KONTROLA SKRAWALNOŚCI ŻELIWA METODĄ ATD. S. PIETROWSKI 1 Katedra Systemów Produkcji, Politechnika Łódzka ul. B. Stefanowskiego 1/15, Łódź

Podobne dokumenty
KONTROLA STALIWA GXCrNi72-32 METODĄ ATD

ŻELIWO NI-RESIST O OBNIŻONEJ ZAWARTOŚCI NIKLU

OCENA KRYSTALIZACJI STALIWA METODĄ ATD

MONITOROWANIE PRODUKCJI I KONTROLA JAKOŚCI STALIWA ZA POMOCĄ PROGRAMU KOMPUTEROWEGO

KONTROLA STALIWA NIESTOPOWEGO METODĄ ATD

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

SYSTEM KOMPUTEROWY KONTROLI I STEROWANIA JAKOŚCIĄ ŻELIWA Z WYKORZYSTANIEM METODY ATD

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO EN-GJS METODĄ ATD

METODYKA PRZYGOTOWANIA OCENY JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO Z ZASTOSOWANIEM METODY ATD

OKREŚLENIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

OKREŚLANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK20 NA PODSTAWIE METODY ATND

SZACOWANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK9 NA PODSTAWIE METODY ATND

KRYSTALIZACJA WĘGLIKÓW W ŻELIWIE AUSTENITYCZNYM. B. PISAREK 1 Katedra Systemów Produkcji, Politechnika Łódzka, ul. Stefanowskiego 1/15, Łódź

ANALIZA KRZEPNIĘCIA I BADANIA MIKROSTRUKTURY PODEUTEKTYCZNYCH STOPÓW UKŁADU Al-Si

TEMPERATURY KRYSTALIZACJI ŻELIWA CHROMOWEGO W FUNKCJI SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA ODLEWU

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK132

KRYSTALIZACJA I MIKROSTRUKTURA BRĄZU CuAl10Fe5Ni5 PO RAFINACJI

ROZKŁAD TWARDOŚCI I MIKROTWARDOŚCI OSNOWY ŻELIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE NA PRZEKROJU MODELOWEGO ODLEWU

OKREŚLENIE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK132 NA PODSTAWIE METODY ATND.

KONTROLA PRODUKCJI WYSOKOJAKOŚCIOWYCH STOPÓW ODLEWNICZYCH METODĄ ATD

WPŁYW WIELKOŚCI WYDZIELEŃ GRAFITU NA WYTRZYMAŁOŚĆ ŻELIWA SFEROIDALNEGO NA ROZCIĄGANIE

WPŁYW SKŁADU CHEMICZNEGO NA ZAKRES TEMPERATUR KRZEPNIĘCIA ZAEUTEKTYCZNEGO ŻELIWA TYPU Ni-Mn-Cu

ANALIZA KRYSTALIZACJI STOPU AlMg (AG 51) METODĄ ATND

WYZNACZANIE CIEPŁA KRYSTALIZACJI FAZ W ŻELIWIE EN-GJS NA PODSTAWIE METODY ATD

IDENTYFIKACJA CHARAKTERYSTYCZNYCH TEMPERATUR KRZEPNIĘCIA ŻELIWA CHROMOWEGO

ZMĘCZENIE CIEPLNE STALIWA CHROMOWEGO I CHROMOWO-NIKLOWEGO

IDENTYFIKACJA FAZ W MODYFIKOWANYCH CYRKONEM ŻAROWYTRZYMAŁYCH ODLEWNICZYCH STOPACH KOBALTU METODĄ DEBYEA-SCHERRERA

ZASTOSOWANIE METODY ATD DO KONTROLI ŻELIWA WERMIKULARNEGO. R. WŁADYSIAK 1 Katedra Inżynierii Produkcji, Politechnika Łódzka

