博徠栄超硬材料有限公司
中国の立方晶窒化ホウ素の完全な産業メーカー
多結晶立方晶窒化ホウ素 (PCBN) 超硬材料ツールは、高い硬度、優れた耐摩耗性、および化学的安定性を備えています。 自動車製造の分野でのそのアプリケーションはますます広範になっています。この論文は、ねずみ鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、およびバーミキュラ黒鉛鉄を加工するためにPCBN超硬材料ツールを使用する国内外の学者の研究状況を要約および分析しています。 主に工具材料、プロセス パラメータ、ワーク材料、 3 種類の鋳鉄を切削する際の PCBN 超硬材工具の摩耗メカニズムを、切削環境と加工方法の側面から分析し、最後に、異なる種類の鋳鉄材料を切削する際の工具の摩耗状況をまとめます。
1. 一般的な鋳鉄分類
現在、自動車エンジン製造の分野で一般的に使用されている鋳鉄には、主にねずみ鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、バーミキュラー黒鉛鋳鉄が含まれており、その微細構造、特性、および用途特性を表 1 に示します。さまざまな鋳鉄材料のグラファイト形状、マトリックス組成、およびさまざまな化学元素の含有量の違いは、それらのさまざまな用途を決定し、この材料で作られた鋳物の処理性能にも影響を与えます。
表 1 さまざまな鋳鉄材料の特性と用途
鋳鉄の種類
グラファイト形状
特徴
主な用途
ねずみ鋳鉄
フレーク
鋳造が容易、溶接性能が非常に低い、摩耗低減と衝撃吸収が良好
ギア、各種ボックス、ベース
ダクタイル鋳鉄
球形
強度と可塑性が高く、球状化が不十分になりやすい
自動車のクランクシャフト、内燃機関のコンロッド
圧縮黒鉛鉄
ワームのような
優れた鋳造性能、高い強度と衝撃靭性、耐摩耗性
自動車エンジン、ブレーキ ディスク、ディーゼル エンジンのシリンダー ヘッド
2. 鋳鉄材料を切断する PCBN ツールの摩耗
PCBN 工具は、ねずみ鋳鉄の高速乾式切削に適しています.PCBN 工具の摩耗に影響を与える主な要因は、工具の CBN 含有量、バインダーの種類、工具の切削パラメータと形状パラメータ、およびワークピースです。素材。
ねずみ鋳鉄とダクタイル鋳鉄の加工では、ねずみ鋳鉄の同じ領域を加工する場合、高含有量 (>90%) の PCBN 工具は低含有量 (<75%) の PCBN 工具より摩耗が少ないことが調査で示されています。これは CBN が原因です。高含有量の工具は硬度が高く、耐摩耗性が高く、寿命が長く、切削速度が工具の摩耗メカニズムに大きな影響を与えることがわかりました.切削速度が150m/分未満の場合、結合摩耗は主に 150m/min以上では拡散摩耗とケミカル摩耗が支配的です。バーミキュラ黒鉛鋳鉄は難削材であり、主な原因は、バーミキュラ黒鉛鋳鉄を切削する際の工具先端温度がねずみ鋳鉄よりも高く、製造工程での硫黄元素の損失です。バーミキュラーグラファイト鉄は深刻なため、ねずみ鋳鉄を加工する際に保護することはできません.PCBN工具のMnS層は、切削中に深刻な化学的摩耗を引き起こし、工具寿命を短縮します.さらに、バーミキュラ黒鉛鋳鉄の Ti 含有量が高いことも深刻な工具摩耗の原因であり、工作物中の Ti またはその化合物の硬度が高いと、工具のアブレシブ摩耗が悪化します。
異なる鋳鉄材料を切削する際の工具摩耗メカニズムは、凝着摩耗、拡散摩耗、化学摩耗などほぼ同じですが、工具の摩耗状態は大きく異なります。 PCBN 工具でフェライト含有率の高いねずみ鋳鉄を切削すると、すくい面に三日月状のクレーターが形成されやすく、刃先に熱応力亀裂が多数発生します; ダクタイル鋳鉄を切削する場合、衝撃の作用で工具が発生しやすくなりますチッピング、結合摩耗による三日月状のクレーターも発生します; 圧縮黒鉛鋳鉄を切断する場合、鋳鉄中の Ti 元素の影響と MnS 潤滑膜の形成の難しさにより、工具摩耗はより深刻になります。酸化摩耗や拡散摩耗などの化学摩耗をホストとする。現在、バーミキュラーグラファイト鋳鉄のPCBN切削は理想的ではなく、工具材料、切削プロセス、および摩耗メカニズムに関する詳細な研究が必要です。
