切削加工蠕墨铸铁（CGI）的挑战

蠕墨铸铁（CGI）在柴油机和赛车发动机零件上的应用正日益增多。为了有效切削加工这种极具挑战性的材料，刀具的选择至关重要。     

蠕墨铸铁加工研究现状

蠕墨铸铁因为其优秀的力学性能越来越多地被应用在工业当中,特别是在汽车工业中制造高性能和轻质量的柴油发动机方面,已经成为替代灰铸铁的理想材料。然而,蠕墨铸铁优秀的力学性能,使得蠕墨铸铁加工成为一个难题,加工过程存在速度过快刀具过早失效或速度过慢表面质量不达标等问题。基于存在的问题和目前的研究进展,综述了蠕墨铸铁切削机制、内部成分、切削刀具等对加工蠕墨铸铁的影响,并进一步对刀具角度、表面涂层、切削参数、冷却方法等研究进行了介绍,指出了蠕墨铸铁的未来研究方向和发展趋势。     

蠕墨铸铁铣削加工的试验研究

本文研究蠕墨铸铁铣削加工的工艺技术,分析了切削参数对切屑形貌特征的影响规律,建立了基于切削参数的铣削力、粗糙度的线性回归经验公式,对比分析了铣削加工蠕墨铸铁(RU380)、灰口铸铁(HT300)、球墨铸铁(QT500)刀具的失效形式和失效机理,并给出了铣削加工蠕墨铸铁的推荐切削条件。结果表明:蠕墨铸铁铣削加工的切屑为较规则的螺旋管状,切屑颜色接近被加工材料初始色,且几乎不随切削参数变化而改变;高的切削速度和小的进给量能有效改善切屑背面褶皱和层积现象;切削深度对铣削力的影响最为显著,进给量的变化对粗糙度的影响相对明显,采用常规切削参数均能获得良好的粗糙度;蠕墨铸铁铣削刀具的失效机理为粘结磨损、氧化磨损和扩散磨损,并在其相互影响下导致刀具磨损失效,基本未出现崩缺等异常现象;水冷条件下铣削蠕墨铸铁,刀具寿命较低,且失效形式为崩缺失效,不利于安全生产及发挥刀具性能。     

铸铁加工与刀具

球墨铸铁、蠕墨铸铁（CGI）和奥氏体球铁（ADI）的应用日益增多，并对加工它们的刀具提出了更高要求。     

蠕墨铸铁批量化生产的刀具选型及其加工参数研究

蠕墨铸铁以其良好的强度、耐热性、耐磨性和抗疲劳性逐步取代了发动机缸体和缸盖传统使用的灰铸铁材料.实践表明,在蠕墨铸铁加工时,刀具磨损的速度是加工灰铸铁的10～20倍,机床功率也会增大10％～30％,较低的加工效率和高昂的加工成本严重阻碍了蠕墨铸铁的批量化生产.根据现场生产经验,结合刀具提供商的推荐,选用了4款不同涂层厚...     

不同冷却喷雾场下硬质涂层刀具切削蠕墨铸铁性能研究

研究在复合喷雾油膜附水滴冷却时,3种不同结构喷嘴的喷雾场及在硬质涂层刀具切削蠕墨铸铁过程中的切屑流向,并分析刀具和喷射位置对切削力的影响。研究表明:与普通圆柱型和扁平型喷嘴相比,尖嘴型喷嘴的雾化效果更佳,无大液滴现象,喷雾集中,连续雾化稳定。在硬质涂层刀具切削加工蠕墨铸铁过程中,当喷雾场只作用于刀具前刀面时,普通圆柱型喷嘴和尖嘴型喷嘴有良好的断屑作用;而尖嘴型喷嘴和扁平型喷嘴对切屑流具有更好的导向性。相对干切削和冷风辅助切削,尖嘴型喷嘴与外冷复合喷雾条件下切削蠕墨铸铁时,切削力可减小30～60 N,其中喷雾场喷射在刀具前刀面时的切削力最低。不同硬质涂层刀具需要与外冷复合喷雾的喷射位置相互匹配以达到最小的切削力。      

不同孕育剂对蠕墨铸铁显微组织和切削加工性能的影响

试验浇铸了不加孕育剂、加入0.30%硅铁、加入0.30%硅钡孕育剂的3种蠕墨铸铁。对比研究了它们的切削加工性能、力学性能与微观组织之间的关系。研究表明:相同的切削条件下,3种铸铁切削力基本相同;二次孕育处理提高了蠕铁的屈服强度和抗拉强度,并且使珠光体内部的组织更加均匀。     

