重い延性鉄鋳物の加工性に影響を与える要因は何ですか？

重い延性鉄の鋳造のサプライヤーとして、私は業界で何年も過ごし、これらの堅牢な成分の機械性に影響を与える要因の複雑なダンスを直接目撃しました。機械性、材料を切り取り、形作り、仕上げられることが容易なことは、重い延性鉄鋳物の生産における重要な側面です。製造プロセスの効率だけでなく、最終製品の品質とコストにも影響します。このブログでは、重い延性のある鉄鋳物の加工性に役割を果たす重要な要因を掘り下げます。

化学組成

重い延性鉄鋳物の化学組成は、おそらく機械加工性に影響を与える最も基本的な要因です。結節性または球状のグラファイト鉄としても知られる延性鉄は、鉄、炭素、シリコンの合金であり、マンガン、硫黄、リン、マグネシウムなどの他の要素が少ない。

炭素は、延性鉄の重要な要素です。それは、機械加工中に潤滑剤として機能するグラファイト結節の形で存在します。グラファイトの結節は、切削工具とワークピースの間の摩擦を減らすため、一般に、炭素含有量が多いと、機械加工性が向上します。ただし、過剰な炭素は、大きなグラファイト結節の形成につながる可能性があり、鋳造を弱め、その機械的特性を減らす可能性があります。

シリコンは別の重要な要素です。グラファイトの形成を促進し、鋳造中に溶融鉄の流動性を高めます。適切なシリコン含有量は、グラファイト構造を改良し、鋳造の機械性と機械的特性の両方を改善するのに役立ちます。ただし、シリコンが多すぎると、キャスティングを脆くして機械を整えることが困難になります。

マンガンはしばしば延性鉄に加えられ、その強度と硬さを改善します。ただし、硬いマンガン硫化マンガン包有物も形成する可能性があり、ツールの摩耗を引き起こし、加工性を低下させる可能性があります。したがって、マンガンの含有量は慎重に制御する必要があります。

硫黄とリンは、一般に延性鉄の不純物と見なされます。それらは、硬くて脆い化合物を形成することができ、これにより、切削工具に損傷を与え、機械加工された部分の表面仕上げを減らすことができます。低硫黄およびリンの含有量は、良好な機密性を得るために望ましいです。

マグネシウムは延性鉄に加えて、球状のグラファイト結節の形成を促進します。グラファイトをフレークのような構造（灰色の鉄など）から球形に変換する上で重要な役割を果たします。球状のグラファイト結節の存在は、鋳造の延性と機械性を大幅に改善します。

微細構造

重い延性鉄鋳物の微細構造は、それらの加工性に大きな影響を与えます。延性鉄の主要な微細構造成分は、フェライト、真珠、グラファイト結節です。

フェライトは柔らかくて延性のある段階であり、比較的簡単に機械加工できます。フェライト含有量が高い鋳物は、通常、切断力が低く、ツールの摩耗が最小限であるため、良好な機密性を備えています。ただし、フェライトは他の段階と比較して強度と硬度も低いため、鋳造の機械的特性が損なわれる可能性があります。

真珠光線は、フェライトよりも困難で強い段階です。フェライトとセメンタイトの交互の層で構成されています。パリットのコンテンツが高い鋳物は、切断力が高く、ツールの摩耗がより重要であるため、機械加工がより困難です。ただし、パーライトはキャスティングの強さと硬度にも寄与しているため、機械的な特性要件を満たすためには、ある程度のパーライトが必要になる場合があります。

グラファイト結節のサイズ、形状、および分布は、機械加工性にも影響します。より小さく、より均一に分布したグラファイト結節は、機械加工中により良い潤滑を提供し、ツールの破損のリスクを減らすため、一般的に好まれます。不規則な形状またはクラスター化されたグラファイト結節は、不均一な切断力を引き起こし、ツールの摩耗を増加させる可能性があります。

硬度

重い延性鉄鋳物の硬度は、それらの加工性と密接に関連しています。より硬い鋳物は、より高い切断力を必要とし、より多くの熱を生成し、より多くのツール摩耗を引き起こすため、機械加工がより困難です。延性鉄の硬度は、その化学組成、微細構造、および熱処理の影響を受けます。

前述のように、パーライトと炭化物の位相の存在は、鋳造の硬度を高めます。アニーリング、正規化、クエンチングなどの熱処理プロセスを使用して、鋳造の硬度を調整することもできます。アニーリングは、しばしば硬度を低下させ、延性鉄鋳物の加工性を改善するために使用されます。キャストを特定の温度に加熱し、ゆっくりと冷却して、より均一で柔らかい微細構造の形成を可能にします。

