蠕墨鑄鐵（CGI）在柴油機(jī)和賽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件上的應(yīng)用正日益增多削彬。為了有效地切削加工這種極具挑戰(zhàn)性的材料赃夷，刀具的選擇至關(guān)重要焦赋。

　　性能強(qiáng)韌的工件新材料的不斷發(fā)展，正在驅(qū)使刀具制造商去開發(fā)新的刀具幾何形狀谨冷、硬質(zhì)合金牌號和涂層技術(shù)曙椎。

　　例如，為航空工業(yè)服務(wù)的加工車間必須找到加工5553鈦合金和復(fù)合材料的有效手段。同樣卤诗，醫(yī)用零件加工車間則需要加工PEEK聚合體棘扯、不銹鋼及其他特殊材料。而在汽車制造業(yè)事晶，一種典型的難加工材料就是蠕墨鑄鐵（CGI）肤币。這種材料主要用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、氣缸蓋以及通常用于大型柴油機(jī)卡車的軸承蓋鑄件峰裁。由于蠕墨鑄鐵的重量比傳統(tǒng)的灰鑄鐵輕一半夏哭，因此對于汽車來說具有更高的燃料能效。此外献联，其強(qiáng)度和剛度比灰鑄鐵高一倍竖配，從而可以設(shè)計(jì)出壁厚更薄的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體。因此里逆，一臺裝配好的蠕墨鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)的重量要比灰鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)減輕9%左右进胯。

　　蠕墨鑄鐵的應(yīng)用在歐洲已有較長時(shí)間，在美國也已經(jīng)被越來越多的人所接受运悲。蠕墨鑄鐵能夠承受柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的最高燃燒壓力龄减，而采用鑄鐵氣缸套的鋁制發(fā)動(dòng)機(jī)缸體則做不到這一點(diǎn)。某些高性能的V型賽車發(fā)動(dòng)機(jī)也采用蠕墨鑄鐵制造班眯，不僅因?yàn)榭梢詼p輕重量，而且還可以提高剛性（尤其是氣缸之間凹陷處的剛性）烁巫。

　　蠕墨鑄鐵更難以加工的一個(gè)原因是它的拉伸強(qiáng)度是灰鑄鐵的2~3倍署隘。在銑削加工中，較高的拉伸強(qiáng)度將轉(zhuǎn)化為較高的切削力亚隙，加工蠕墨鑄鐵所需要的加工功率比加工灰鑄鐵要高約15%~25%.因此磁餐，有些原來加工灰鑄鐵的車間需要轉(zhuǎn)產(chǎn)加工蠕墨鑄鐵時(shí)，可能會出現(xiàn)機(jī)床功率不足的問題掰砌。此外瞪殖，加工蠕墨鑄鐵還會面臨以下挑戰(zhàn)：

　　（1）蠕墨鑄鐵的熱傳導(dǎo)率相對較低学岔，因此加工時(shí)產(chǎn)生的切削熱積聚在工件中咪朴，反過來會影響刀具的磨損。與此相反师赂，灰鑄鐵具有較好的熱傳導(dǎo)性蘑瓢，加工時(shí)切削熱容易被切屑帶走。

　∠馕颉（2）蠕墨鑄鐵零件的鑄造硬皮具有鐵素體結(jié)構(gòu)梦铭，容易與刀具切削刃發(fā)生粘結(jié)作用。而灰鑄鐵的鑄造硬皮為珠光體結(jié)構(gòu)，因此不會發(fā)生粘結(jié)垦祭。

　】资（3）與灰鑄鐵不同，蠕墨鑄鐵中不包含硫化物籍胯【股粒灰鑄鐵中的硫化物沉積到刀具切削刃上，可以起到潤滑作用芒炼，有利于延長刀具壽命瘫怜。

　　（4）在蠕墨鑄鐵的鑄造工藝中本刽，加入了鈦?zhàn)鳛楹辖鹪鼐ㄅ龋瑥亩a(chǎn)生了強(qiáng)度較高的鑄造外皮，同時(shí)也在整個(gè)鑄件中形成了具有磨蝕性的游離碳化物子寓。蠕墨鑄鐵中的合金元素含量對其可加工性以及刀具壽命具有很大影響暗挑。