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA PARAMETRY KRYSTALIZACJI ŻELIWA CHROMOWEGO

ANALIZA KRZEPNIĘCIA I BADANIA MIKROSTRUKTURY STOPÓW Al-Si

MECHANIZM KRYSTALIZACJI GRAFITU WERMIKULARNEGO W ŻELIWIE

OKREŚLENIE METODĄ KALORYMETRII SKANINGOWEJ ENTALPII PRZEMIAN FAZOWYCH W ŻELIWIE SZARYM

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO FERRYTYCZNEGO

WYKRESY FAZOWE ŻELIWA CHROMOWEGO Z DODATKAMI Ni, Mo, V i B W ZAKRESIE KRZEPNIĘCIA

PARAMETRY EUTEKTYCZNOŚCI ŻELIWA CHROMOWEGO Z DODATKAMI STOPOWYMI Ni, Mo, V i B

MONITOROWANIE PRODUKCJI ŻELIWA SFEROIDALNEGO W WARUNKACH ODLEWNI

WPŁYW CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI MATERIAŁU NA GRUBOŚĆ POWŁOKI PO ALFINOWANIU

KRYSTALIZACJA I SKURCZ STOPU AK9 (AlSi9Mg) M. DUDYK 1, K. KOSIBOR 2 Akademia Techniczno Humanistyczna ul. Willowa 2, Bielsko Biała

STRUKTURA ORAZ UDARNOŚĆ ŻELIWA AUSTENITYCZNEGO PRZEZNACZONEGO DO PRACY W NISKICH TEMPERATURACH

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK9

ZASTOSOWANIE METODY ATD DO JAKOŚCIOWEJ OCENY STALIWA CHROMOWEGO PRZEZNACZONEGO NA WYKŁADZINY MŁYNÓW CEMENTOWYCH

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA WŁASNOŚCI TERMOFIZYCZNE STALIWA W STANIE STAŁYM

Ocena kształtu wydziele grafitu w eliwie sferoidalnym metod ATD

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WYBRANE WŁASNOŚCI STALIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

TWARDOŚĆ, UDARNOŚĆ I ZUŻYCIE EROZYJNE STALIWA CHROMOWEGO

S. PIETROWSKI 1 Katedra Systemów Produkcji, Politechnika Łódzka, ul. Stefanowskiego 1/15, Łódź

MONITOROWANIE PRODUKCJI I KONTROLA JAKOŚCI STOPÓW ODLEWNICZYCH Z WYKORZYSTANIEM METODY ATD

SKURCZ TERMICZNY ŻELIWA CHROMOWEGO

ZMIANA SKŁADU CHEMICZNEGO, TWARDOŚCI I MIKROSTRUKTURY NA PRZEKROJU POPRZECZNYM BIMETALOWYCH, ŻELIWNYCH WALCÓW HUTNICZYCH

KRZEPNIĘCIE KOMPOZYTÓW HYBRYDOWYCH AlMg10/SiC+C gr

MODYFIKACJA STOPU AK64

KRYSTALIZACJA EUTEKTYKI W SILUMINACH NADEUTEKTYCZNYCH

ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA SILUMINÓW WIELOSKŁADNIKOWYCH

FOTOELEKTRYCZNA REJESTRACJA ENERGII PROMIENIOWANIA KRZEPNĄCEGO STOPU

REJESTRACJA PROCESÓW KRYSTALIZACJI METODĄ ATD-AED I ICH ANALIZA METALOGRAFICZNA

ZASTOSOWANIE OCHŁADZALNIKA W CELU ROZDROBNIENIA STRUKTURY W ODLEWIE BIMETALICZNYM

SYSTEM KOMPUTEROWY KONTROLI I STEROWANIA JAKOŚCIĄ SILUMINÓW PRZEZNACZONYCH NA KOŁA SAMOCHODOWE

WPŁYW POŁOŻENIA PUNKTU EUTEKTYCZNEGO ŻELIWA CHROMOWEGO NA PARAMETRY OPISUJĄCE ROZKŁAD WIELKOŚCI WĘGLIKÓW

BADANIA SKURCZU LINIOWEGO W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 5.4

ZAPIS PROCESU KRYSTALIZACJI PIERWOTNEJ I WTÓRNEJ ŻELIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

PARAMETRY STEREOLOGICZNE WĘGLIKÓW W ŻELIWIE CHROMOWYM W STANIE SUROWYM I AUSTENITYZOWANYM

SILUMIN OKOŁOEUTEKTYCZNY Z DODATKAMI Cr, Mo, W i Co

ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE STOPU AlSi13Cu2 WYTWARZANYCH METODĄ SQUEEZE CASTING

POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

SILUMIN NADEUTEKTYCZNY Z DODATKAMI Cr, Mo, W i Co

WPŁYW SZYBKOŚCI KRZEPNIĘCIA NA UDZIAŁ GRAFITU I CEMENTYTU ORAZ TWARDOŚĆ NA PRZEKROJU WALCA ŻELIWNEGO.

