Обработка чугуна, механическая обработка чугуна, обработка серого чугуна, обрабатываемость чугуна, чугун обработка резанием, обработка чугуна на станках, сложность обработки чугуна | Проектная компания Высь

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПРОЕКТНАЯ КОМПАНИЯ

ВЫСЬ

Высь - это проектная компания высокого уровня, осуществляющая качественное проектирование объектов любой сложности, от создания 3D-модели до полного комплекта технической документации и внедрения в производство.
Создание 3D моделей

Подпишитесь на наши новости:

Интересные проекты, приёмы и многое другое



     


Обработка чугуна

 

Обработка чугуна довольно частое явление, ведь чугун, обладая хорошими технологическими свойствами и дешевизной, нашел широкое распространение при производстве деталей в самых различных отраслях – автомобилестроение, станкостроение, нефтегазовая промышленность и многие-многие другие.

Чугун отлично себя зарекомендовал для получения отливок, начиная от не ответственных изделий и заканчивая особо ответственными. Большое распространение чугун получил и в художественном литье, так как он значительно дешевле других литейных материалов, а по свойствам не уступает многим из них.

 

Обработка чугуна

 

Чугун представляет собой многокомпонентный, железоуглеродистый сплав с содержанием углерода выше 2%, претерпевающий эвтектическое превращение. Сплавы, содержащие менее 2,14% углерода, называются сталью. Чугуны содержат постоянные примеси (Si, Mn, P, S), а также могут содержать легирующие элементы.

Чугун содержит больше углерода, чем сталь, это придает ему больше твердости, снижая пластичность и вязкость. Чугун обладает более лучшими литейными свойствами, но хуже поддается пластической деформации, не обрабатывается ковкой в обычном состоянии, чугун хрупкий. Чугун дешевле стали.

 

обработка деталей из чугуна

 

Чугун разделяют в зависимости от состояния углерода:

Белый чугун. В белом чугуне углерод присутствует преимущественно в связанной форме в виде цементита (Fe3C). Белые чугуны обладают высокой прочностью и хрупкостью, и они очень абразивные, они плохо поддаются механической обработке, поэтому из них получают отливки не требующих обработки и работающих в условиях абразивного износа при сухом трении, также белый чугун используют для получения ковкого чугуна.

Серый чугун. Это сплав железа, кремния (1,2-3,5%) и углерода. В сером чугуне углерод присутствует преимущественно в виде графитовых включений различного размера и форм (преимущественно пластинчатой формы). Серые чугуны обладают хорошими технологичными и прочностными свойствами, поэтому они нашли широкое применение в качестве конструкционного материала. Он более хрупкий, но имеет хорошую теплопроводность, выделяет меньше тепла в том числе и во время резания, хорошо поглощает вибрацию, поэтому нашел применение в производстве двигателей. Основные марки серого чугуна оговорены в ГОСТ 1412.

Высокопрочный чугун. Чугун с шаровидным графитом. Углерод преимущественно или полностью присутствует в свободном состоянии в форме шаровидного графита. Обладает высокой прочностью и удовлетворительной пластичностью, иногда могут использоваться вместо стали. У данного чугуна хорошая жесткость, ударная вязкость, он прочный, не хрупкий. Но не может поглощать вибрации, низкая теплопроводность, как следствие большое выделение тепла. Основные марки высокопрочного чугуна регламентируются ГОСТ 7293.

Ковкий чугун. Производят путем отжига отливок из белого чугуна. В них углерод преимущественно находится в форме хлопьевидного графита. Менее чувствительный к растрескиванию. Основные марки ковкого чугуна приведены в ГОСТ 1215.

 

механическая обработка чугуна

 

Выделяют еще:

Легированный чугун, чугун со специальными свойствами. Эти чугуны используются для придания деталям свойств жаростойкости, маломагнитности, износостойкости, коррозионной стойкости, повышенной прочности, хладостойкости и других свойств. Форма графита меняется от пластинчатой до шаровидной. Основные марки легированных чугунов приведены в ГОСТ 7769.

Низколегированные чугуны имеют более лучшие механические свойства, а высоколегированные обладают лучшими специальными свойствами, такими как жаростойкость, износостойкость и т.д.

Отбеленный чугун. Применяется для отливок, которые работают на износ, как и белый чугун. Отбеленный слой расположен на рабочей поверхности отливки.

Модифицированный чугун. При определенных условиях (в жидком состоянии) вводят модификаторы для улучшения структуры и свойств, снижения в чугуне Si и C без отбела.

