浅谈灰铸铁切削性能及其影响刀具寿命的若干因素

合集下载

合金灰铸铁成分对切削刀具磨损的影响[1]

见，当碳含量由２．６８％增加至３．０３％时，刀具磨损大
幅降低，超过３．０３％后刀具磨损变化不大；Ｃｕ和Ｃｒ
增加都使刀具磨损明显上升，而Ｓｎ对刀具磨损的影
兀素及其含量（％）
图２各因素对刀具磨损影响的曲线
Ｆｉｇ．２Ｃｕｒｖｅｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｆａｃｔｏｒｓｏｎｔｈｅｗｅａｒｏｆｔｈｅｃｕｔ—
注：表中（１）、（２），（３）分别是表１中各因素１、２、３水平的序号。
昌ｌ
善０
囊：
Ｒ
Ｆｉｇ．１
图１刀具磨损测量照片ＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｏｆｔｈｅｗｅａｒｏＩｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｔｏｏｌ
２实验结果及分析
２．１正交试验结果
不同试样的实际元素含量及其对刀具磨损的影响
见表２。
各试样组织都为灰铸铁组织。其中，大部分试样
金成分，降低刀具磨损，对当前柴油发动机的生产具有重要意义。１试验方法１．１正交试验设计
采用正交试验研究成分对合金灰铸铁刀具磨损的影响。根据国内外现行合金灰铸铁发动机材料配方，选择了Ｃ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｓｎ四种合金元素作为研究对象（ｓｉ／Ｃ固定为０．７Ｃ３｜，），采用四因素三水平正交表Ｌ。（３４）设计试验。各因素水平值如表１。
关键词：灰铸铁；化学成分；磨损；刀具
中图分类号：ＴＧ２５７
文献标识码：Ａ文章编号：１０００—８３６５（２０１１）０１－００３９—０４
ｌｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＥｌｅｍｅｎｔＣｏｎｔｅｎｔｏｆＡｌｌｏｙＧｒａｙＩｒｏｎ
ｏｎｔｈｅＷｅａｒｏｆｔｈｅＣｕｔｔｉｎｇＴＯＯｌ
ＬＩＵＸｉｎｇ－ｚｈｏｕｌ”。ＬＵＤｅ－ｈｏｎｇｊ，ＪＩＡＮＧＹｅ－ｈｕａｌ