　　由于上述原因，用于切削蠕墨鑄鐵的刀具壽命通常只有切削灰鑄鐵刀具壽命的一半斜友。

　　銑削與鏜削與灰鑄鐵相比炸裆，蠕墨鑄鐵的銑削加工表面光潔度（Rz）可以提高大約50%,這就意味著可以減少可能需要的加工工序，或者可能不需要使用精加工刀具來獲得要求的表面光潔度鲜屏。在加工中烹看，當(dāng)?shù)毒咄顺銮邢鲿r(shí)，蠕墨鑄鐵工件的邊緣不會發(fā)生破損洛史；而灰鑄鐵工件則可能產(chǎn)生崩損郭宪，當(dāng)破損嚴(yán)重時(shí)，就可能導(dǎo)致缸體報(bào)廢枕详。蠕墨鑄鐵在這方面的特性與鋼比較類似息扶，即會產(chǎn)生毛刺但不會產(chǎn)生崩損。

　　由于利用常規(guī)工藝加工蠕墨鑄鐵時(shí)弹扩，必須采用較低的切削速度纫脚，因此可能需要花費(fèi)比切削灰鑄鐵幾乎長三倍的加工時(shí)間。為了確定更高效的蠕墨鑄鐵加工方法眶逐，山特維克公司進(jìn)行了許多試驗(yàn)况颈。對于銑削加工，確定的最佳刀具材料是涂層硬質(zhì)合金广柴，涂層采用厚層氮碳化鈦（TiCn）和氧化鋁（Al2O3）春探。厚涂層的厚度為7~10μm,薄涂層的厚度一般為2~3μm.

　　山特維克公司進(jìn)行的蠕墨鑄鐵銑削試驗(yàn)結(jié)果如下：加工機(jī)床：HellerPFV2;切削深度：3mm;吃刀長度：80mm;切削速度：130m/min;轉(zhuǎn)速：414r/min;進(jìn)給率：298mm/min;每齒進(jìn)給量：0.36mm;刀片數(shù)量：2（用于試驗(yàn)）；銑削總面積：3.08m2;刀具壽命：130min（全吃刀）才嘀；每個(gè)刀片壽命：1.54m2.

　　該試驗(yàn)采用為加工鑄鐵而設(shè)計(jì)的CoroMill365銑刀加工一個(gè)液體控制零件辑皿。所用的厚型刀片為12°正角刀片时簸，但它安裝在負(fù)角度的刀座上，從而形成了較小的正切削角赖晶。它也允許采用密度較高的刀片排列方式律适，以獲得盡可能高的生產(chǎn)率。

　　對于蠕墨鑄鐵的車削和鏜削加工遏插，山特維克公司推薦采用具有高耐磨蝕特性的硬質(zhì)合金基體捂贿，加上采用中溫化學(xué)氣相沉積（CVD）工藝制備的耐磨厚涂層。試驗(yàn)表明胳嘲，用CBN刀片鏜削蠕墨鑄鐵的刀具壽命僅為鏜削灰鑄鐵時(shí)的1/10.此時(shí)厂僧，采用小正角（5°~10°）的刀具幾何形狀比較恰當(dāng)，并推薦在加工蠕墨鑄鐵時(shí)不使用冷卻液了牛。

　　山特維克公司與Makino公司合作開發(fā)了一種鏜削工藝颜屠，能夠通過一次走刀完成粗鏜缸孔的精加工。為此而開發(fā)的多刀片刀具稱為長刃刀具（Long-EdgeTool）鹰祸。該刀具按螺旋路徑向下進(jìn)給切入缸孔甫窟，據(jù)說精鏜一個(gè)缸孔所用的時(shí)間與加工灰鑄鐵缸孔大致相當(dāng)。后續(xù)的珩孔加工就是發(fā)動(dòng)機(jī)裝配前的最終工序蛙婴。

　　在開發(fā)這種新的精鏜工藝時(shí)粗井，山特維克公司和Makino公司確定，粗加工最好采用傳統(tǒng)的單頭銑刀钢谍，刀片采用Si3Ni4涂層和專為鏜削蠕墨鑄鐵而優(yōu)化的幾何形狀趁吭。

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