Чугун с вермикулярным графитом. Это литейный чугун, занимающий по механическим и физическим свойствам промежуточные значения между серыми чугунами и высокопрочными чугунами. Довольно новый материал, который набирает обороты в силу своих уникальных свойств. Стойкость к усталостному разрушению в 2 раза больше, чем у серого чугуна. Из него делают двигатели, он получается более легким и прочным, поглощает большие мощности. Масса на 20% меньше, чем из серого чугуна.

 


Отпущенный ковкий чугун. Его относят к закаленному чугуну, обладающему высокой прочностью, твердостью, жесткостью, высоким усталостным сопротивлением, износостойкостью, малым удельным весом. Усталостная прочность выше на 50%, чем у обычного ковкого чугуна.

 

чугун обработка резанием

 

Обрабатываемость чугунов

Обрабатываемость чугуна зависит от химического состава, физико-механических свойств и многих других факторов. Обрабатываемость улучшается с увеличением содержания графита, дисперсности и равномерности распределения структурных составляющих. Легирующие элементы как-раз и создают такие дисперсные и равномерные структуры, поэтому обрабатываемость легированных чугунов выше, чем обычных чугунов, конечно при условии одинаковой твердости. Так как, например, легирование хромом (Cr) приводит к повышению твердости и ухудшению обрабатываемости.

Чугун дает короткую, сыпучую стружку, в отличие от стали.

Серый чугун имеет небольшие режущие усилия и демонстрирует очень хорошую обрабатываемость. Возникает только абразивный износ.

Так серые и ковкие чугуны легко поддаются обработке, а вот чугуны с шаровидным графитом и отпущенный ковкий чугун подвергаются обработке сложнее. Причем при обработке отпущенного ковкого чугуна срок службы инструментов на 40-50% меньше, чем при обработке чугуна с шаровидным графитом. При обработке отпущенного ковкого чугуна возникают большие тепловые и механические нагрузки из-за высокой прочности, вследствие чего наблюдается большой износ режущей кромки.

При обработке чугуна с шаровидным графитом наблюдается наростообразование, это может приводить к отслаиванию покрытия пластин. Это в основном наблюдается у мягких чугунов с высоким содержанием феррита, у твердых чугунов с повышенным содержанием перлита это менее заметно, для них характерны абразивный износ и пластическая деформация.

Чугун с вермикулярным графитом находится между серым и с шаровидным графитом, он имеет меньшую теплопроводность, большую прочность, чем серый чугун, поэтому возникают большие усилия резания и возникает больше тепла. Также замечено, что фрезерная обработка методом круговой интерполяции имеет большую стойкость и производительность, чем растачивание данного чугуна.

 

обработка серого чугуна

 

Основные сложности обработки чугуна

— Температура является одним из главных факторов износа инструментов, ввиду высокой твердости и прочности чугуна.

— Наличие карбида кремния (SiC) в чугуне говорит о абразивном износе режущей кромки инструмента.

— При обработке чугуна с включениями песка, происходит интенсивный абразивный износ инструмента.

— Высокие скорости при обработке чугуна, особенно чугуна с включениями песка, приводят к быстрому износу инструмента.

— Высокая твердость, прочность имеют влияние на износ. Отпущенный ковкий чугун, чугун с вермикулярным графитом, чугун с шаровидным графитом имеют твердость 300-400 HB. Ковкий и серый чугуны – 200-250HB.

— Белый чугун имеет твердость 500HB, он очень абразивен и трудно поддается обработке.

— Неоднородность структуры чугуна, неравномерность припуска чугунных отливок, остатки песка в корке отливок.

 

Обработка чугуна на станках

 

Общие рекомендации при обработке чугунов

— Чугуны преимущественно обрабатывают пластинами без задних углов, у них более прочные кромки и они более надежны в использовании.

— Пластины по чугуну должны иметь твёрдую основу и толстый слой покрытия оксида алюминия для обеспечения стойкости к абразивному износу. Толстое покрытие дает CVD метод, несколько слоев покрытия дает еще большую износостойкость.

— Обычно чугун обрабатывают без СОЖ, на сухую, но иногда для снижения углеродно-железной пыли можно применение СОЖ. Также имеются сплавы, для которых необходимо применение СОЖ.

— Для снижения пыли при обработке без СОЖ и обеспечения высокой производительности необходимо обязательное применение вытяжной системы, а также применение ряда других мер, защищающих станок и самого рабочего от пыли.

Далее перейдем к особенностям токарной обработки чугуна и фрезерованию чугуна.

Также, Вам будет интересно почитать:
Обработка титана, в чем сложность обработки титана
Токарная обработка титана
Фрезерная обработка титана
Обработка нержавеющих сталей, в чем сложность обработки?
Токарная обработка нержавеющих сталей
Фрезерование нержавеющих сталей