تراشکاری چدن
تراشکاری چدن
چُدَن به آلیاژهایی از آهن و کربن که بین ۲٫۱ الی ۶٫۲ درصد کربن داشته باشند، گفته می‌شود. رنگ مقطع شکست این آلیاژ به عنوان شناسه نامگذاری انواع مختلف آن به کار می‌رود. بیش از ۹۵ درصد وزنی چدن را آهن تشکیل می‌دهد و عناصر آلیاژی اصلی آن کربن و سیلیسیم هستند. به‌طور معمول بین ۲٫۱ تا ۴ درصد کربن و ۱ تا ۳ درصد سیلیسیم دارد و به عنوان آلیاژی سه‌گانه شناخته می‌شود. با این وجود، انجماد آن از روی دیاگرام فازی دوتایی آهن-کربن بررسی می‌شود. جایی که نقطه یوتکتیک در دمای ۱۱۵۴ درجه سانتی گراد و ۴٫۳ درصد کربن اتفاق می‌افتد که حدود ۳۰۰ درجه کمتر از نقطه ذوب آهن خالص است. چدنها، به استثنا نوع داکتیل، ترد هستند و به دلیل نقطه ذوب پایین، سیالیت، قابلیت ریخته‌گری، ماشین کاری، تغییرشکل ناپذیری و مقاومت به سایش به موادی مهندسی با دامنه وسیعی از کاربرد تبدیل شده و در تولید لوله‌ها، ماشینها، قطعات صنعت خودرو مانند سرسیلندر، بلوک سیلندر و جعبه دنده به کار می‌روند. چدن همچنین به تضعیف و تخریب ناشی از اکسایش (خوردگی) مقاوم است.
تاریخچه
نوعی از معماری است که چدن در آن نقش اصلی را ایفا می‌کند. این سبک، سبکی برجسته در انقلاب صنعتی بود یعنی زمانی که چدن نسبتاً ارزان بود و فولاد هنوز فراگیر نشده بود. در اوایل عصر انقلاب صنعتی از چدن در ساخت کارخانه‌ها اغلب استفاده می‌شد تا حدودی به خاطر فکر اشتباهی که می‌کردند و آن این بود که این ساختارها ضدآتش‌اند. چون به قدر کافی برای تحمل ابزار آلات سنگین مقاوم است. اما در مقابل آتش که معمولاً در این کارخانه‌ها اتفاق می‌افتد آسیب‌پذیر است. چدن هم جنین بسیار در ساخت پل برای سیستم‌های جدید راه آهن که اغلب نتایج وحشتناکی داشت به کار می‌رفت. بعدها هم در خط ریل‌های زیر پل استفاده شد که خطرات بسیاری داشت و جان چندین نفر را گرفت. معماری چدن برای چندین قرن استفاده می‌شد. به خصوص در معماری پیش از مدرن در قرن ۱۸ انگلستان برای اولین بار روش‌های تولید جدید چدن به صورت فراوان و ارزان در ساختمان‌های بزرگ استفاده شد. یکی از اولین و مهم‌ترین پل‌های آهنی در شوپ شایر که تقریباً تمام ساختار آن با چدن ساخته و تنظیم شده بود. کیفیت چدن استفاده شده در پل زیاد بالا نبود و نزدیک به ۸۰ ترک ترد در ساختار آن مشاهده شده‌است
در مجموع ۵ گروه اصلی چدن وجود دارد:
چدن خاکستری (GCI)
چدن گره دار (NCI)
چدن مالیبل (MCI)
چدن گرافیتی (CGI)
چدن آزتمپر (ADI)
گرید و هندسه توصیه شده برای گروههای متریال K2.x و K3.x
- اولین انتخاب باید گرید GC3200 و همچنین هندسه –WMX برای عملیات فینیش و باربرداریهای متوسط باشد. برای عملیات خشن، -KR قویترین و بهترین انتخاب می باشد.
- CC620: برای فینیشینگ با سرعت بالای چدن خاکستری در شرایط پایدار و خشک
- گربد CC650 (مختلط با سرامیک) برای فینیشنگ در شرایط پایدار و گرید CC6190 (سرامیک SiN) برای عملیات خشن و متوسط استفاده می شود.
- در صورت امکان از مایع خنک کن در ماشینکاری پیوسته استفاده شود و از ماشینکاری خشک در برشهای منقطع استفاده شود. گرید VV650 یک استثنا است که باید همواره به صورت خشک ماشینکاری شود.
- گرید CB7525 (گرید CBN) برای ماشینکاری پرداخت تا خشن استفاده می شود، اما تنها در چدن خاکستری و چدن مالیبل
- گرید CB7925 برای چدن خاکستری با درصد آلیاژی بالا استفاده می شود.
