铸铁型材品质与价格同行

球墨铸铁以其良好的抗冲击性、很高的抗拉强度及铸铁特有的优良的铸造性、耐磨性、抗疲劳性及经济性等优点广泛应用于机械制造工业的各种零部件。本文针对公司球墨铸铁件切削加工中存在的问题(如进排气管过程中产生的毛刺),通过有限元建模分析和切削试验,探索球墨铸铁切削过程中切削毛刺的形成机理,并进一步探索球墨铸铁的切削性能,为提高产品质量、降低切削成本提供工艺指导。 本文首先基于有限元建模,对球墨铸铁的铣削过程进行了仿真分析,仿真表明球墨铸铁铣削过程等效应变和温度具有相似的分布规律。切削毛刺仿真表明,毛刺形成过程中,温度逐渐升高,毛刺的大小与温度升高的持续时间相关。 球墨铸铁件之所以能打败其他工件成为多种场合使用的，就是因为它具有强大的抗压能力以及优异的防腐性能，其中防腐性能就是来自于产品表面的镀锌层。当锌与铁发生电化学反应滞后被，就会在球墨铸铁件表面形成稳定的保护层，对产品起到主动的保护作用。 铸铁型材差不多已在所有主要工业部门中得到应用，这些部门要求高的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐严重的热和机械冲击、耐高温或低温、耐腐蚀以及尺寸稳定性等。为了满足使用条件的这些变化、球墨铸铁现有许多牌号，提供了机械性能和物理性能的一个很宽的范围。进一步的切削试验表明:速度和进给量对毛刺的影响较小,而切深影响较大。同时对球墨铸铁铣削加工性能进行了试验研究。研究表明:球墨铸铁表面粗糙度随着铣削速度的增大而减小;随着进给量和切深的增大而增大。切削速度较低时,球墨铸铁切屑比较短,呈屑状。随着切削速度的提高,切屑呈细长状。切深与进给量较小时,切屑呈屑状,随着切深与进给量的提高,切屑呈细长状。以硬质合金刀具铣削球墨铸铁时,其失效形式主要是磨粒磨损。

通过不同放大倍数下对凝固组织的观察发现,相邻铬量不同冷速也可能得到类似的组织,即某铬含量的金属型试样组织与较低铬量的水冷试样类似,碳化物尺寸及分布都相当。这说明含铬量与冷却条件均在一定程度上对组织产生影响,且由铬量不同造成的耐腐蚀性差异在一定范围内也可通过对冷速的控制来减,;对于较低含铬量(10%、12%、15%)的铸铁,砂型(慢冷)试样的凝固组织中M7C3型碳化物呈板状和块状交叉分布,碳化物和共晶团尺寸相对较大;金属型(较快冷)试样组织中的碳化物则多以块状出现,菊花状共晶团数量增多;水冷(快冷)试样中碳化物尺寸减小,并且有趋于粒状的倾向,组织细小且碳化物分布比较均匀,耐腐蚀性也较好。较高含铬量(18%、23%、28%)的铸铁,组织差异与前述类似,但由于铸铁型材铬含量较高,耐腐蚀性差异有所不同。水冷(快冷)条件下,不仅使得奥氏体基体中固溶的碳量和铬量均增加,而且也使得碳化物的类型、尺寸、形态和分布更为理想,降低了奥氏体基体与相邻碳化物之间的电极电位,从整体上提高了其耐腐蚀性能。这说明当铬含量达到一定程度,由于基体组织的改变,其耐腐蚀性受碳化物参数的影响程度会减弱。