Чем обработать отбеленный чугун

Обработка твердого чугуна СЧ25 1412-85. На сколько нужно занизить режимы сверления чтобы отверстие разбило?

А вот поводу «подбирать инструмент по отбеленному чугуну», что вы имели ввиду, и какой инструмент,если не сложно.)

Это, лучше, с поставщиками инструмента обсудить и лучше с представителями узкоспециальных брендов (сверление, резьбонарезание). Вот этот, например.

Заготовка имеет твердость по HB свыше 300-от. И как бы, все бы не чего, занижаем режимы и грызем по тихоньку. Отжиг не помогает, почему именно сказать не в силах.

Так вот, собственно что я хотел бы узнать, на сколько нужно занизить режимы сверления чтобы отверстие разбило? И поможет ли это?

Заготовка имеет твердость по HB свыше 300-от. И как бы, все бы не чего, занижаем режимы и грызем по тихоньку. Отжиг не помогает, почему именно сказать не в силах.

А какую твёрдость заготовка должна иметь по чертежу?

Нет предела совершенству!

А какую твёрдость заготовка должна иметь по чертежу?

А вот поводу «подбирать инструмент по отбеленному чугуну», что вы имели ввиду, и какой инструмент,если не сложно.)

Это, лучше, с поставщиками инструмента обсудить и лучше с представителями узкоспециальных брендов (сверление, резьбонарезание). Вот этот, например.

Нет предела совершенству!

Для чугуна с пластинчатым графитом (СЧ) сдаточными характеристиками являются временное сопротивление при растяжении и твердость. Твердость по НВ выше 300 не соответствует марке СЧ25. Это уже повод вернуть заготовки исполнителю. Отбел по всему сечению может быть вызван косяком в химическом составе. Последний не является сдаточной характеристикой, но имеет смысл проверить. Если в чугуне имеются примеси, например никеля, то графитизирующий отпуск, что мертвому припарки.

Это, лучше, с поставщиками инструмента обсудить и лучше с представителями узкоспециальных брендов (сверление, резьбонарезание). Вот этот, например.

А это мысль. Решил сделать отдельный Тех.проц. для заготовок с отбелом и просто потом переключатся между инструментами. Найс. Спасибо. Вопрос решен)

Источник

Чем обработать отбеленный чугун

ОБРАБОТКА ЧУГУНА РЕЗАНИЕМ

Цель статьи — помочь тем специалистам, кто обрабатывает серый чугун или высокопрочный чугун (с шаровидным графитом). Чугун представляет собой сплав железа с углеродом, в котором содержание последнего превышает 2,14%. Свойства чугуна сильно зависят от технологии изготовления. Упрощенно технология изготовления чугуна сводится к следующему: берется металлический лом, расплавляется в большом чане – чугун готов. Конечно, все намного сложнее, но чем больше различных материалов на входе, тем менее предсказуемы свойства чугуна на выходе, а это серьезно усложняет последующую механическую обработку. Несмотря на это получающийся металл, с экономической точки зрения, идеально подходит для изготовления больших партий деталей и широко используется в автомобильной промышленности. Применяется множество видов чугуна, включая ковкий, белый, серый и высокопрочный (с шаровидным графитом). В этой статье мы подробно рассмотрим обработку резанием серого и высокопрочного чугуна инструментом из твердого сплава, кубического нитрида бора и, когда это возможно, поликристаллического алмаза.

Твердый сплав

Серый чугун – материал, из которого изготавливают множество автомобильных деталей, таких как блоки цилиндров ДВС, тормозные диски и головки блока цилиндров. Для изготовления автомобильных деталей часто применяется высокопрочный чугун. На его обработку, как правило, уходит в 3 раза больше инструмента, чем на обработку серого чугуна. Такое положение дел объясняется тем, что высокопрочный чугун содержит больше кремния и легирующих элементов, в виде труднообрабатываемых карбидов. Кроме того, графит в сером чугуне представлен в виде чешуек и достаточно легко обрабатывается резанием. В высокопрочном же чугуне графитовые включения имеют форму шара, окруженного оболочкой из карбида кремния.

Несмотря на то что серый чугун легче обрабатывается резанием, есть некоторые трудности: при обработке выделяется значительное количество теплоты. Именно поэтому на твердосплавные пластины для обработки чугуна наносится достаточно толстое многослойное покрытие (около 20 мкм), включающее слой оксида алюминия (Al2O3). Al2O3 защищает основу твердосплавной пластины от перегрева, кроме того, оксид алюминия химически стабилен: он не вступает в реакцию с чугуном, что позволяет избежать химического износа пластины. Твердосплавные пластины с таким покрытием работают на скоростях резания 300-450 м/мин.

