- •Курс лекций по «специальным чугунам»
- •Глава 1. Классификация специальных чугунов. Особенности процессов их легирования и термической обработки
- •Классификация специальных чугунов
- •1.2. Особенности легирования
- •1.2.1. Особенности жидкого состояния
- •1.2.2. Первичные фазы и распределение легирующих элементов в чугунах
- •III группа
- •1.3. Особенности термической обработки
- •1.3.1. Изотермическая закалка
- •1.3.2. Нормализация
- •1.3.3. Улучшение
- •Глава 2. Отливки из коррозионностойких чугунов
- •2.1. Процессы коррозии в чугуне
- •2.2. Отливки из хромистых чугунов
- •2.2.1. Влияние химического состава на коррозионную стойкость
- •2.2.2. Марки хромистых коррозионностойких чугунов, их основные свойства, области применения
- •2.3 Отливки из высококремнистых чугунов
- •2.3.1 Влияние химического состава на структуру и свойства
- •2.3.2 Марки кремнистых коррозионностойких чугунов, их основные свойства, области применения
- •Глава 3. Отливки из жаростойких чугунов
- •3.1. Общая характеристика
- •3.2. Отливки из алюминиевых чугунов
- •3.2.1. Формирование структуры
- •3.2.2. Марки жаростойких алюминиевых чугунов, их основные свойства, области применения
- •3.3. Отливки из хромистых жаростойких чугунов
- •3.3.1. Влияние хрома на жаростойкость чугунов
- •3.3.2. Марки жаростойких хромистых чугунов, их основные свойства, области применения
- •3.4. Отливки из кремнистых чугунов
- •3.4.1. Влияние кремния на структуру и свойства чугунов
- •3.4.2. Марки кремнистых жаростойких чугунов, их основные свойства, области применения
- •3.5. Отливки из комплексно-легированных жаростойких чугунов
- •Глава 4. Отливки из жаропрочных чугунов
- •4.1. Общая характеристика
- •4.2. Марки жаропрочных чугунов, их основные свойства, области применения
- •Глава 5. Отливки из износостойких чугунов
- •5.1. Процессы абразивного изнашивания
- •5.2. Влияние химического состава на свойства чугунов
- •5.3. Влияние структуры на износостойкость
- •5.3.1. Влияние карбидной фазы
- •5.3.2. Влияние металлической основы
- •5.4. Влияние термической обработки
- •5.5. Марки износостойких чугунов, их основные свойства, области применения
- •5.6. Комплексно-легированные белые износостойкие чугуны
- •Глава 6. Отливки из антифрикционных чугунов
- •6.1. Общая характеристика
- •6.2. Марки антифрикционных чугунов, их основные свойства, области применения
- •Глава 7. Чугуны для отливки валков
- •7.1. Классификация валков
- •7.2. Виды валков, их химический состав, свойства и применение
- •Химический состав рабочего слоя валков
- •7.3. Влияние легирующих элементов на свойства рабочего слоя двухслойных валков
- •Глава 8. Технологические особенности изготовления отливок из специальных чугунов
- •8.1. Особенности плавки и заливки форм
- •8.2. Литейные свойства специальных чугунов
- •8.3. Особенности технологии формы в зависимости от свойств специальных чугунов
- •8.4. Механическая обработка отливок
8.4. Механическая обработка отливок
Механическая обработка отливок из специальных чугунов очень трудоемкая операция. Наиболее трудно обрабатываются отливки из белых износостойких чугунов.
Обрабатываемость белых чугунов резанием зависит от вида и количества карбидов. Хуже всего обрабатываются ледебуритные чугуны. Замена ледебурита в белом чугуне эвтектиками на основе специальных или комплексных карбидов значительно снижает сопротивление резанию. Наилучшей обрабатываемостью обладают ванадиевые белые чугуны с инвертированной структурой. Как правило, отливки из мартенситных чугунов механически не обрабатываются. Чугуны с пониженным содержанием углерода, имея невысокую твердость (НВ 380 - 430), удовлетворительно обрабатываются твердосплавным режущим инструментом (пластинами типа ВК8 или ВК6М). Значительно улучшается обрабатываемость отливок после отжига.
