Свойства материала, относящиеся к обработке отливок

При обработке литья используется широкий спектр материалов, наиболее распространенными примерами которых являются чугун, литая сталь, алюминиевые и медные сплавы. Поскольку разные материалы обладают разным уровнем прочности, твердости, пластичности и износостойкости, выбор подходящих режущих инструментов, параметров резания и методов обработки должен быть адаптирован к конкретным характеристикам материала. Чугун, известный своей превосходной износостойкостью и свойствами гашения вибрации-, часто используется для изготовления таких компонентов, как станины, корпуса и основания станков. Литая сталь обладает высокой прочностью и вязкостью, что делает ее подходящей для деталей, подвергающихся тяжелым нагрузкам. Алюминиевые сплавы, характеризующиеся низкой плотностью и хорошей обрабатываемостью, широко используются в автомобильной и аэрокосмической промышленности. Медные сплавы, которые обладают хорошей электро- и теплопроводностью, а также коррозионной стойкостью, обычно используются для изготовления таких деталей, как корпуса клапанов и втулки.

Отличительной особенностью литейных материалов является их сложная микроструктура. По мере того как расплавленный металл охлаждается и затвердевает внутри формы, он образует различные зернистые структуры и микроструктурные фазы; изменения в скорости охлаждения и составе сплава могут привести к микроструктурной неоднородности-в отливке. Отливки также могут содержать такие дефекты, как газовая пористость, усадочные полости, включения и рыхлость. Эти дефекты могут поставить под угрозу прочность материала и стабильность обработки, что потенциально может привести к ускоренному износу инструмента и снижению качества поверхности во время операций резания. Следовательно, отливки, требующие высокой точности, часто проходят соответствующий контроль качества и необходимую термическую обработку перед механической обработкой.

Литейные материалы обычно обладают превосходной формуемостью, что позволяет производить крупные детали -сложной формы-, что является существенным преимуществом при литье. Процессы литья позволяют создавать сложные внешние формы и внутренние структуры за один этап, тем самым снижая нагрузку на последующую механическую обработку. Однако-литые поверхности часто имеют литейную оболочку, оксидные слои и отклонения в размерах; поэтому перед окончательной обработкой обычно требуется очистка, удаление заусенцев и черновая механическая обработка. Для материалов с высокой-твердостью, таких как чугун и литая сталь, необходим тщательный выбор материалов инструмента и скорости резания, чтобы минимизировать износ инструмента во время обработки.

Производительность механической обработки также значительно различается в зависимости от различных литейных материалов. Например, серый чугун содержит чешуйчатый графит, который облегчает стружкообразование во время резания и обеспечивает хорошие-поглощающие способности; однако в процессе обработки образуется значительное количество пыли, что требует надлежащей очистки оборудования и принятия защитных мер. Литая сталь обладает высокой прочностью и вязкостью, что приводит к значительным силам резания при механической обработке и предъявляет высокие требования к прочности и износостойкости режущего инструмента. Алюминиевые сплавы относительно мягкие, что позволяет использовать более высокие скорости обработки, но они склонны к-налипанию кромок и образованию заусенцев; поэтому необходимо выбрать соответствующие инструменты и методы охлаждения. Медные сплавы обладают хорошей пластичностью, а при механической обработке некоторых марок легко образуется сплошная стружка, что требует тщательного контроля параметров резания.