Обработка высокопрочного чугуна твердосплавными пластинами ведется на скоростях 150-250 м/мин, но для этого требуется покрытие, более стойкое к абразивному изнашиванию. Применяются покрытия, в которых Al2O3 чередуется с толстыми слоями TiCN (карбонитрид титана).

Свойства основы твердосплавной пластины имеют большое значение, поэтому выбирайте мелкозернистый твердый сплав с тонким слоем кобальта прямо под покрытием (исключается микровыкрашивание основы).

Обработка чугуна – в буквальном смысле грязное дело, так как при этом разрушается и превращается в пыль свободный графит. Пыль, оседая, загрязняет все пространство вокруг станка. Как правило, с этим борются путем применения СОЖ. На самом деле при обработке «всухую» повышается и производительность, и стойкость инструмента.

При использовании СОЖ могут появиться термические трещины из-за разницы температур, так как труднее всего подать СОЖ туда, где она действительно нужна, на режущую кромку. В результате разница температур между зонами пластины, куда СОЖ попадает и куда не попадает, значительна.

Применение СОЖ может также способствовать повторному перерезанию стружки при растачивании блока цилиндров ДВС. Так как тяжело направить СОЖ непосредственно в зону резания, она отражается от дна отверстия, поэтому приносит с собой абразивную стружку. Это снижает стойкость инструмента на 50-75 процентов.

При обработке без СОЖ основные проблемы – большое количество пыли и выход размера за пределы поля допуска в результате нагрева заготовки в процессе обработки. Необходимой точности можно добиться путем увеличения подачи – деталь просто не будет успевать нагреваться.

Кубический нитрид бора

Кубический нитрид бора (эльбор) широко применяется при обработке серого и отбеленного чугуна. Высокопрочный чугун им не так часто обрабатывают из-за большого содержания феррита. Для серого чугуна содержание феррита должно быть ниже 10%, а лучше ниже 5%. В противном случае стойкость будет невелика. При содержании свободного феррита менее 5% скорость резания составит 1000-1500 м/мин, в зависимости от условий обработки. Содержание феррита зависит во многом от времени года, в которое произведены отливки, связано это со временем охлаждения. Зимой феррита много, а летом мало.

Высокопрочный чугун также обрабатывают кубическим нитридом бора. Это оправдано при замене шлифования резанием или при невозможности получения требуемого качества поверхности с помощью твердого сплава. Скорость резания составляет 120-200 м/мин.

При обработке чугуна кубическим нитридом бора рекомендуется подача не менее 0,1 мм/об, а глубина резания 0,1-3 мм. Подачу необходимо увеличивать до тех пор, пока позволяет качество получаемой поверхности – улучшится и производительность, и стойкость.

Твердость при высоких температурах

Для кубического нитрида бора применение СОЖ противопоказано (особенно при фрезеровании) из-за риска образования термических трещин. Кубический нитрид бора отлично работает при высоких температурах 900-1100° С.

Кубический нитрид бора – твердый и износостойкий материал, поэтому покрытие не существенно увеличит его стойкость. Покрытие золотого цвета (TiN) помогает определить, когда пластина изношена, так как кубический нитрид бора черного цвета и проточины черного цвета.

Для обеспечения прочности режущей кромки на ней делается фаска 0,1-0,25 мм. Для уменьшения сил резания используются пластины с острой режущей кромкой, которые часто применяются при растачивании. Слишком большие силы резания вызывают отжим расточной оправки, что ведет к отклонению от цилиндричности или круглости в поперечном сечении. Для растачивания выбирайте пластины с острой режущей кромкой, с небольшим скруглением режущей кромки или с уменьшенным углом фаски. В полной мере эти рекомендации относятся к операции растачивания чугунной гильзы, запрессованной в алюминиевый блок цилиндров. Рекомендуемые режимы резания: глубина резания 0,35 мм на сторону (получистовая обработка) и скорость резания 1000-1100 м/мин. Подача выбирается максимальной из обеспечивающих качество поверхности.