奎克推出关于蠕墨铸铁的研究成果

奎克化学在伊利诺伊州皮奥利亚市举行的STLE(摩擦与润滑工程师协会)中伊利诺伊分会上发表了关于蠕墨铸铁的加工与润滑的研究成果。蠕墨铸铁(CGI)比普通的灰铸铁的硬度更高可以制造出更薄壁更轻的发动机     

h-BN对蠕墨铸铁表面激光改性区切削性能的影响北大核心

为了研究添加h-BN粉末对改性层切削性能的影响,以改善切削刀具的磨破损问题。通过激光改性在蠕墨铸铁基体上制备了含h-BN改性层,研究了改性区显微组织的变化,在不同切削速度下对改性层进行铣削实验,研究h-BN对切削力、已加工表面粗糙度以及刀具磨损的影响。实验结果表明,改性层的显微组织主要由柱状结构和树状结构组成。在相同切削速度下,切削含h-BN样品的主切削力及已加工表面粗糙度均低于无h-BN样品。刀具失效机理分析表明,崩刃、剥落和氧化磨损是刀具前刀面的主要磨损机制,h-BN的添加并未改变切削刀具的磨损机制,但可有效降低刀具磨破损程度。     

Sn对蠕墨铸铁显微组织和切削加工性能的影响

试验浇注了蠕化率均为95%的加入0.08wt.%Sn和不加Sn两种蠕墨铸铁。对比研究了它们的微观组织、力学性能和切削加工性能。合金元素Sn的加入,使蠕虫状石墨得到了细化,并且分布更加均匀,同时,促进了珠光体的形成,珠光体的含量明显增加。在使蠕墨铸铁的强度和硬度提高的同时,也使切削抗力明显增大。     

蠕墨铸铁新国家标准介绍

简述了即将公布的有关蠕墨铸铁的两项国家标准《蠕墨铸铁件》和《蠕墨铸铁金相检验》的制订过程和主要内容;比较了新的蠕墨铸铁国家标准与以前机械工业行业标准的主要差别;介绍了蠕墨铸铁在国内外的应用情况及发展前景;指出蠕墨铸铁国家标准的制订发布,将极大地促进我国蠕墨铸铁生产应用的发展。     

用于切削球墨铸铁和灰口铸铁的立方氮化硼刀具的磨损机理研究

为了研究用于切削球墨铸铁CGI的CBN刀具的磨损机理，进行了多种实验，同时为了探讨在这种情形下切削CI的刀具寿命为什么特别高，而对用于切削灰口铸铁CI的刀具也进行了比较，发现对刀具的磨损有两个主要因素：即（1）刀具的氧化；（2）刀具与CGI之间组元的互扩散。这些磨损机理对于切削CGI和CI材料或多或少是相同的。刀具寿命的差异可用在切削灰口铸铁CI情形下，刀具表面形成MnS层来解释。这种MnS层对于CGI是不会形成的。MnS层起着润滑和阻碍扩散作用，并且是在切削灰口铸铁CI的情形或减少刀具磨损的原因。     

全国蠕墨铸铁技术研讨会征文通知

为了提高我国的蠕墨铸铁和稀土应用水平,推动蠕墨铸铁及相关技术的发展,中国稀土学会铸造合金专业委员会和全国铸造学会铸铁及熔炼专业委员会决定联合召开“全国蠕墨铸铁技术研讨会”。1.举办单位中国稀土学会铸造合金专业委员会中国铸造学会铸铁及熔炼专业委员会会议时间:2005年10月会期3天会议地点:待定2.会议内容(1)国内外蠕墨铸铁研究、应用和生产的最新进展。(2)稀土在蠕墨铸铁中的应用技术。(3)蠕墨铸铁生产中的相关技术、设备、仪器。(4)稀土蠕化剂的研制、生产与应用。(5)蠕墨铸铁的标准及检测方法。3.论文要求论文的电子文档请于20…     

蠕墨铸铁性能及其在内燃机中应用的研究进展

内燃机作为一种应用广泛的动力源,在轻量化及性能要求不断提高的背景下,大功率内燃机的缸体、缸盖等结构复杂的薄壁铸件逐渐趋向于使用蠕墨铸铁以满足其对力学性能和导热性能的要求。但蠕墨铸铁生产工艺控制较难把握,保证其质量一致性和稳定性存在着一定的难度。综述了蠕墨铸铁中石墨的生长机理,总结了蠕墨铸铁生产技术以及组织性能控制的研究现状。提出了蠕墨铸铁的生产技术存在的问题和解决措施,并给出了蠕墨铸铁研究的发展方向建议。     

