冷硬铸铁和耐磨合金铸铁是生产中常用的耐磨零件的材料。冷硬铸铁也叫激冷铸铁,其特点是表层发生白口化,硬度高达50HRC以上,使耐磨性大大提高,其心部仍保持硬度较低的灰口组织,以防整体脆化,主要用于压延机轧辊。
激冷镍铬铸铁是在铸铁中加入Ni4%、Cr1.1%,其硬度可达60HRC,主要用来制造轧辊。
高铬铸铁的成分为Cr22%~25%、Si1.2%、C1.75%~2%、Mo0.3%~0.75%。Cr的加入生成碳化物,提高了铸铁的硬度(可达60HRC左右)、强度和耐磨性,能在铸铁表面生成致密的保护膜,可用来制造在800℃下工作的耐高温零件。
冷硬铸铁和耐磨合金铸铁的切削特点:切削力大,其单位切削力可达3000N/mm2,是切削45钢的1.5倍,是切削灰铸铁的3倍;它的组织硬而脆,切削时刀—屑接触短,切削热和力集中在刃口附近,易造成崩刃和打刀,同时当刀具切入和切出时,工件易崩边;由于是铸铁,可能有砂眼和夹砂等铸造缺陷,使切削冲击大,易损坏刀具。所以它的切削加工性最差。
(1)刀具材料
一般选用含TaC或NbC的K(YG)类或M(YW)类的细晶粒或超细颗粒硬质合金。如YS2、YS8、726、643等。陶瓷刀具它削冷硬和耐磨合金铸铁时,其刀具耐用度是硬质合金刀具的3~4倍,如SG4、AT6、SM、FT80、F85等。PCBN刀具,主要用于半精车削和精车。
(2)刀具几何参数
车削这类材料,主要是保证刀具的刃口和刀尖强度,改善刀具的散热条件,以提高刀具的耐用度。硬质合金刀具的前角γo=-5°~0°,后角αo=5°~10°,主偏角κr≤45°,副偏角κ′r=8°~15°;陶瓷刀具的前角γo=-10°~-5°,后角αo=5°~10°,主偏角κr=10°~30°,副偏角κ′r=10°~15°;PCBN刀具的前角γo=-10°~0°,后角αo=6°~8°,主偏角κr≤60°,副偏角κ′r≤30°。
(3)切削用量
硬质合金刀具,粗车vc=10m/min,ap=5~10mm,f=0.5~1mm/r。精车vc=15~20m/min,ap=0.5~2mm,f=0.2~0.4mm/r;陶瓷刀具vc=40~60m/min,ap=0.5~2mm,f=0.3~0.6mm/r;PCBN刀具vc=70~80m/min,ap=0.5~2mm,f=0.1~0.3mm/r。