Твердый сплав против кубического нитрида бора

Что использовать: твердый сплав или кубический нитрид бора? Для принятия решения необходимо в первую очередь знать объем партии: чем она больше, тем выгоднее использовать кубический нитрид бора. В сравнении с твердым сплавом или керамикой скорость резания в 2, 3 или даже 4 раза выше. В то же время стойкость также увеличивается. При использовании кубического нитрида бора производительность увеличивается в 5-10 раз.

Часто кубический нитрид бора используют, когда успех операции зависит в первую очередь от стойкости инструмента. При этом достигается высокое качество и уменьшается количество брака.

Инструмент из кубического нитрида бора стоит дороже твердосплавного, но при правильном его использовании себестоимость изготовления одной детали получается ниже.

При обработке материалов на основе железа инструмент из поликристаллического алмаза используют очень редко из-за риска графитизации.

Если же температура в зоне резания будет оставаться ниже 700°С, то его применение может оказаться экономически эффективным. Для этого выбирается инструмент с нулевым наклоном режущей кромки и задним углом 7°, сама режущая кромка должна быть острой, любая фаска увеличивает сопротивление, а значит, и выделение тепла. Обязателен подвод СОЖ через инструмент, а также обильный наружный подвод СОЖ. Рекомендуемые режимы резания для серого чугуна: скорость резания 150 м/мин, подача 0,12 мм/об и глубина резания 0,25 мм. При этом достигается феноменальная стойкость.

В каждом конкретном случае инструмент подбирается отдельно, необходимо также оптимизировать режимы резания.

Вне зависимости от того, каким инструментом вы обрабатываете чугун, проконсультируйтесь по поводу его выбора со специалистом, в таком случае вы сможете найти оптимальное решение гораздо быстрее.

Д. В. Тренёв, генеральный директор компании «Мир Станочника»

Источник

Способ поверхностного отбеливания чугунных отливок

Класс 18 с, д.) ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ способа поверхностного отбеливания чугунных отливок.

К патенту Л. К. Бугаева, заявленному 7 июня 1926 года (ваяв. свид. № 8861).

0 выдаче патента опубликовано 31 июля 1928 года. действие патента распространяется на 15 лет от 31 июля 1928 года.

В предлагаемом способе отбеливанпе, поверхностного слоя производится при, помощи вольтовой дуги. В уже обрабо-; танной механическим путем чугунной детали участок, подлежащий отбелива-, нию, нагревается в горне или костре до, температуры около 400 (если деталь мала IIлп сложна, так что опасен неравномерный нагрев, то следует нагревать всю деталь), затем изделие подвергают резкому поверхностному нагреву вольтовой дугой, т.-е., пользуясь высокой температурой вольтовой дуги, оплавляют поверхностный слой. Для получения вольтовой дуги деталь соединяется с по-, ложительным полюсом, а угольный электрод — с отрицательным. Сила тока должна. быть 350 — 400 ампер при 40 — 50 вольт.

Продолжительность нагрева вольтовой дугой несколько секунд на кв. дюйм. при этом, чем больше прогревать, тем глубже получается слой отбеленного чугуна (до 10 мм). По окончании обработки вольтовой дугой, чтобы получившийся слой белого чугуна не потресràëñÿ) необходимо обрабатываемый участок и прилегающую часть покрыть толстым слоем густо разведенной глины и оставить остывать.

;Цожно произвести отбеливаные и без предварительного нагрева, но в этом случае отбеливаемое место, тотчас по обработке вольтовой дугой, необходимо покрыть горяп1им древесным углем, а затем уже покрывать глиной, при чем получается более резкий переход от серого к белому чугуну.

Способ поверхностного отбеливания чугунных отливок, отличающийся тем, что отбелпваемую поверхность нагревают вольтовой дугой.

Источник

Термическая обработка чугуна

Отжиг при низкой температуре

Для устранения внутренних напряжений и восстановления заготовки из серого чугуна в размерах, используют естественное старение либо отжиг при низких температурах.

Метод естественного старения является непопулярным, поскольку он подразумевает продолжительное выдерживание металла после окончательного охлаждения, которое может составлять 3 – 5 месяцев, а в ряде случаев, и несколько лет. Такой подход определяется тогда, когда отсутствует необходимое оборудование для осуществления отжига.

В наши дни он почти не практикуется, вместо него применяют метод низкотемпературного отжига. Заключается он в том, что отливки после полного застывания складывают в охлажденную печь или в печь, разогретую до 100 – 200 градусов (°С). При этом проводят неспешный нагрев, набирая каждый час по 75 – 100 градусов, пока температура не достигнет 500 – 550 градусов.

