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

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

提高灰铸铁性能的途径word精品

提高灰铸铁性能的途径为提高灰铸铁的性能，常采取下列几种措施：选择合理的化学成分；改变炉料组成，过热处理铁液；孕育处理；微量或低合金化。

采取何种措施取决于所要求的性能及生产条件，往往同时采取两种以上措施。

1、化学成分的合理选配（1）碳、硅及硅碳比灰铸铁的含碳量大多在2.6%~3.6%含硅量在1.2%~3.0%碳硅都是强烈地促进石墨化的元素,可用碳当量CE来说明它们对灰铸铁金相组织和力学性能的影响.提高碳当量促使石墨化变粗，数量增多，强度和硬度下降.降低碳当量可减少石墨数量，细化石墨,增加初析奥氏体枝晶，从而是提高灰铸铁力学性能时常采取的措施•但降低碳当量会导致铸造性能降低，铸件断面敏感性增大，铸件内应力增加，硬度上升加工困难等问题，因此必须辅以其它的措施•在碳当量保持不变的条件下，适当提高Si/C比（一般由0.5左右提高至0.7左右），在凝固特性，组织结构与材质性能方面有以下变化：a组织中初析奥氏体数量增多，有加固基体的作用；b由于总碳量的降低，石墨量相应减少，减轻了石墨片对基体的切割作用；c固溶于铁素体中的硅量增多，强化了铁素体（包括珠光体中的铁素体）;d提高了共析转变温度，珠光体在较高温度下生成，易粗化，会降低强度；e降低了奥氏体的含碳量，使奥氏体在共析转变时易生成铁素体；f硅高碳低情况下，易使铸件表层产生过冷石墨并伴随有大量铁素体，有利于切削加工，但不加工面的性能有所削弱；g提高了液相线凝固温度，降低了共晶温度•扩大了凝固范围•降低了铁液流动性，增大了缩松渗漏倾向•综合以上各种固素的利弊，在碳当量较低时，适当提高Si/C，强度性能会有所提高，切削性能有较大改善，但要注意缩松渗漏倾向的增'加和珠光体数量的减少。

在较高碳当量时（具体取决于生产条件）提高Si/C反而使抗拉强度下降。

此时提高硅碳比仍能有减少白口倾向的优点，适用于性能要求不高的薄壁铸件的铸造。

（2）锰和硫锰和硫本身都是稳定碳化物、阻碍石墨化的元素。

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

灰铸铁的组织与性能

（1）灰铸铁（2）可锻铸铁（3）球墨铸铁（4）蠕墨铸铁
第二节灰铸铁
卧式车床中尺寸较大或形状复杂的床身、箱体等零件毛坯，只能采用铸造方法制造。
灰铸铁具有优良的铸造性能，力学性能可以满足一般性零件的要求；价格低廉，生产成本较低，并且具有钢质材料所不具备的其他特殊性能，因此在实际生产中应用比较广泛，是机械制造业中使用最多的性能和石墨的数量、形状大小和分布情况。
由于石墨的存在，灰铸铁的强度、塑性和韧性远不如钢。但是，灰铸铁的抗压强度、硬度与相同基体的钢接近，石墨的存在对其影响不大。
石墨使灰铸铁获得一些优异的性能，如良好的铸造性能和切削加工性能，较高的耐磨性、减振性和较低的缺口敏感性。
二、灰铸铁的孕育处理和热处理 1. 孕育处理经过孕育处理的铸铁称为孕育铸铁，不仅强度、塑性、韧性都比普通灰铸铁高，而且组织致密，
一、球墨铸铁的组织与性能按基体组织不同，球墨铸铁又可分为铁素体球墨铸铁、铁素体—珠光体球墨铸铁和珠光体球墨铸铁三
种。
球墨铸铁显微组织 a）铁素体球墨铸铁（150×） b）铁素体—珠光体球墨铸铁（200 ×）
c）珠光体球墨铸铁（200×）
球墨铸铁的强度和塑性显著提高，已超过灰铸铁和可锻铸铁，接近钢。球墨铸球铁墨同铸样铁具的有牌灰号铸是铁由的“某”些（优“良球性铁能”，两如字较汉好语的拼铸音造首性字能母、）减加振两性组、数减字摩组性成、，切两削组加数工字性分及别较表低的缺口示敏最感低性抗等拉。强度和最低断后伸长率。
可锻铸铁的牌号及用途
二、蠕墨铸铁和合金铸铁 1. 蠕墨铸铁蠕墨铸铁中的石墨以蠕虫状形态存在。它是在高碳、低硫、低磷的铁液中加入蠕化剂，经蠕化处理后使石墨变为短蠕虫状的高强度铸铁。
2. 合金铸铁

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高强灰铸铁切削加工性能的研究
高强灰铸铁是一种具有高强度和良好耐磨性的铸铁材料，在工程领域中具有广泛的应用。

在加工过程中，对其切削加工性能的研究对于提高加工效率和降低加工成本具有重要意义。

本文旨在对高强灰铸铁的切削加工性能进行研究，分析其加工特性，为其在工程领域中的应用提供参考。

一、高强灰铸铁的材料特性
高强灰铸铁是一种含有大量石墨颗粒的铸铁材料，其具有较高的强度和硬度，同时具有一定的塑性和韧性。

其主要特性包括：
1. 高强度：高强灰铸铁的强度通常在200MPa以上，远高于普通灰铸铁。

2. 良好的耐磨性：高强灰铸铁具有较高的耐磨性能，适用于一些对耐磨性要求较高的工程领域。

3. 石墨球化：高强灰铸铁中的石墨颗粒呈球状分布，有利于提高材料的塑性和韧性。

4. 热处理性能好：高强灰铸铁在热处理过程中具有较好的稳定性，能够通过热处理改变其组织结构和性能。

二、高强灰铸铁的切削加工性能
1. 刀具磨损
在对高强灰铸铁进行切削加工时，刀具磨损是一个常见的问题。

由于高强灰铸铁具有较高的硬度和耐磨性，易导致刀具磨损加剧。

在高强灰铸铁切削加工中，需要选择合适的刀具材料和刀具涂层，以提高刀具的耐磨性和使用寿命。

适当的切削速度和进给量也能够减少刀具磨损。

2. 切削力
高强灰铸铁的高强度和硬度给切削加工带来了较大的切削力。

在切削加工过程中，需要选择合适的切削参数，如切削速度、切削深度和进给量，以控制切削力的大小，避免过大的切削力导致刀具磨损加剧和加工精度降低。

3. 表面质量
高强灰铸铁的切削加工表面质量对于其最终的使用效果具有重要影响。

在切削加工过程中，应注意控制切削参数，减小切削热影响，避免切削产生刀痕和毛刺，提高加工表面的光洁度和精度。

4. 切屑排除
由于高强灰铸铁的高硬度和脆性，切屑容易在切削过程中产生，并且不易排除，容易造成切削局部加热，导致刀具磨损加剧和加工表面粗糙。

需要选择合适的切削润滑方式和切屑排除方法，以保证切削过程的稳定性和质量。

在高强灰铸铁的切削加工过程中，对刀具选择、切削参数优化和切削润滑方式进行合理选择和改进，能够提高切削加工效率和加工质量，为其在工程领域中的应用提供技术支持。