常见材料加工特点及刀具课件.ppt

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1、常见被加工材料加工特点及刀具选择关于铁碳相图热处理常识淬火：将钢件加热到奥氏体化温度并保持一定时间，然后以大于临界冷却速度冷却，以获得非扩散型转变组织，如马氏体、贝氏体和奥氏体等的热处理工艺回火：将淬火后的钢，在AC1以下加热、保温后冷却下来的热处理工艺。其目的是：(a)消除工件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂；(b)调整工件的硬度、强度、塑性和韧性，达到使用性能要求；(c)稳定组织与尺寸，保证精度；(d)改善和提高加工性能。因此，回火是工件获得所需性能的最后一道重要工序。按回火温度范围，回火可分为低温回火、中温回火和高温回

2、火正火：将钢件加热到上临界点(AC3或Acm)以上40~60℃或更高的温度，保温达到完全奥氏体化后，在空气中冷却的简便、经济的热处理工艺，其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化退火：将金属构件加热到高于或低于临界点，保持一定时间，随后缓慢冷却，从而获得接近平衡状态的组织与性能的金属热处理工艺。调质：淬火后又高温回火的双重热处理材料加工性能分类K类：铸铁类材料，具有短切屑P类：钢、合金钢、可锻铸铁等长切屑材料M类：不锈钢、高锰钢、高合金钢N类：有色金属，包括铝合金、铜及其合金、锌等H类：淬硬材料，高硬度材料S类：耐热合金及钛合金

3、、超合金铸铁（K类）铸铁分类铸铁有五种主要类型：灰口铸铁(GCI)，可锻铸铁(MCI)，球墨铸铁(NCI)，蠕墨铸铁(CGI)，等温淬火球墨铸铁(ADI)。铸铁为Fe-C合金，具有较高的Si含量(1-3%)。碳含量超过2%——这是碳在奥氏体相中的最大溶解度。Cr(铬)、Mo(钼)和V(钒)等形成的硬化物，可增加材料的强度和硬度，但会降低切削加工性切削加工性概述短切屑材料，在大多数工况下具有良好的切屑控制。特定切削力：790–1350N/mm²。在较高速度下加工时，特别是加工含夹砂的铸铁时，会产生磨料磨损。和通常的GCI相比，在N

4、CI、CGI和ADI中存在不同形态和机械性能的石墨，加工时需要特别注意。铸铁常用负前角型刀片加工，因为这些刀片具有高强度的切削刃，而且应用安全。硬质合金基体应较硬，涂层应为厚的氧化铝型，以获得良好的耐磨料磨损性。传统的铸铁加工方法为干式切削，但也可以进行湿式切削，主要是为了使铁碳灰尘污染物保持最低水平。可锻铸铁和灰口铸铁可锻铸铁由近似白口铸铁组织的材料分两步热处理后制成，产生铁素体+珠光体+回火碳结构，并形成不规则的石墨颗粒。与之相比，灰口铸铁为薄片状结构，更容易破裂。这意味着可锻铸铁对裂纹的敏感度较低，断裂强度和延伸率较高。灰

5、口铸铁具有典型的片状石墨形态，主要特点为：低冲击强度(脆断模式)；良好的导热性，在机床运行时较少发热，在切削过程中保持低热；良好的减振性，吸收机床的振动。常见零件用MCI材料制造的零件包括：桥壳、履带轮、管接头和高强度齿轮。用GCI材料制造的零件包括：煎锅、发动机缸体、压缩机的汽缸、齿轮和变速箱体。切削加工性可锻铸铁的抗拉强度比GCI高，切削加工性类似球墨铸铁，二者通常具有出色的加工特性。一般而言，铸铁中的珠光体组织增加磨料磨损，铁素体组织增加粘附磨损。灰口铸铁冲击强度低，产生的切削力低，切削加工性良好。在切削过程中仅产生磨料磨

6、损。没有化学磨损。灰口铸铁常加有铬合金，以提高机械性能。但在强度增加的同时，也导致切削加工性降低。球墨铸铁(NCI)球墨铸铁具有球状石墨结构，主要特点为：良好的刚度(杨氏模量)；良好的冲击强度=韧性材料，不脆；良好的抗拉强度；减振性能不良，不吸收机床的振动；导热性差，在切削过程中会产生较高热量。与灰口铸铁相比，球墨铸铁内的石墨呈球状，这使其具有较高的抗拉强度和韧性。常见零件轮毂、管件、滚轮、排气歧管、曲轴、差速器壳体、轴承盖、底座、涡轮增压器壳体、离合器片和飞轮。涡轮增压器壳体和排气歧管常用制造材料为SiMo合金铸铁，其耐热性更

7、高。切削加工性球墨铸铁形成积屑瘤的趋势很高。铁素体含量高的球墨铸铁更软，形成积屑瘤的趋势也越高。在间断切削加工铁素体含量高的零件时，粘附磨损通常是最主要的磨损机理。这会导致涂层的剥落问题。对于珠光体含量较高的硬球墨铸铁，这种粘附问题就不太明显。此时更易发生磨料磨损和/或塑性变形。蠕墨铸铁(CGI)CGI材料可以满足不断增加的提高强度和降低重量要求，但仍保持合理的切削加工性。CGI的导热性和减振性介于NCI和ADI之间。抗金属疲劳能力是灰铸铁的两倍。与灰口铸铁一样，CGI中的石墨颗粒被拉长并随机定向，但CGI的石墨颗粒更短而厚并有

8、圆边。CGI中的蠕虫状石墨及其圆边和起伏不平表面，在石墨和铁基之间提供了很强的附着力。这就是为什么CGI的机械性能大大高于灰口铸铁的原因。珠光体含量低于90%的CGI最常用。常见零件GCI非常适合用于制造发动机零件，为输出更高的动力，要求材料更轻、强度更高。与使