После этого металл оставляется на 2 – 5 часа, после чего проводится остуживание до 200 градусов с понижением температуры каждый час на 30 – 50 градусов. Затем проводится охлаждение на открытом воздухе.

Графитизирующий метод отжига

Во время отливания изделий не исключено частичное отбеливание серого чугуна на внешней их части, а иногда затрагивается и все сечение. Для недопущения этого процесса и повышения показателей обрабатываемости чугуна, осуществляется графитизирующий отжиг при высокой температуре с удержанием его при 900 – 950 градусах на протяжении 1 – 4 часов. После следует остуживание до 250 – 300 градусов в печи и перенос процесса охлаждения на открытый воздух. Такой тип отжига позволяет цементиту в отбеленных зонах расщепиться на феррит и графит, после чего белый и чугун, состоящий из смеси переменных пропорций серого и белого, трансформируются в серый чугун.

Упрочняющая термическая обработка заготовок изделия

Такому процессу подвергаются заготовки, имеющие несложные формы с малыми сечениями. Упрочняющая термическая обработка осуществляется с поддержанием температуры 850 – 900 градусов и выдержкой на протяжении 1 – 3 часов. Вслед за этим следует проведение процесса остывания изделий на воздухе. Такие температуры ведут к расщеплению углерода и графита в аустените. В результате воздушного охлаждения основа из металла приобретает структуру трооститного перлита с чуть большей твердостью и улучшенными показателями устойчивости к износу. Процесс упрочнения для серого чугуна практически не используется, чаще прибегают к закалке с отпуском.

Чтобы увеличить прочностные характеристики серого чугуна, прибегают к закалке, производимой путем нагревания его до 850 – 900 градусов с последующим остуживанием в воде. Закалять можно перлитные и ферритные чугуны. Этот процесс позволяет получить твердость HB порядка 450 – 500. Изделия впоследствии приобретают структуру мартенсита с достаточным включением остаточного аустенита и графитового выделения. Отличным способом увеличения прочности и износостойкости серого чугуна считается изометрическая закалка, производимая по принципу закалки стали.

На чугунах высокой прочности, имеющих шаровидный графит, можно применять пламенную и высокочастотную поверхностную закалку. Изделия после данной обработки приобретают большую твердость поверхности, вязкую внутреннюю часть, что дает им возможность выдерживать значительные удары и истирания.

Легированные серые чугуны и магниевые чугуны высокой прочности время от времени подвергаются азотированию. Твердость поверхности после такого процесса составляет HV 600 – 800, при этом получается высокая износостойкость. Очень результативным является процесс сульфидирования чугуна. Кольцо поршня, к примеру, после данного воздействия быстро прирабатывается, не так быстро истирается, а время его эксплуатации может значительно возрастать.

Для устранения напряжений, полученных вследствие закалки, проводится отпуск. Детали, которые в будущем будут испытывать высокие нагрузки на износ, подвергаются отпуску при воздействии температуры 200 – 250 градусов. Над заготовками из чугуна, которые не будут предназначаться для работы при значительных трениях, проводится высокий отпуск при 500 – 600 градусах. Во время такого процесса, у чугунов, которые предварительно прошли закалку, твердость уменьшается не так сильно, как при отпуске сталей. Происходит это из-за того, что состав закаленного чугуна состоит из большого объема остаточного аустенита. Кроме того, влияет наличие немалой доли кремния, усиливающего отпускоустойчивость мартенсита.

Выработано два метода отжига на мягкий чугун:

• графитизирующий отжиг при нейтральных условиях, заключающийся в расщеплении цементита на феррит и мелкие частицы графита;
• обезуглероживающий отжиг, сопутствующийся окислительными процессами, заключающийся в сжигании углерода.

Получение мягкого чугуна при помощи отжига с применением второго метода требует 5 – 6 суток, из-за чего применяется в основном метод графитизации. Заготовки, после удаления с них песка и фрагментов каналов для заполнения литейных форм, пакуются в металлическую тару или складываются на поддон, после чего проводится отжиг в методических, каменных и иных печах для отжига.

