Обрабатываемость белого чугуна резкой

Электроэрозионная разрезка литых образцов из чугуна ИЧ290Х12М твердостью HRC 45-47 привела к образованию в них трещин до 0,7 мм, снижению механических свойств и была признана непригодной для этих сплавов.

При выборе чугуна для изготовления деталей с большим объемом механической обработки необходимо учитывать обрабатываемость сплава. Поэтому изучение обрабатываемости резанием белых чугунов являлось актуальной задачей.

Обработка резанием белых чугунов затруднена из-за их высокой твердости. Трудности, связанные с механической обработкой сложных деталей из износостойких чугунов, иногда вынуждают отказываться от труднообрабатываемых сплавов либо менять их химический состав для улучшения обрабатываемости. Последнее нередко приводит к снижению износостойкости деталей.

В большинстве случаев детали из белых чугунов стремятся изготовлять с минимальным объемом механической обработки, оставляя лишь небольшие припуски, которые после закалки снимаются шлифованием. Перед шлифованием рекомендуется провести отпуск для снятия напряжений в отливках.

При необходимости обработки резанием чугуна 15 % Сr-Мо (клаймэкс аллой-42) рекомендуется содержание углерода не более 3 %. Улучшение обрабатываемости этого чугуна может быть достигнуто отжигом: медленным нагревом до 810-870 °С, выдержкой при этой температуре около 8 ч и медленным охлаждением с печью. После отжига и механической обработки детали должны быть закалены по режиму: относительно медленный нагрев до 1040 °С и охлаждение на воздухе.

В РТМ 28-61 детали из чугуна ИЧ290Х28Н2, имеющие в литом состоянии НВ 500-600, рекомендуется обрабатывать резцами с пластинками из сплава ВК-6М со скоростью 15-20 м/мин и подачей 0,4-0,6 мм/об при глубине резания 4-5 мм. Отжиг снижает твердость и дает возможность увеличить скорость резания в 1,5 раза. Литые детали из чугуна ИЧХ15М2 обрабатывают по режиму для литых деталей из чугуна ИЧХ28Н2, а отожженные отливки обрабатываются со скоростью 40-50 м/мин. Скорость резания неотожженных отливок из чугуна нихард не превышает 15-25 м/мин при подаче 0,3-0,4 мм/об и глубине резания 4-5 мм. Рекомендуемые режимы обработки деталей из чугуна ИЧХ28Н2 и нихарда, завышены.

Практика ряда заводов показывает, что обработка деталей из чугуна ИЧ290Х28Н2 затруднительна, и резание деталей из этого сплава осуществляется при скорости 8-12 м/мин. Аналогичные или более низкие скорости резания (4,6-10,7 м/мин при подаче 0,5-0,7 мм/об и глубине 2-3 мм) применяются при обработке деталей из нихарда, которые имеют обрабатываемость, близкую к обрабатываемости чугуна ИЧ290Х28Н2 .
 

Для механической обработки деталей из нихарда рекомендуется применять резцы с припаянными твердосплавными пластинками. Резец должен быть достаточно жестким, толщиной около 40 мм, с отрицательным передним углом от 5 до 17°. Угол увеличивается при повышении твердости обрабатываемого металла. Скорость резания невысокая - примерно 7,6 м/мин. Глубина резания: при обточке торца 1,27 мм, при расточке - 9,5 мм. Подача, наоборот: при обточке торца 0,6 мм, расточке - 0,13 мм.

Обрабатываемость наиболее применяемых белых чугунов изучали (по единой методике) методом торцевого точения отливаемых в песчаной форме образцов - дисков диаметром 295 мм, толщиной 30 мм, с центровым отверстием диаметром 60 мм для захода резца. Все заготовки термообрабатывались. Резание выполняли резцом с пластинкой твердого сплава ВК-6М. Геометрические параметры режущей части резцов были приняты по результатам исследований обрабатываемости чугуна ИЧ290Х28Н2.

Сравнение обрабатываемости резанием чугунов сводилось к установлению скоростей резания при точении, обеспечивающих одинаковую стойкость инструмента при одинаковой величине затупления и одинаковой геометрии режущей части резца и постоянных глубине резания и подаче. Коэффициент скорости резания определялся как отношение скоростей резания при часовой стойкости резца для исследуемого чугуна и чугуна ИЧ290Х28Н2,  показавшего самую низкую обрабатываемость среди исследованных сплавов и принятого за эталон.