国内外研究与生产蠕墨铸铁的现状及其发展前景

蠕墨铸铁投入工业生产已经历了30多年,目前已在不少领域中获得实际应用,并取得了很好的经济效果。目前全面考察一下蠕墨铸铁研究与生产现状,分析蠕墨铸铁目前的主要工作重点,展望蠕墨铸铁的发展前景,具有重要意义。     

意大利泰克西生产蠕墨铸铁大型柴油发动机缸盖和商用车缸体

正据欣特卡斯特和泰克西报道,在产品开发成功之后,泰克西集团(Teksid)已经开始在墨西哥的蒙克洛瓦和巴西的贝洛奥里藏特的铸造厂进行系列蠕墨铸铁件生产。墨西哥生产用于发电和运输的大型柴油发动机缸盖,而在巴西生产用于商用车辆和非道路应用的重型缸体。在巴西开始蠕墨铸铁CGI生产     

微织构铣刀干铣削RuT500切削性能研究北大核心

为探究微织构对刀具加工蠕墨铸铁RuT500切削性能的影响,改善RuT500的可加工性,利用激光技术在刀具前刀面制备了3种形式的微织构并通过单因素试验方法,在不同切削速度下将微织构刀具和无织构刀具对RuT500进行铣削加工,对比分析了微织构的方向和类型在加工中切削性能的差异。结果表明,表面微织构可以有效降低切削力,改善切屑形态和工件表面质量,在一定程度上降低了前刀面磨损;3种微织构在部分相同切削速度下对切削性能的影响有较大差别;切削速度较大时,微织构更有利于RuT500的切削加工。在3种微织构中,以平行于主切削刃的沟槽织构刀具切削性能最优。     

蠕墨铸铁在中国的研究,生产和应用

中国是世界上研究、生产和应用蠕墨铸铁较早的国家之一。早在60年代初期，被称作“高强度发铸铁”或“厚片状石墨铸铁”，在大功率柴油机活塞、机床、试验机和液压件等铸件上得到应用[1]。自70年代中期起，在蠕墨形成机理、蠕铁性能、各类蠕化剂及其生产处理工艺及铸造工艺等方面展开了深入系统的研究[2－3]，并正式颁布了JB3829－84《蠕墨铸铁金相标唯》和JB44O3－87《蠕墨铸铁件》两个标准。在汽车、机械、冶金、铁路、纺织等工业系统，在产品图纸上已有数百种零件的材质采用蠕墨铸铁。目前，我国已进入了大批量稳定生产蠕墨铸铁薄壁复…     

基于支持向量机的蠕墨铸铁表面粗糙度预测

目的准确预测蠕墨铸铁加工过程中的表面质量,指导加工参数调整,保证加工过程中加工质量的稳定,运用差分进化算法优化的SVM模型(DE-SVM)构建蠕墨铸铁表面粗糙度(Ra)预测模型和加工参数选择方法。方法采用DE-SVM提高支持向量机回归模型的预测精度,建立针对实际加工材料的表面粗糙度预测模型,基于构建的预测模型,挖掘表面粗糙度与加工参数之间的关系,从而获得较优的加工参数。结果结合蠕墨铸铁的铣削加工实验数据,对比DE-SVM与常用优化算法(粒子群优化算法(PSO)和遗传算法(GA))优化的SVM模型,DE-SVM模型获得的MAPE(0.122)和R2(0.9559)值均优于粒子群和遗传算法优化的支持向量模型获得MAPE和R2值。在给定的加工参数范围内,切削速度和进给速度对表面粗糙度的影响较大,且表面粗糙度与切削速度成正比关系,与进给速度成反比,而切削深度对表面粗糙度影响不显著。结论由实验的对比结果可知,采用DE-SVM模型建立的蠕墨铸铁表面粗糙度模型具有更高的预测精度,基于DE-SVM获得的加工参数对表面粗糙度的影响,可有效指导加工参数的选择与调整,对保持蠕墨铸铁优良的加工质量具有较好的指导意义。     

蠕墨铸铁的最新发展

综述了近几年来蠕墨铸铁在世界上的发展与应用,蠕墨铸铁的综合性能及先进铸造技术的发展,可使蠕墨铸铁汽缸体单位功率的重量小于铝合金缸体,而耐高温性能等远优于铝缸体,成为内燃机缸体的首选材料.比较了国内外蠕墨铸铁标准的差异,关键还在于国内对蠕墨铸铁件的蠕化率要求太低.在列述蠕墨铸铁生产技术时,认为用纯镁及喂线法进行蠕化是今后获得蠕墨铸铁的主要方法.