鋳鉄の処理は、そのユニークな特性のために特定のアプローチを必要とします。これは単一の材料ではなく、高炭素含有量、優れた圧縮強度だけでなく、脆性と研磨性で知られる合金(灰色、延性、圧縮黒鉛鉄など)のファミリーです。主な課題は、研磨性の管理、割れや欠けの防止、グラファイトダストの制御です。
主要な処理手順の重要な注意事項は次のとおりです。
- 機械加工（旋削、フライス加工、掘削）
機械加工における主な目標は、工具の摩耗に対抗し、部品を損傷することなくクリーンな仕上げを達成することです。
- 工具の選択：耐摩耗性のために常に炭化物先端工具を使用してください。大量生産のために、多結晶ダイヤモンド(PCD)ツールは摩耗対策に優れています。工具が正のすくい角度で鋭利であることを確認して、切断力を減らし、部品の欠けを防ぐのに役立ちます。
- 剛性が最も重要です。緩いセットアップによる振動や雑音は、脆い鉄がエッジで破損する可能性があります。機械、ワークピース、およびツールホルダーは、滑らかなカットを確保するために非常に剛性がある必要があります。
- 速度と送り：一般的に、工具の研磨摩耗を制御するために低い切断速度が使用されます。ただし、より高い送り速度は、ツールを硬く研磨性のある「鋳造皮膚」をすばやく通過し、下のより均一な母材に入れるのに有益な場合があります。
- クーラントに関する議論：主な予防策はクーラントを使用する決定です。鋳鉄はほとんどの場合、乾燥して機械加工されます。これは、加工中に発生する微細なグラファイトダストとクーラントが混合して、工作機械、ガイドウェイ、ボールネジに大きな損傷を与える粘着性のある研磨性スラリーを作成する可能性があるためです。さらに、急速な加熱および冷却により、炭化物工具先端に熱衝撃やマイクロクラックが発生する可能性があります。
- クーラントを使用する時期：クーラントは、重要な公差や表面仕上げの仕上げ作業、または大幅な熱を発生する硬質合金アイロンの加工時に使用されることがあります。使用する場合、ほこりを洗い流すのに役立つために、ミストよりも洪水クーラントシステムが好ましい。
- ダストコントロール：これは交渉できない安全性と機器の予防措置です。グラファイトダストは研磨性であり、吸入すると有害になる可能性があります。ソースで統合された真空システムまたは集塵器を使用します。ほこりが完全に含まれていない場合は、オペレーターは適切な呼吸保護具を着用する必要があります。
- 研削；研削；研削；研削；
研削は仕上げとバリ取りに使用されます。
- 研磨ホイールの選択：酸化アルミニウムまたは炭化ケイ素ホイールを使用してください。鉄のほこりが砥粒間の空間を詰まらせ、ホイールを無効にし、熱が蓄積する「荷重」を防ぐために、ホイールを鋭く開いた状態に保つ必要があります。
- 熱の蓄積を避けます。安定した均一な圧力をかけ、部品を動かし続けます。1つのスポットで研削すると、強い局所的な熱が発生し、表面に小さな熱亀裂のネットワークである「チェック」を引き起こす可能性があります。
- クーラントを使用する：多くの機械加工操作とは異なり、熱を制御し、ほこりを抑え、表面仕上げを改善するために、研削時にクーラントを強くお勧めします。
- 溶接・接合
警告：鋳鉄の溶接は困難であり、通常は修理のために、製造ではなく、経験豊富な専門家によってのみ試みるべきです。
- 徹底的な予熱：これが最も重要なステップです。鋳造全体を500°F~1200°F(260°C~650°C)の間に予熱すると、溶接部の冷却速度が遅くなります。これにより、熱影響帯に非常に硬く脆いマルテンサイトが形成されることが防止され、これがひび割れの主な原因です。
- ゆっくりと制御された冷却：溶接後、部品を非常にゆっくりと冷却する必要があり、しばしば石灰やバーミキュライトのような絶縁材料に埋めることによって。この「後加熱」プロセスは、蓄積されたストレスを軽減します。
- 正しい充填金属：特殊なニッケルベースまたはニッケル鉄電極を使用してください。これらの材料はより延性が高く、母材の炭素含有量が高いため、溶接部は割れずに応力を吸収することができます。
- テクニック：低電流設定を使用し、小さなストリンガービーズを入金します。それでも暖かい間に各ビーズをピーニング（軽く叩く）すると、ストレスを和らげるのに役立ちます。部品に過度の熱を加える大きな織りビーズを避けてください。
- 熱処理；熱処理
- ゆっくりと均一な加熱：鋳物はさまざまな厚さで複雑な形状を持っています。加熱が速すぎると、反りや割れを引き起こす可能性のある熱応力が発生します。遅く制御された加熱速度が不可欠です。
- 厳しい焼入れを避けてください。ほとんどの鋳鉄、特に灰色の鉄を水や速い油で焼入れしないでください。熱衝撃はほぼ確実にひび割れを引き起こします。焼入れは通常、制御されたプロセスを使用して、オーステンパーダクタイル鉄(ADI)のような特殊なグレードでのみ実行されます。
- ストレス解消：これは非常に一般的な治療法です。鋳造を1000~1150°F(540~620°C)に加熱し、ゆっくり冷却する前に保持して、鋳造プロセスと事前加工による内部応力を緩和し、最終製品の寸法安定性を確保します。
- 一般的な取り扱い・保管
- もろいです。鋳鉄製品を落としたり、衝撃を受けたりすることはありません。圧縮は強いが張力は弱く、スナップする可能性があるため、薄い部分や突起に力を加えて持ち上げることは避けてください。
- 適切なサポート：平らで平坦な表面に鋳物を保管します。ストレスを誘発して割れにつながる可能性があるため、時間の経過とともに自分の重さで曲がる方法で保管しないでください。
最終的な概要：常に使用している鋳鉄の特定の種類(例：クラス40グレーアイアン、65-45-12延性アイアン)を特定します。正確な予防措置は異なります。疑問がある場合は、材料仕様データシートと工具メーカーの推奨事項を参照してください。重要なのは、あらゆる段階で材料の脆性と研磨性を尊重することです。
