金剛石加工鑄鐵的原理
目前,在陶瓷、天然石材、硬質合金等材料加工領域,在地質探礦、工程水利勘察、石油勘探等工程施工領域,金剛石工具正以其優異的使用性能被廣泛推廣,可以說,金剛石工具的應用,帶動了相關行業技術水平的升級。雖然在鐵金屬加工中不優先使用金剛石工具,但是金剛石存在加工鑄鐵的優勢,優選工具完全可以替代上述場合的普通磨具,能夠實現理想的加工效果。
鑄鐵雖然也是屬于鐵金屬材料,卻具有與普通鋼材不同的結構特點。鑄鐵是含碳量>2.11%的鐵碳合金,含碳量是鋼的2倍以上。除白口鑄鐵外,鑄鐵中的碳主要以游離石墨的形式存在,因此,鑄鐵組織可以認為是在鋼組織的基體上分布著不同形狀、大小、數量的石墨。鑄鐵的這些特性給金剛石工具的應用提供可能。
首先,高含碳量的基體組織、游離石墨使鑄鐵在被切削過程中,在金剛石切刃周圍產生高碳原子濃度氛圍,這種氛圍減緩了鐵金屬與金剛石刃間的親合、溶解過程,保護了金剛石切刃不受侵蝕;同時,基體組織中高含量的碳以硬脆的Fe3C形式存在,使基體的韌性和塑性指標降低,更加適合金剛石刃的切削加工。
其次,鑄鐵中游離態石墨的存在使其加工性進一步提高:石墨作為一種軟質非金屬成分,割裂了其鋼基體組織的連續性,縮小了承受載荷的有效截面積,并在石墨與鋼組織的連接處微觀上導致應力集中,這些都降低了鑄鐵的強度、塑性指標,使金剛石切刃切削產生的切屑易脆斷,并憑借石墨良好的潤滑作用迅速脫離切刃表面,減少鐵金屬與金剛石熱接觸時間,減小熱損傷,同時也避免切屑堵塞切刃間隙。另外,石墨在磨削面的脫落形成微小空隙,通過冷卻液的吸附、存儲可降低磨削區的溫度。