3. Обрабатываемость чугунов

По обрабатываемости чугуны разделяют на 4 группы:

1) ферритные, содержащие феррит и графит;

2) перлитные ковкие и сверхпрочные, содержащие перлит и сфероидальный графит;

3) перлитные, содержащие перлит и пластинчатый графит;

4) белые, содержащие перлит и цементит.

Углерод в чугунах находится в свободном виде (графит) и в связанном виде (цементит). С увеличением содержания графита обрабатываемость чугуна улучшается: однако с увеличением размеров частиц графита ухудшается шероховатость поверхности. При резании чугуна образуется стружка надлома или элементная стружка. В связи с малой пластичностью чугуна сила резания меньше, чем при обработке сталей на ферритной основе. Однако меньше и размеры площадки контакта на передней поверхности, поэтому выше контактное напряжение. В связи с этим при обработке чугунов следует применять прочные однокарбидные сплавы.

Увеличение содержания кремния до 2,75 % улучшает графитизацию чугуна, а, следовательно, его обрабатываемость. Увеличение содержания карбидообразующих легирующих элементов приводит к увеличению абразивной способности чугуна. Наличие сульфидов марганца улучшает обрабатываемость, а с увеличением содержания фосфора обрабатываемость чугуна ухудшается.

4. Обрабатываемость специальных сталей и сплавов

Стали и сплавы, обладающие особыми физико-механическими свойствами, можно разделить на следующие группы:

1. Коррозионно-стойкие стали ферритного и феррито-мартенситного классов с содержанием хрома до 14 %.

2. Жаростойкие хромоникелевые стали аустенитного класса.

3. Жаропрочные хромоникелевые сплавы аустенитного класса.

4. Маломагнитные высокомарганцовистые стали аустенитного класса.

5. Титановые жаропрочные коррозионно-стойкие сплавы.

Стали ферритно-мартенситного класса по своей обрабатываемости не намного отличаются от обычных углеродистых сталей.

Стали аустенитного класса содержат большое количество хрома, молибдена, титана, вольфрама и никеля, что значительно ухудшает их обрабатываемость резанием. Эти стали характеризуются высокой степенью упрочнения в процессе стружкообразования, высокой вязкостью, склонностью к схватыванию. Большое количество твердых карбидов и интерметаллических соединений вызывает абразивный износ режущего инструмента. Как правило, теплопроводность сталей аустенитного класса в три раза меньше, а жаропрочных сплавов в десять раз меньше, чем теплопроводность углеродистых сталей. При обработке большинства сталей аустенитного класса и титановых сплавов образуется резко выраженная элементная или суставчатая стружка, что приводит к колебаниям силы, действующей на режущую кромку в процессе резания. Длина площадки контакта с передней поверхностью в три раза меньше, чем при резании углеродистых сталей. Указанные факторы определяют низкую обрабатываемость жаропрочных сталей и сплавов. При обработке этих материалов двухкарбидные сплавы, как правило, не используются из-за недостаточной прочности. Поэтому обработка сталей и сплавов с особыми свойствами чаще проводится однокарбидными твердыми сплавами на исключительно низких скоростях резания. Коэффициент обрабатываемости жаропрочных сплавов на никелевой основе составляет от 0,05 до 0,1.

Титановые сплавы мало склонны к уплотнению, однако низкая теплопроводность (в 56 раз меньше, чем у углеродистых сталей) приводит к высокой концентрации тепла, образованию суставчатой стружки, наличию высоких контактных напряжений и ускоренному износу инструмента. При обработке титановых сплавов используют инструменты из однокарбидных твердых сплавов, а также из быстрорежущих сталей.