鋳造欠陥

鋳造の欠陥は、重い延性鉄鋳物の加工性に大きな影響を与える可能性があります。一般的な鋳造の欠陥には、気孔率、包含、収縮空洞、亀裂が含まれます。

多孔性とは、鋳造に小さな穴やボイドの存在を指します。多孔質領域は、切削工具を振動させておしゃべりさせ、表面仕上げが不十分でツールの摩耗が増加する可能性があります。包含物は、鋳造プロセス中に鋳造に閉じ込められている異物の粒子または化合物です。それらは硬くて研磨性があり、切削工具に損傷を与え、鋳造の機械加工性を低下させます。

収縮空洞は、溶融鉄が固化して収縮すると形成されます。彼らはキャスティングを弱め、切削工具が早期に壊れたり着たりすることがあります。亀裂は、機械加工中にも伝播し、鋳造の故障につながる可能性があります。したがって、適切な鋳造プロセス制御と品質検査により、鋳造の欠陥を最小限に抑えることが不可欠です。

切断条件

切断速度、飼料速度、切断の深さを含む切断条件も、重い延性鉄鋳物の機械加工性に重要な役割を果たします。

切削速度とは、切削工具がワークピースに対して移動する速度です。通常、切断速度が高いと生産性が向上しますが、削減温度とツールの摩耗も増加します。したがって、鋳造の硬度と微細構造、および使用される切削工具の種類に基づいて、切削速度を最適化する必要があります。

飼料速度とは、革命ごとまたはストロークごとに切削工具が進む距離です。飼料速度が高いほど、材料の除去速度が増加する可能性がありますが、切断力とツールの破損のリスクも増加します。生産性とツール寿命のバランスをとるために、飼料レートを選択する必要があります。

カットの深さとは、各パスの切削工具によって除去された材料の層の厚さです。カットの深さが大きくなると、材料の除去速度が増加する可能性がありますが、より高い切断力も必要であり、より多くのツール摩耗を引き起こす可能性があります。切断の深さは、切削工具の強度と剛性とワークピースに基づいて決定する必要があります。

ツール材料とジオメトリ

切削工具材料とジオメトリの選択は、重い延性のある鉄鋳物の優れた加工性を達成するために重要です。

延性延性鉄のための一般的な切削工具材料には、高速鋼（HSS）、炭化物、およびセラミックが含まれます。 HSSツールは比較的安価で、丈夫さが良好ですが、耐熱性が限られており、低速加工に適しています。炭化物ツールはより高価ですが、硬度と耐熱性が高く、高速加工に適しています。セラミックツールはさらに硬度と耐熱性が高くなりますが、脆く、慎重な取り扱いが必要です。

レーキ角、クリアランス角、最先端の半径などの切削工具のジオメトリも、切削性能に影響します。正のレーキ角度は、切断力を減らし、チップの形成を改善することができますが、最先端の強度も低下する可能性があります。負のレーキ角度は、最先端の強度を高める可能性がありますが、切断力を増加させる可能性があります。ツールがワークピースにこすりつけられ、摩擦を減らすのを防ぐために、クリアランス角を選択する必要があります。切断力と表面仕上げのバランスをとるために、最先端の半径を最適化する必要があります。

結論

結論として、重い延性鉄鋳物の機械性は、化学組成、微細構造、硬度、鋳造欠陥、切断条件、ツール材料と幾何学など、さまざまな要因に影響されます。のサプライヤーとして重い延性鉄鋳物、私たちはこれらの要因の重要性を理解し、鋳造プロセスを最適化して良好な機械制度を確保するよう努めています。また、幅広い範囲を提供していますステンレス鋼の投資鋳造そしてブロンズ遠心鋳造お客様の多様なニーズを満たすため。

あなたが高品質の重延性鉄の鋳物または他の種類の鋳物の市場にいるなら、私たちはあなたに詳細な議論のために私たちに連絡することを勧めます。当社の専門家チームは、特定の要件を満たすために、専門的なアドバイスとカスタマイズされたソリューションを提供できます。私たちはあなたと協力し、あなたのプロジェクトの成功に貢献する機会を楽しみにしています。

参照

• Kalpakjian、S。、＆Schmid、SR（2009）。製造工学と技術。ピアソンプレンティスホール。
  -ASMハンドブック第15巻：キャスティング。 ASM International。
• Dieter、GE（1986）。機械的冶金。マグロウヒル。