обработка чугуна требует специфического подхода из-за его уникальных свойств. это не один материал, а семейство сплавов (таких как серое, пластичное и уплотненное графитовое железо), известное высоким содержанием углерода, хорошей прочностью на сжатие, но также хрупкостью и абразивностью. Основными задачами являются управление его абразивной природой, предотвращение трещин и обстрелов, а также контроль графитовой пыли.
Вот ключевые меры предосторожности при основных этапах обработки:
- обработка (токарка, фрезерование, бурение)
Основной целью обработки является борьба с износом инструмента и достижение чистой отделки без повреждения детали.
- Выбор инструмента: всегда используйте инструменты с карбидным наконечником для их износостойкости. Для крупномасштабного производства инструменты из поликристаллического алмаза (ПКД) отлично подходят для борьбы с износом. Убедитесь, что инструмент острый с положительным углом грабли, чтобы уменьшить силу резания, что помогает предотвратить обрыв детали.
- жесткость имеет первостепенное значение: любая вибрация или болтовня от свободной установки, вероятно, приведет к разрушению хрупкого железа по краям. Машина, заготовка и держатель инструмента должны быть чрезвычайно жесткими, чтобы обеспечить плавную резку.
- Скорость и подача: обычно для контроля абразивного износа инструмента используются более низкие скорости резки. однако более высокая скорость подачи иногда может быть полезной для быстрого прохождения инструмента через твердую абразивную «литейную кожу» и в более равномерный основной металл ниже.
- дебаты о охлаждающей жидкости: основной мерой предосторожности является решение об использовании охлаждающей жидкости. чугун чаще всего обрабатывается сухим. это связано с тем, что охлаждающая жидкость может смешиваться с мелкой графитовой пылью, образующейся во время обработки, образуя липкую абразивную суспензию, которая наносит сильный ущерб станкам, направляющим и шаровым винтам. Кроме того, быстрое нагревание и охлаждение могут вызвать тепловой удар и микротрещины в наконечниках карбидных инструментов.
- когда использовать охлаждающую жидкость: охлаждающую жидкость иногда используют при отделке критических допущений и отделки поверхности или при обработке твердолегированных утюгов, которые вырабатывают значительное тепло. Если вы используете, система охлаждающей жидкости для наводнения предпочитается туману, чтобы помочь смыть пыль.
- Контроль пыли: это неподлежащая переговорам мера безопасности и предосторожности оборудования. Графитовая пыль является абразивной и может быть вредной при вдыхании. используйте интегрированную вакуумную систему или пылеуловитель в источнике. Операторы должны носить соответствующую защиту дыхательных путей, если пыль не полностью сдерживается.
- шлифовка
шлифовка используется для отделки и удаления заусенцев.
- Выбор абразивных колес: используйте колеса из оксида алюминия или карбида кремния. Колесо должно оставаться острым и открытым, чтобы предотвратить «нагрузку», когда железная пыль забивает пространства между абразивными зернами, делая колесо неэффективным и вызывая накопление тепла.
- Избегайте накопления тепла: нажмите стабильное и равномерное давление и поддерживайте движение детали. шлифовка в одном месте вырабатывает сильное локальное тепло, которое может вызвать «проверку» — сеть небольших термических трещин на поверхности.
- Используйте охлаждающую жидкость: в отличие от многих обрабатывающих операций, охлаждающую жидкость настоятельно рекомендуется при шлифовании для контроля тепла, подавления пыли и улучшения отделки поверхности.
- сварка и соединение
Предупреждение: сварка чугуна сложна, и ее следует пытаться только опытными профессионалами, обычно для ремонта, а не для изготовления.
- тщательный предварительный нагрев: это самый критический шаг. предварительный нагрев всей литья до 500°F до 1200°F (260°C-650°C) замедляет скорость охлаждения сварного шва. это предотвращает образование чрезвычайно твердого и хрупкого мартенсита в зоне, воздействуемой теплом, что является основной причиной трещин.
- медленное контролируемое охлаждение: после сварки деталь должна охлаждаться очень медленно, часто захоронив ее в изоляционном материале, таком как извести или вермикулит. этот процесс «последующего отопления» снижает накопленные напряжения.
- правильный наполнитель: используйте специализированные никелевые или никелево-железные электроды. эти материалы более пластичны и совместимы с высоким содержанием углерода в основном металле, что позволяет сварному шву поглощать напряжения без трещин.
- Технология: используйте настройку с низким током и откладывайте небольшие шарики. шлифовка (слегка ударить) каждой бусины, пока она все еще тепла, помогает снять стресс. избегайте больших плетенных бусин, которые вводят в деталь чрезмерное тепло.
- термическая
- медленное и равномерное нагревание: отливки имеют сложные формы с различной толщиной. слишком быстрое их нагревание создает термические напряжения, которые могут вызвать деформацию или трещину. медленная, контролируемая скорость нагрева необходима.
- избегайте сильной закалки: никогда не закаляйте большинство чугунов, особенно серого железа, в воде или быстром масле. тепловой удар почти наверняка приведет к трещине. Закалка обычно выполняется только на специализированных сортах, таких как уплотненный пластичный чугун (ADI) с использованием контролируемых процессов.
- снятие стресса: это очень распространенное лечение. Нагрев литья до 1000-1150°F (540-620°C) и удержание его перед медленным охлаждением снижают внутренние напряжения в процессе литья и предварительной обработки, обеспечивая стабильность размеров конечного продукта.
- общая обработка и хранение
- он хрупкий: никогда не бросайте чугунные изделия и не подвергайте их удару. Избегайте их подъема, применяя силу к тонким секциям или выступам, поскольку они сильны в сжатии, но слабые в натяжении и могут разбиваться.
- правильная опора: храните отливки на ровных, ровных поверхностях. избегайте хранения их таким образом, чтобы со временем они согнулись под собственным весом, поскольку это может вызвать стресс и привести к трещине.
окончательное резюме: всегда определяйте конкретный тип чугуна, с которым вы работаете (например, серый чугун класса 40, пластичный чугун 65-45-12). точные меры предосторожности будут различаться. При возникновении сомнений ознакомьтесь с данными о спецификациях материалов и рекомендациями производителя инструмента. Ключ заключается в уважении хрупкости и абразивности материала на каждом шаге.