Отжиг заключается в проведении 2-х этапов графитизации. Первый состоит из ровного нагрева отливок до 950 – 1000 градусов с последующим выдерживанием на протяжении 10 – 25 часов, после чего температура снижается до 750 – 720 градусов по 70 – 100 градусов за час. Второй этап заключается в выдержке заготовок при 750 – 720 градусах в течение 15 – 30 часов, со следующим их остуживанием в печи до 500 – 400 градусов. При таких температурных показателях происходит перемещение их на воздух, где проходит окончательное охлаждение. Благодаря такой последовательности в пределах 950 – 1000 градусов происходит расщепление цементита. После проведения такого отжига структура мягкого чугуна приобретает форму зерен феррита с добавлениями гнезд из мелких частиц графита.

Для повышения вязкости, перлитный мягкий чугун подвергается сфероидизации. Для ускорения отжига на мягкий чугун, осуществляют закалку белого чугуна, а после – графитизацию.

Термическое воздействие на мягкий чугун

Для усиления прочностных характеристик и износостойкости, проводят нормализацию мягкого чугуна или закалку с последующим отпуском. Упрочняющая термическая обработка заключается в выдержке чугуна при 850 – 900 градусах на протяжении 1 – 1,5 часов, после чего проводится остуживание на открытом воздухе. Заготовки с увеличенной твердостью подвергаются высокому отпуску при 650 – 680 градусах с 1 – 2 часовым удержанием.

Бывают случаи, когда нужно проведение закалки чугуна для получения усиленной прочности и износостойкости в ущерб пластичности. Температуры применяются те же, что и в процессе нормализации, охлаждение происходит в воде или масле. Отпуск, исходя из потребностей в твердости, проводится чаще всего при 650 – 680 градусах. Ускоренное охлаждение осуществляется сразу вслед за первым этапом графитизации, когда показатели температуры доходят до 850 – 880 градусов, после чего проводится высокий отпуск. Для мягкого чугуна проводится закалка при помощи высокочастотных токов или кислородно-ацетиленовым пламенем. Закалка тормозных колодок по такому методу состоит из нагревания деталей высокочастотными токами до 1000 – 1100 градусов и удержанием на 1 – 2 минуты, после чего проводится ускоренное охлаждение. Строение закаленного слоя включает мартенсит и частицы графита HRC 56 – 60.

Мягкий чугун очень часто используется в машиностроении, различных промышленностях, в сельском хозяйстве и в иных отраслях. Из него делают детали станков. Такому чугуну отдается предпочтение благодаря тому, что он дешевле стали, при этом он имеет отличные механические характеристики и он очень устойчив к коррозии и износу.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Для устранения отбела при отливке таким способом барабанов для колец применяют чугун с высоким содержанием кремния, что приводит к появлению в отливках структурно-свободного феррита. Между тем, отливки с наличием структурно-свободного феррита и точечной формой графита имеют пониженную износостойкость по сравнению с отливками в стационарные песчано-глинистые формы. В связи с отмеченными недостатками отливка втулок и колец в металлические ( нефутерованные) изложницы запрещена. [2]

Одновременно с устранением отбела снимаются и внутренние напряжения в отливках. [4]

Для улучшения формы графита и устранения отбела ( появления в структуре первичных и эвтектических карбидов) прибегают к модифицированию чугуна ферросилицием марки ФС-75. Чугун не подчиняется закону Гука и ведет себя как неупругий материал. Из-за включений графита он нечувствителен к концентрации напряжений. Отверстия, углы, переходы, а также небольшие раковины, усадочная пористость и неметаллические включения незначительно влияют на его конструкционную прочность. Предел прочности на изгиб является сдаточной характеристикой С. [6]

Графитизирующий отжиг применяют также для устранения отбела отливок из серого чугуна, возникающего в их тонких сечениях, или при литье в металлические формы, в связи с чем повышается хрупкость и резко снижается обрабатываемость. В результате отжига устраняется отбел и структура становится перлитной, феррито-перлитной или ферритной. [8]

Графитизирующий отжиг используют для разложения карбидов ( устранения отбела ) в отливках из всех видов чугуна и снижения твердости поверхностного слоя. Продолжительность отжига зависит от размеров отливки, толщины стенок, химического состава чугуна и обычно принимается из расчета 1 ч на каждые 25 мм толщины стенки отливки. [9]

Увеличение количества и толщины слоев покрытия благоприятно в отношении устранения отбела и повышения стойкости формы. [13]

Небольшие и средние отливки подвергают отжигу для снижения твердости и устранения возможного отбела в тонких частях и в заливах. При этом во время отжига ажурных отливок и отливок с тонким рельефом не следует допускать образования большой окалины, так как это ухудшает четкость рисунка. [15]

Источник