Плохо поддаются механической обработке белые высокохромистые чугуны. Особенно ухудшается обрабатываемость тех белых чугунов, у которых карбиды прочно закреплены в металлической матрице (например, наклепывающегося под действием усилий резания аустенита). Значительный рост микротвердости матрицы в процессе механической обработки наблюдается у чугунов ИЧХ17Н3Г3, нихард-2 и ИЧХ28Н2, что объясняется мартенситным превращением в микрообъемах в результате больших давлений в зоне режущей кромки резца. Улучшение обрабатываемости белых чугунов обеспечивается перлитной основой, которая имеет меньшую твердость, чем мартенситная и не способна упрочняться в процессе резания.
Обработка отливок из белых чугунов типа ИЧХ28Н2, ИЧХ17НЗГЗ возможна в основном лишь с помощью шлифования, алмазным режущим инструментом или инструментом из синтетических сверхтвердых материалов.
Распространенным приемом уменьшения трудоемкости механической обработки деталей из белых износостойких чугунов является использование специальных вставок из легкообрабатываемых материалов - углеродистой стали, серого чугуна, которые устанавливают в литейную форму и заливают чугуном. Вставку размещают в местах, не подвергающихся абразивному износу. Например, установка центральной вставки из стали 35Л в ступицу рабочего колеса шламового насоса ШН-270 позволяет при отливке в кокиле полностью исключить механическую обработку износостойкого белого чугуна.
Горнообогатительные предприятия черной и цветной металлургии с целью исключения операции расточки посадочного отверстия под вал в отливках из белых износостойких чугунов для рабочих колес песковых насосов типа ПС, 8НП, 6НП, применяют заливку цинком или пластмассой. В тех случаях, когда избежать механическую обработку резанием отливок из белых износостойких чугунов не удается, ее ведут, как правило, инструментом, оснащенным пластинками из твердого сплава.
Для черновой и получистовой обработки рекомендуются твердые сплавы ВК6М, ВК8, ВК8, для чистовой — ВК2, ВКЗ. Минералокерамические резцы можно рекомендовать только для чистовой обработки без литейной корки и ударов при резании.
Рекомендательный библиографический список
1. Чугун: Справ. изд./ Под ред. А.Д. Шермана и А.А. Жукова. – М.: Металлургия, 1991. -576 с.
2. Гиршович Н.Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. – М., - Л.: Машиностроение, 1966. –562 с.
3. ГОСТ 7769 – 82. Чугун легированный для отливок со специальными свойствами.
4. Справочник по чугунному литью / Под. ред. Н.Г. Гиршовича. – Л.: Машиностроение, 1979. -758 с.
5. Бобро Ю.Г. Легированные чугуны. – М.: Металлургия. 1976. -288 с.
6. Чугунное литье в станкостроении / Г.И. Клецкин, Г.Г. Абрамов, И.М. Воловик и др. – М.: Машиностроение, 1975. -320 с.
7. Абразивная износостойкость литых сталей и чугунов / В.М. Колокольцев, К.Н. Вдовин, В.В. Бахметьев, В.А. Куц. – М.: Академия проблем качества, 1997. -148 с.
8. Абразивная износостойкость литых металлов и сплавов / В.М., Колокольцев, Н.М. Мулявко, К.Н. Вдовин, Е.В. Синицкий. – Магнитогорск: МГТУ, 2004. -228 С.
9. Б.В. Воронков, В.М. Колокольцев, Е.В. Петроченко. Комплексно- легированные белые износостойкие чугуны. – Челябинск: Печатный салон «Издательство РЕКПОЛ», 2005. -178 с.
10. Прокатные валки / К.Н. Вдовин, Р.Х. Гималетдинов, В.М. Колокольцев, С.В. Цыбров. – Магнитогорск: МГТУ, 2005 -543 с.