级特殊钢必须使用以优质针状焦生产的超高功率石墨电极冶炼才能得到,而针状焦的生产工艺仅由美国、英国和日本所掌握,所以,长期以来我国针状焦主要依赖进口,不仅成本高昂而且供应不稳定,严重制约了国内超高功率石墨电极的产量。

目前公司自身每年对针状焦的需求已达到近10万吨左右,但进口供应不稳定在很大程度上阻碍了公司产品结构的优化升级。

通过努力,公司已成功研制出了油系针状焦,经中试小批量试制出了符合要求的超高功率石墨电极,现已具备进入规模化生产阶段的基本条件。

公司拟通过非公开发行投资建设10万吨/年油系针状焦项目,项目建成后将满足公司自身的需要,从而进一步完善公司的产业链。

3、特种石墨业务将支撑公司未来业绩增长。

特种石墨被广泛应用于半导体、光伏太阳能、电火花及模具加工、核能、冶金、航天等众多领域,但国内特种石墨的市场供给明显不足。

公司拟通过非公开发行投资建设3万吨/年特种石墨制造与加工项目,预计该项目将于2014年建成投产,由于特种石墨售价为10万元/吨左右,而毛利率更是高达50%-60%,所以3万吨/年特种石墨项目投产后将支撑公司未来业绩增长空间。

4、钢市有望回暖,铁精粉依旧是公司的现金牛业务。

公司铁精粉产能100万吨/年,毛利率一直在50%甚至60%以上,铁精粉业务的收入占比只有30%左右但利润占比却达到50%以上,可以说铁精粉业务是公司的现金牛业务。

尽管全球经济疲软降低了建筑业和制造业对钢铁的需求,但目前钢铁价格已经跌破了很多钢铁企业的成本价,随着铁工基等各项刺激政策的出台,预计2013年钢铁市场有望逐步回暖,铁精粉业务对公司业绩的贡献有望维持稳定。

高强灰铸铁切削加工性能的研究现状及进展

低廉，在汽车、冶金等行业得到广泛应用ｌＩ＇２］。迄今为止，随着灰铸铁铸件的基体强度的提高，许多汽车
的某些工件（如大型载重汽车柴油发动机缸体、制动鼓等）的选用材料仍以高强灰铁为主，其市场前景广阔嘲。但是，灰铸铁力学性能的提高导致其切削
Ｒｅｖｉｅｗ专题究现状及进展
范哓明 ’ ，谭聪，雷亚会 ’ ，蔡坤山，王修强，李汉均
（１．武汉理工大学，湖北武汉４３００７０；
２．湖北三环铸造股份有限公司，湖北随州４４１３００）
造合金与工艺
中国铸造装备与技术３／２０１３● 参ＦＭＴ
专题综述Ｒｅｖｉｅｗ
下降明显，并急剧恶化加工性能㈣。研究表明，细小
均匀的Ａ型石墨断屑性能好，刀具寿命长。
性能更好。
（４）微量元素含量。炉料中含有很多影响其切削性能的有害元素，如生铁中含有一定量的钒、钛等。在微量元素中Ｔｉ被认为是对灰铁件加工性能影响最大的有害元素。因此，想要优化灰铸铁的切削
的最直接有效的方式。当铸铁中游离碳化物达到３％一５％时，尽管硬度增加不明显，但其力学性能却
度灰铸铁的加工性能改善显著，总体上已能满足汽
收稿日期：２０１３ — ２ — ７稿件编号：１３０２ — ２０６

浅谈灰铸铁切削性能及其影响刀具寿命的若干因素

摩擦零件具有重要意义。灰铸铁由于石墨的存在相当于存在很多小的缺
ｌ灰铸铁的组织形态及用途
灰铸铁的组织是由片状石墨和金属基体组成。以第三阶段石墨化进行程度的不同，体组织可分基
பைடு நூலகம்
口，同时石墨可以起断屑作用和对刀具的润滑减磨
ＡｂｔａｔＴｈｒａｉａｉｎｆｒ，ｐｅｏｍａｃｎｅｅａｎｕｎｅｆｃｏｓｏｕｔｇｐｅｆｒ — ｓｒｃ：ｅｏｇｎｚｔｏｏｍｆｒｒｎｅａｄｓｖｒｌｉｆｅｃａｔｒｎｃｔｉｒｏｍｌｎ
关键词：铸铁；灰硬质点；石墨形态；内应力；刀具寿命
中图分类号：Ｇ０文献标志码：文章编号：６３— ３７２１）４— ０５— ４Ｔ５６Ａ１７６９（００００６０
ＤｉｃｓｉｎｂｏｓｕｓｏａｕｔＣｕｔｉｒｏｍａｃｆＧｒｙＣａｔｉｏｔｎｇＰｅｆｒｎｅｏａｓｒｎ
ｃｔｅｏｔｒｄｃｉｎ．ｕｔｒｃｓｅｕｔｏＫｅｏｄＧｒｙＣａｔＩｏＨａｄＳｏｓ；ａｈｉｒｈｌｇｙＷｒｓ：ａｓｒｎ；ｒｐｔＧｒｐｔＭｏｐｏｏｙ；ＩｔｒａｔｅｓＣｕｔｒＬｉｅｎｅｎｌＳｒｓ；ｔｆｅｅ
２１００年第４期（总第ｌ８期）１
内燃机与动力装置
ＩｃＥ＆Ｐｗｒｌｔ．．ｏｅａｐｎ

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高强灰铸铁切削加工性能的研究
高强灰铸铁是一种常用的工程材料，具有良好的机械性能和耐磨耐蚀性，被广泛应用于汽车、机械制造等行业。

由于其具有高硬度和高强度的特点，使得其切削加工性能相对较差，给刀具选择和切削过程带来很大挑战。

对高强灰铸铁的切削加工性能进行研究具有重要的意义。

高强灰铸铁的力学性能对切削加工有直接影响。

高强灰铸铁具有较高的硬度和强度，使得其难以被加工。

研究高强灰铸铁在不同切削条件下的力学性能变化规律，有助于选择合适的切削参数，提高切削效率。

切削润滑剂在高强灰铸铁的切削加工过程中起到润滑、降温、减小磨损等作用。

研究切削润滑剂对高强灰铸铁切削加工性能的影响，有助于优化切削过程，提高切削质量。

切削刃具的几何特征对切削加工性能也有重要影响。

合理的刀具结构和刃磨方式可以降低切削力、减小切削区域温度，并提高切削质量。

研究高强灰铸铁的切削刃具几何特征对切削加工性能的影响，有助于优化刀具设计，提高切削效率和质量。

高强灰铸铁切削加工性能的研究具有重要的意义。

通过对高强灰铸铁材料的力学性能分析、切削工具选择、切削润滑剂影响和刀具几何特征等方面的研究，可以有效地优化切削加工过程，提高切削质量和效率。

这对于广泛应用于工程实践中的高强灰铸铁材料具有重要的指导意义。