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。

金属切削加工中刀具寿命的影响因素

金属切削加工中刀具寿命的影响因素刀具是金属加工中不可或缺的工具，而刀具寿命则是判断刀具性能和经济效益的重要指标之一。

在金属切削加工中，刀具寿命受到许多因素的影响，包括切削材料、加工条件、刀具设计和刀具材料等。

本文将针对这些影响因素展开讨论，以帮助人们更好地理解刀具寿命的形成和延长。

首先，切削材料是影响刀具寿命的重要因素之一。

不同材料的硬度、塑性和热导率等物理性能差异使得刀具与工件之间的摩擦和磨损程度不同。

通常来说，硬度较高的金属材料会更容易磨损刀具刃口，从而降低刀具寿命。

而刃口磨损会导致切削力增加，使得刀具受到更大的冲击和挤压力，加速刀具的失效。

其次，加工条件也是影响刀具寿命的因素，例如切削速度、进给速度和切深等。

过高或过低的切削速度都会对刀具的寿命产生不利影响。

过高的切削速度容易导致刀具发生过热和磨损，而过低的切削速度则容易引起刀具与工件之间的黏着，影响切削效率和刀具寿命。

进给速度和切深也会对刀具寿命产生影响。

过大的进给速度和切深容易导致刀具受到巨大的冲击和挤压力，造成刀具的剥落和断裂。

刀具设计也是一个关键因素。

合理的刀具设计可以降低切削力和切削温度，从而延长刀具寿命。

例如，采用合适的刀具形状和刀具尺寸可以减少切削力和切削温度，提高刀具的耐磨性和降低刀具振动。

此外，刀具的涂层和表面处理也可以提高刀具的寿命。

通过合适的涂层选择和表面处理技术，可以增加刀具的耐磨性和抗腐蚀性，减少刀具与工件之间的黏着和磨损。

刀具材料也在很大程度上影响着刀具寿命。

常见的刀具材料包括高速钢、硬质合金和陶瓷等。

不同材料的硬度、耐热性和耐磨性差异导致了刀具寿命的差异。

高速钢虽然成本低廉，但其硬度和热稳定性相对较低，适用于一些低速切削加工。

而硬质合金和陶瓷刀具由于其高硬度、高热稳定性和抗磨性能，适用于高速切削加工，并能够延长刀具寿命。

此外，刀具的使用和维护也直接影响着刀具寿命。

正确的使用和维护可以减少刀具的磨损和损坏。

例如，注意合理选择切削参数，在工件上加工合适的冷却润滑液以降低刀具温度，定期清洗和润滑刀具以防止切屑堆积和生锈等。

灰铸铁缺陷产生的原因分析及预防措施

灰铸铁缺陷产生的原因分析及预防措施灰铸铁是一种铸铁材料，广泛应用于工业生产中。

然而，灰铸铁在生产过程中常常会产生一些缺陷，影响产品质量和使用寿命。

本文将分析灰铸铁缺陷的一些常见原因，并提出相应的预防措施。

首先，原材料的选择和质量会直接影响灰铸铁的缺陷产生。

原材料中的含碳量不均匀、硫、磷含量过高等都可能导致气孔、夹杂物等缺陷的产生。

因此，在原材料采购时，应选择质量稳定可靠的供应商，严格控制原材料的成分和质量。

其次，铸造工艺是产生灰铸铁缺陷的重要原因之一、铸造温度、浇注速度、冷却速度等工艺参数的不当选择都可能引起缺陷。

例如，铸造温度过高会导致灰铸铁组织粗化，同时加速固化速度，容易产生疏松缺陷；而铸造温度过低则容易使灰铸铁凝固速度过慢，产生大的铁素体晶粒和残余奥氏体，导致脆性增加。

因此，应根据具体工件的要求，合理选取铸造工艺参数，确保铸件质量。

此外，铸造设备的状态和操作对于灰铸铁缺陷的产生也有影响。

设备的使用寿命、维护保养情况都会影响铸件质量。

例如，设备老化导致温度控制不稳定，浇注时温度波动较大，容易引起疏松缺陷。

为了减少设备因素引起的缺陷，应定期对设备进行检查和维护，并采取合适的设备调整措施。

为了预防灰铸铁缺陷的产生，可以从以下几个方面采取相应的措施。

首先，在原材料选择上，应选用质量稳定的材料，并进行严格的原材料检测，确保其成分和质量符合要求。

其次，在铸造工艺中，应根据具体情况合理选择铸造温度、浇注速度和冷却速度等工艺参数，以获得良好的铸件结构和性能。

另外，在铸造过程中，可以采取保温措施，增加浇注温度的稳定性，避免因温度波动而引起的缺陷。

此外，设备的维护和保养也是很重要的，定期对设备进行检查和维修，确保设备的正常运行，减少因设备因素引起的缺陷。

最后，铸造工艺的控制和优化也是减少灰铸铁缺陷的重要手段。

通过工艺优化和改进，可以进一步提高产品质量和减少缺陷产生的可能性。

综上所述，灰铸铁缺陷的产生主要与原材料、铸造工艺和设备等因素有关。

华菱超硬整体CBN刀片铣削加工灰铸铁的参数与寿命

华菱超硬整体CBN刀片铣削加工灰铸铁的参数与寿命案例一：铣削加工灰铸铁变速箱壳体的切削参数与C B N刀片寿命机床：美国辛辛那提卧式加工中心，刀具牌号：华菱整体C B N刀片B N-S20牌号线速度500-1500m/m i n（每齿）；每齿走刀量0.05—0.15m m/r左右；吃刀深度：精铣0.5m m，半精铣 1.5m m。

核定寿命：线速度600-750m/m i n，整体C B N刀片寿命为120-15 0分钟（单刃）；半精铣时可延长核定寿命值，加工工件至少在400件以上（详见后文说明）。

因采用非金属粘结剂，相比常用C B N刀片，H L C B N刀具寿命更长。

案例二：机床导轨面的精铣加工华菱超硬B N-S30牌号整体C B N刀片。

线速度500-1500m/m i n；铣刀盘直径80m m；每齿走刀量0.15m m/r左右；吃刀深度：精铣0.5m m，核定寿命：线速度850m/m i n时，在高速切削时，精铣时刀片寿命为150分钟（单刃）；半精铣时可延长核定寿命值，一般为精铣的2倍以上（详见后文说明）。

案例三：精铣发动机缸体前后端面刀片材质：华菱B N-S30整体C B N刀片加工材质：H T250；铣刀刀盘直径60m m；装8个刀片，每齿进给量0.12m m/r.线速度1650m/m i n;刀片吃刀深度0.5m m；核定加工件数：100件，当线速度采用800m/m i n时，刀片每个刃口的标定寿命为150件。