چدن خاکستری (GCI)
طبقه بندی متریال: K2.x
چدن خاکستری در حالت عادی از گرافیت در لایه های خود دارد و ویژگی اصلی آن عبارت است از: مقاومت به ضربه پایین (رفتار شکنندگی)، هادی گرماب مناسب و تولید کم گرما در پروسه ماشینکاری
چدن خاکستری مقاومت به ضربه پایینی دارد که تولید نیروهای برشی پایین می کند که در نتیجه قابلیت ماشینکاری آن بسیار پایین است. خوردگی در پروسه ماشینکاری بوسیله سایش اتفاق می افتد و هیچ سایش شیمیایی وجود ندارد.
گریدهایی که باید استفاده شود عبارت است از ۳۲۱۰ یا ۳۲۲۵٫ هندسه های توصیه شده عبارتند از -KF, -KM, -KR, -KRR. در هنگام فینیشینگ، اینسرت وایپر توصیه می شود -WMX.
چدن گره دار (NCI)
طبقه بندی متریال: K3.x
چدن گره دار از گرافیت کروی شکل تشکیل شده است و مشخصات اصلی آن عبارت است از سفتی مناسب (مدول یانگ بالا)، مقاومت به ضربه خوب (ماده سفت و نشکن)، مقاومت کششی خوب و تولید گرما در حین ماشینکاری
چدن گره دار تمایل زیادی به ایجاد لبه برشی انباشته دارد. این تمایل برای مواد نرم تر با محتویات فریتیک بالاتر می باشد. هنگام ماشینکاری با قطعات با محتویات فریتیک بالا و برش های منقطع، سایش چسبنده، مکانیزم سایش غالب می باشد. مشکل چسبندگی در رابطه با چدن هایی که محتویات پرلیتیک بالاتری دارند، کمتر شایع می باشد. در اینجا سایش خوردگی و تغییر شکل پلاستیک، محتمل تر است که اتفاق بیفتد.
گرید هایی که مورد استفاده قرار بگیرند عبارتند از ۳۲۱۰ یا ۳۲۱۵٫ هندسه های توصیه شده نیز –KF, -KM, -KR, -KRR می باشند. در هنگام فینیشینگ، اینسرت وایپر توصیه می شود -WMX.
چدن مالیبل (MCI)
طبقه بندی متریال: K4.x
چدن مالیبل مقاومت کششی بالاتری نسبت به چدن خاکستری دارد و مانند چدن گره دارد در قابلیت ماشینکاری می باشد. و هردو به طور کلی خواص ماشینکاری فوق العاده ای دارند. در حالت کلی چدن با خواص پریلیتیک، سایش خوردگی را افزایش می دهد در حالی که ساختار فریتیک سایش چسبنده را افزایش می دهد.
گریدهایی که توصیه شده است عبارتند از ۳۲۱۰ یا ۳۲۲۵٫ هندسه های توصیه شده نیز –KF, -KM, -KR, -KRR می باشند. در هنگام فینیشینگ، اینسرت وایپر توصیه می شود -WMX.
چدن گرافیتی (CGI)
طبقه بندی متریال: K4.x
از دید قابلیت ماشینکاری، چدن گرافیتی بین خاکستری و گره دار می باشد. در حالی که مقاومت کششی چدن خاکستری دو یا سه برابر چدن خاکستری می باشد و هدایت گرمایی آن کمتر می باشد که موجب ایجاد گرمای بیشتر در حین ماشینکاری و درجه حرارت بالا در ناحیه برشی می شود. افزایش مقدار تیتانیوم در چدن گرافیتی، روی عمر ابزار تاثیر منفی می گذارد.
گریدهایی که توصیه شده است عبارتند از ۳۲۱۰ یا ۳۲۲۵٫ هندسه های توصیه شده نیز –KF, -KM, -KR, -KRR می باشند. در هنگام فینیشینگ، اینسرت وایپر توصیه می شود -WMX.
چدن آزتمپر (ADI)
طبقه بندی متریال: K5.x
مقدار ۴۰-۵۰% کاهش عمر ابزار در مقایسه با چدن گره دار قابل انتظار می باشد. مقاومت کششی و شکل پذیری چدن آزتمپر نزدیک به فولاد می باشد، اما پروسه تشکیل براده به صورت ورقه ورقه می باشد.
بارهای گرمایی و مکانیکی بالا، با توجه به شکل پذیری و مقاومت بالا، موجب تمرکز سایش در نزدیکی لبه برنده می شود. سخت شدگی در حین تشکیل براده موجب منجر به نیروهای برشی دینامیکی بالا می شود. دمای لبه برنده فاکتور مهمی برای تشخسص سایش می باشد.
گریدهایی که توصیه شده است عبارتند از ۳۲۱۰ یا ۳۲۲۵٫ هندسه های توصیه شده نیز –KF, -KM, -KR, -KRR می باشند. در هنگام فینیشینگ، اینسرت وایپر توصیه می شود -WMX.
یک دیدگاه بنویسید