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球墨鑄鐵井蓋的金屬切削性能和硬度是有著千絲萬縷的聯系的,從物理的角度來說就是成反比狀態。
經過實踐證明,井蓋材料的強度越高,相應的硬度值也就會越高。材料的各個硬度值之間、硬度以及強度之間都有著類似的對應關系。也就是說鑄鐵的硬度和強度越高,金屬切削性能越低,從刀片和刀具可預期的壽命越低。
用于金屬切削生產的鑄鐵其大部分類型的金屬切削性能一般都很好。金屬切削性能與結構有關,較硬的珠光體鑄鐵其加工難度也較大。 片狀石墨鑄鐵和可鍛鑄鐵有優良的切削屬性,而球墨鑄鐵相當不好。
在工程上,為了在不破壞工件的情況下方便地成批檢驗產品的質量優劣,在對結構材料的性能評價上,確定了“硬度”這樣一個性能指標。本質上一般認為,硬度是指材料表面上不大的體積內抵抗變形或破裂的能力。根據不同的實驗方法材料的硬度值的物理意義也是不同的。壓入法的硬度值是材料表面抵抗另一物體壓入時所引起的塑性變形抗力;刻劃法硬度值表示材料表面局部破裂的能力。
在生產上使用廣泛的是靜負荷壓入法試驗,根據壓頭形狀、材料及加載大小的不同,硬度可有布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度,它們適用于不同的材料。
加工鑄鐵時遇到的主要磨損類型為: 磨蝕、粘結和擴散磨損。 磨蝕主要由碳化物、沙粒參雜物和硬的鑄造表皮產生。 有積屑瘤的粘結磨損在低的切削溫度和切削速度條件下發生。鑄鐵的鐵素體部分容易焊接到刀片上,但這可用提高切削速度和溫度來克服。
一般對加工球墨鑄鐵井蓋所要求的典型刀具屬性為: 高熱硬度和化學穩定性,但也與工序、工件和切削條件有關;要求切削刃有韌性、耐熱疲勞磨損和刃口強度。 切削鑄鐵的滿意程度取決于切削刃的磨損發展: 快速變鈍意味著產生熱裂紋和缺口而使切削刃過早斷裂、工件破損、表面質量差、過大的波紋度等。 正常的后刀面磨損、保持平衡和鋒利的切削刃正是一般需要努力做到的。
在另一方面,擴散磨損與溫度有關,在高切削速度時產生,特別是使用高強度鑄鐵牌號時。 這些牌號有很高的抗變型能力,導致了高溫。 這種磨損與鑄鐵和刀具之間的作用有關,這就使得一些鑄鐵需用陶瓷或立方氮化硼(CBN)刀具在高速下加工,以獲得良好的刀具壽命和表面質量。
所以要確定球墨鑄鐵井蓋的硬度指標,同時金屬切削性能的穩定,符合相關標準。