铣削加工灰铸铁材料的C B N刀片材质说明：华菱B N-S20和B N-S30牌号均采用非金属粘结剂，是国家重点产学研科技攻关项目成果，与市场常见C B N刀具相比，其导热效率高，寿命更长。

注意：1，在实际生产应用中，刀具寿命要高于理论的核定寿命。

2，由于精铣变速箱和发动机零部件时，为了避免C B N刀片超时长期使用，导致的不可预期失效造成的工件报废，一般需要根据出厂标定的“核定寿命值”来核定刀片的加工工件数量来指导生产，特别是对于高附加值机械加工行业，经核定寿命值换算的单刃加工数量来确定换刀频次。

灰铸铁缸体切削加工性能的影响因素分析

¨ 。曩：ｉｌｌｌ０｜ ◆ ＿０；ｌｌｌ薯ｌ：
； ≮曩
≮－０
００ —０ｌ蠢 ¨ ｜ｌ维普资讯ｌ融
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

高强灰铸铁切削加工性能的研究

高强灰铸铁切削加工性能的研究
高强灰铸铁是一种具有很高耐磨性和高强度的灰铸铁。

由于其优异的性能，高强灰铸铁在机械制造中得到了广泛应用。

然而，在进行切削加工时，高强灰铸铁的切削性能受到了一定的限制，需要对其切削加工性能进行研究和优化。

首先，高强灰铸铁的硬度和耐磨性较高，这导致在切削加工过程中产生的热量和摩擦力较大，易导致刀具使用寿命降低和切削质量下降。

因此，选用合适的刀具材料和刀具结构对切削加工性能有重要影响。

一些研究表明，使用高速钨钢刀具和棒材结构可以改善高强灰铸铁的切削加工性能。

其次，由于高强灰铸铁的含碳量较高，加之铁碳相图中奥氏体和珠光体的共存，导致其力学性能存在着一定的异质性。

在切削加工中，不同结构处的材料响应不同，因而会导致表面粗糙度和加工精度不稳定。

因此，需要对高强灰铸铁的微观结构进行分析和研究，以优化工艺条件和加工参数，提高切削加工的稳定性和一致性。

最后，高强灰铸铁的热处理对其切削加工性能也有一定的影响。

热处理过程中的冷却速率、温度和时间等因素会影响其组织结构和力学性能。

合理的热处理工艺可以使高强灰铸铁的微观组织均匀化，并调整其力学性能，从而提高其切削加工性能。

总之，对高强灰铸铁的切削加工性能进行研究和优化，可以有效提高其在机械制造中的应用价值。

需要综合考虑刀具材料和结构、微观结构分析和热处理工艺等因素，并通过实验和仿真等手段进行验证和优化，以实现高强灰铸铁的高效加工和优良表现。

影响缸体用灰铸铁加工性能的因素

影响缸体用灰铸铁加工性能的因素摘要：文中主要讲述了缸体用灰铸铁加工性能有关的内容。

从碳、合金、微量元素、工艺四个方面对其进行了论述。

在文章最后对整篇文章进行了概括，希望能够推动灰铸铁加工的发展。

关键词：缸体元素灰铸铁加工性能在我国经济不断发展的背景下，我国在发展技术方面采用了与外国企业相结合的方法，因此，国外一些企业相继对缸体用灰铸铁展开了研究，并取得了与我国缸体用灰铸铁各项性能均相符的研究成果，但我国在对缸体用灰铸铁进行加工时，会出现较多的磨损，这便会在一定程度上影响我国缸体用灰铸铁的发展。

比如，我国某发电机制造厂在生产缸体用灰铸铁的过程中发现，在我国与国外制造厂采用相同的生产工具以及工艺时，对灰铸铁产生的破坏是不同的，我国的破坏程度要远远高于国外制造厂。

