Как избежать проблем при обработке чугуна

За счёт большого количества углерода чугун намного твёрже стали. Но при этом очень пластичен и хрупок. Поэтому имеет довольно много специфических особенностей при обработке.

Чугун является востребованным материалом в металлообработке. Он намного дешевле стали, но при этом прочнее её. Чугун идеально подходит, если вам нужно изготовить большую партию изделий. Поэтому материал широко используется в автомобильной промышленности и в художественном литье.

Но чугун чугуну рознь. В зависимости от технологии производства металла, его свойства сильно различаются.

Если рассуждать максимально примитивно, то чугун изготавливают следующим образом. Берут металлический лом, расплавляют его в большом чане – чугун готов. Соответственно, чем больше различных компонентов на входе, тем менее предсказуемо поведёт себя чугун.

Основные виды чугуна

Исходя из количества углерода в составе сплава, чугун делят на несколько сортов.

Белый чугун отличается тем, что почти весь углерод в его составе химически связан в карбид железа. В машиностроительном производстве белый чугун применяется редко, так как он очень твёрдый, но при этом довольно хрупкий. Данный сплав тяжело поддаётся резке из-за своих абразивных качеств. И обычно в процессе обработки от него откалываются куски. Из-за своих свойств белый чугун используется в основном для отливания деталей, не требующих какой-либо обработки, либо в качестве заготовки для производства ковкого чугуна, о котором мы поговорим ниже.

Серый чугун – наиболее популярная разновидность данного металла. В этом сплаве углерод присутствует преимущественно в виде графитовых включений. Это придаёт металлу хрупкость. Зато в отличие от белого чугуна, серый имеет хорошую теплопроводность, выделяет меньше тепла и во время обработки отлично поглощает вибрации. Кроме того, серый чугун обладает высокой прочностью, поэтому часто применяется для производства деталей, имеющих циклическую нагрузку.

Высокопрочный чугун – альтернатива высокоуглеродистой стали. Он хорошо поддается литью и способен заменять стальные литые элементы в механизмах. Углерод в составе металла присутствует в форме шаровидного графита. Это делает материал пластичным и прочным. Высокий уровень теплопроводности позволяет использовать данный вид при изготовлении отопительных приборов и трубопроводов.

Ковкий чугун к ковке металла никакого отношения не имеет. Говорят, что название материалу дали подковы, которые выполнялись из данного сплава. Ковкий чугун получается путём отжига заготовок из белого чугуна. Углерод в составе сплава находится в форме хлопьевидного графита. Это делает металл менее чувствительным к растрескиванию. При этом он остаётся по-прежнему прочным и износостойким, поэтому активно используется в машиностроении.

Особенности обработки чугуна

Как мы выяснили выше, структура чугуна неоднородна, что сильно отражается на его обрабатываемости. Белый чугун – самый твёрдый (500 HB). Он очень абразивен и сложен в обработке. Высокопрочный чугун имеет твёрдость до 400 HB, поэтому металлорежущий инструмент сильно изнашивается. Ковкий и серый чугуны твёрдостью до 250 HB намного легче поддаются резанию. Таким образом, чем больше содержание графита в сплаве, тем обработка будет проще.

Обработка чугуна – довольно грязное дело, так как графит, который содержится в составе сплава, сильно пылит. Пыль, оседая, загрязняет деталь, станок и всю рабочую зону. Обычно с такой проблемой борются с помощью СОЖ, но не в случае чугуна, ведь СОЖ вызывает довольно серьезные термические колебания. Поэтому обработку предлагается проводить насухую и использовать специальный инструмент по графиту, который и без того испытывает довольно сильные нагрузки.

Высокий нагрев во время обработки является одной из главных причин износа металлообрабатывающего инструмента. А высокая твердость чугуна лишь усугубляет ситуацию. Это необходимо учитывать при выборе инструмента, отдавая предпочтение износостойкому из твёрдого сплава с покрытием в котором оксид алюминия (Al2O3) чередуется с толстыми слоями карбонитрида титана (TiCN). Это позволяет избежать перегрева и повышенного абразивного износа.

Чтобы определиться с правильным инструментом для обработки чугуна, читайте наши статьи в блоге по токарной и фрезерной обработке этого металла.

 

В линейке монолитных твердосплавных фрез корейского производителя Widin есть специальная серия для обработки чугуна Zamus Classic.

Для токарной обработки чугуна можно использовать специальную серию токарного инструмента Beyond от Kennametal.

Актуальные цены и наличие на складе этих пластин представлены в нашем онлайн каталоге.

 

Как обрабатывается чугун токарным инструментом Kennametal, можно увидеть на видео ниже: