铸铁材料的切削性能分析

球墨铸铁含有大约10%体积分数的球状石墨，起切削润滑作用，因而切削阻力低于钢，切削速度较高，见图14-14和表14-22。球墨铸铁切削时产生塑性变形使刀具温度升高 （见图14-15）。珠光体增多使切削性能下降 （见图14-15）。铁素体球墨铸铁的切削速度与切削力的关系见图14-16。用硬质合金刀具切削铁素体球墨铸铁，当切削速度达到某一临界速度时，刀具后隙面产生粘着现象。粘着物中含有高硬度的碳化物和马氏体组织，致使切削力增大并发生振动，加工表面质量恶化。为防止此现象的发生，可采用含钛硬质合金刀具或陶瓷刀具，适当增大刀具后角或者使用切削液。

图14-14　球墨铸铁的切削速度与刀具寿命的关系及其与其他钢铁材料的比较

1—黑心铁素体可锻铸铁；2—铁素体球墨铸铁；3—25铸钢；4—珠光体灰铸铁；5—珠光体球墨铸铁

表14-22　图14-14中各种金属材料的成分和力学性能

图14-15　球墨铸铁切削速度与切削温度的关系(www.xing528.com)

1—珠光体球墨铸铁w（Cr）=0．41%，335HBS；2—铁素体球墨铸铁187HBS

图14-16　铁素体球墨铸铁的切削速度与切削力的关系

（硬质合金刀，吃刀深度2．54mm，走刀量0．254mm/r）

图14-14表明，黑心铁素体可锻铸铁的切削性能最好，其他是铁素体球墨铸铁、铸钢、灰铸铁和珠光体球墨铸铁依次下降。这种关系是与金属材料的金相组织密切相关。铁素体球墨铸铁的强度和硬度较低，又有石墨，故具有良好的切削性能，优于铸钢。但铁素体球墨铸铁的含硅量比黑心铁素体可锻铸铁的要高，因而基体得到了强化，故其切削性能不如黑心铁素体可锻铸铁。珠光体球墨铸铁的硬度在这五种材料中最高 （241HBS），因此它的切削性能最不好，切削速度与切削刀具寿命也最差。灰铸铁的硬度在这五种材料中排第四（149HBS），故它的切削性能仅稍好于珠光体球墨铸铁 （见图14-14和表14 22）。

切削性能还与金相组织的均匀性有关，灰铸铁的组织不均匀，虽然硬度与铁素体球墨铸铁相当，但切削性能并不比后者好。

总之，球墨铸铁的切削性能并不比灰铸铁差，有时甚至更好。