通常，缸体用灰铸铁的加工性能主要包括以下几个方面：切削力度，用具的磨损程度，灰铸铁表面的整洁性等。

下面将对影响缸体用灰铸铁性能的几个方面进行论述。

一、从碳元素的角度考虑通常，缸体用灰铸铁会用到分布均匀的石墨，这样才能避免出现过多的杂质物体，进而确保缸体用灰铸铁表面的光滑性以及整洁性。

石墨形态以及分布状态的好坏会在很大程度上影响缸体用灰铸铁加工性能的好坏。

在对缸体用灰铸铁进行加工过程中，石墨有着很好的作用，既能够润滑用具，还能够避免铁件裂开。

由此可见，在缸体用灰铸铁制造过程中可以通过增添石墨的用量来提高加工性能。

换言之，国外制造厂所产缸体用铁铸件加工性能比我国强的主要原因也一目了然。

二、从合金元素的角度考虑合金元素的选择同样会对缸体用灰铸件加工性能的好坏造成影响。

通常，向缸体用灰铸铁中注入合金元素会在一定程度上增强其硬度，这便会对缸体用灰铸铁的加工造成影响。

但是，在选用合金元素正确的前提下能够使得缸体用灰铸铁的组织变得更加均匀，从而可以使其表面变得更加整洁和光滑，甚至可以提高缸体用灰铸铁的加工性能。

比如，硅元素、锡元素等等。

目前，我国在提高缸体用灰铸铁加工性能时采用最多的元素为铜元素和铬元素，其不仅可以对铁件进行软化，还能够使得其内部结构更加均匀。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

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
２１００年８月
【工艺与设备】
浅谈灰铸铁切削性能及其影响刀具寿命的若干因素
马伟
（柴动力股份有限公司技术中心，东潍坊潍山
三种不同组织的灰铸铁，微组织见图１显。
灰铸铁的抗压强度比抗拉强度高三、四倍，而接近于
钢，是灰铸铁的明显特性。这
灰铸铁的成分接近于共晶点，点低，熔液态下流
作者简介：马伟（９２一）男，ｊ１８，Ｌ东临朐人，Ｉ学士，工程师，主要从事内燃机加工工艺设计。
ａｎｕｎｃｃｏｓｏＣｕｔｒＬｉｅｎｄＩｆｅｅＦａｔｒｎｔｅｆｌ
ＭＡｅＷｉ
（ｉａＰｗｒＲＤＣｎｅ，ｉｎ，６０１ＣｉａＷｅｅｉｏｅ＆ｅｔｒＷｅａｇ２１０，ｈｎ）ｈｆ
・
６６・
内燃机与动力装置
２１００年８月
２１０）６０１
摘要：文介绍了灰铸铁的组织形态、能以及影响其切削性能的几个因素，本性分析了提高灰铸铁切削性能几种方法，为铸铁加工刀具选择、高刀具寿命及降低刀具成本提供部分依提
据。
ａｃｆｇａａｔｉｏｒｎｒｄｃｄ．Ｓｖｒｌｍｅｈｄｏｉｒｖｈｅｃｔｉｇｐｒｏａｃｒｎ — ｎｅｏｒｙｃｓｒｎａｅｉｔｏｕｅｅｅａｔｏｓｔｍｐｏｅｔｕｔｅｒｎｅａｅａａｎｆｍｌｚｄ．Ｔｈｎｌｓｓｓｐｌｅｅｅｅｃｏｃｉｉｇｔｏｅｅｔｎ，ｃｔｅｉｅｉｒｖｍｅｔａｄｙｅｅａａｙｉｕｐｉｓａｒｆｒｎｅｆｒｍａｈｎｎｏｌｓｌｃｉｏｕｔｒｌｆｍｐｏｅｎｎ
引言
灰铸铁具有良好的铸造性能、耐磨性能、消振性
能和切削加工性能，压强度比较好。高牌号抗（Ｔ５３０灰铸铁可以满足大功率柴油机气缸Ｈ２０— ５）
动性好，晶后分散缩孔少，析小，石墨比容大，结偏且使铸件凝固时收缩量减少，灰铸铁具有优良的铸故造性能，以铸造形状复杂的铸件。可
石墨本身是良好的固体润滑剂，落后形成的脱空洞能吸附和储存润滑油，石墨组织松软，且能吸收振动能量，因而灰铸铁具有良好的耐磨性和消振性。
此外，由于铸件中带有硬度很高的磷共晶，又能使抗
体的性能要求。
刀具成本是影响柴油机成本的主要因素之一，通过分析灰铸铁的组织形态，以了解影响灰铸铁可切削性能的主要因素，到合理选择刀具、达提高刀具寿命的目的，而降低刀具成本。从
磨能力进一步提高对于制备活塞环、这气缸套等受
作用，故灰铸铁具有较低的缺口敏感性和良好的切
肖力工性禽。０Ⅱ 邑
受片状石墨的影响，灰铸铁的抗拉强度、塑性、韧性及弹性模量均低于碳钢。受基体组织的影响，
为铁素体、光体、素体加珠光体三种，珠铁相应就有