MODYFIKACJA SILUMINU AK20. F. ROMANKIEWICZ 1 Politechnika Zielonogórska,

STRUKTURA ŻELIWA EN-GJS W ZALEŻNOŚCI OD MATERIAŁÓW WSADOWYCH

KRZEPNIĘCIE STRUGI SILUMINU AK7 W PIASKOWYCH I METALOWYCH KANAŁACH FORM ODLEWNICZYCH

EKSPERYMENTALNE MODELOWANIE STYGNIĘCIA ODLEWU W FORMIE

KRYSTALIZACJA SILUMINU AlSi17 Z DODATKIEM Cr, Co i Ti

GRANICZNA ROZPUSZCZALNOŚĆ WĘGLA W CIEKŁYM ŻELIWIE Ni-Mn-Cu

WPŁYW PRĘDKOŚCI KRYSTALIZACJI KIERUNKOWEJ NA ODLEGŁOŚĆ MIĘDZYPŁYTKOWĄ EUTEKTYKI W STOPIE Al-Ag-Cu

Krzepnięcie Metali i Stopów, Nr 26, 1996 P Ai'l - Oddział Katowice PL ISSN POCICA-FILIPOWICZ Anna, NOWAK Andrzej

WPŁYW WARTOŚCI EKWIWALENTU NIKLOWEGO NA STRUKTURĘ ŻELIWA Ni-Mn-Cu

6. BADANIE TRWAŁOŚCI NARZĘDZI SKRAWAJĄCYCH. 6.1 Cel ćwiczenia. 6.2 Wprowadzenie

WPŁYW MODYFIKACJI NA PRZEBIEG KRYSTALIZACJI, STRUKTURĘ I WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE BRĄZU CYNOWO-FOSFOROWEGO CuSn10P

ZMIANY MIKROSTRUKTURY I WYDZIELEŃ WĘGLIKÓW W STALIWIE Cr-Ni PO DŁUGOTRWAŁEJ EKSPLOATACJI

24/9 s.. lidilicatiun uf Metal~ and Alluys, Nu.24, 1995

MODYFIKACJA SILUMINU AK20 DODATKAMI ZŁOŻONYMI

BADANIA SKURCZU LINIOWEGO W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 6.9

NOWE GATUNKI: ELIWA NI-RESIST ORAZ STOPÓW ALUMINIUM

WPŁYW TEMPERATURY WYGRZEWANIA NA UDZIAŁ FAZ PIERWOTNYCH W STRUKTURZE ŻAROWYTRZYMAŁEGO ODLEWNICZEGO STOPU KOBALTU

WPŁYW ALUMINIUM NA NIEKTÓRE WŁAŚCIWOŚCI I STRUKTURĘ STALIWA

PARAMETRY STEREOLOGICZNE GRAFITU I SKŁAD CHEMICZNY OKREŚLAJĄCY WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE ŻELIWA SFEROIDALNEGO

FILTRACJA STOPU AlSi9Mg (AK9) M. DUDYK 1 Wydział Budowy Maszyn i Informatyki Akademia Techniczno - Humanistyczna ul. Willowa 2, Bielsko-Biała.

SPEKTRALNE CIEPŁO KRYSTALIZACJI ŻELIWA SZAREGO

ANALIZA ODLEWANIA ŻELIWA CHROMOWEGO W FORMIE PIASKOWEJ - FIZYCZNE MODELOWANIE STYGNIĘCIA

MODYFIKACJA SILUMINÓW AK7 i AK9. F. ROMANKIEWICZ 1 Uniwersytet Zielonogórski, ul. Podgórna 50, Zielona Góra

ANALIZA ZAKRESU KRYSTALIZACJI STOPU AlSi7Mg PO OBRÓBCE MIESZANKAMI CHEMICZNYMI WEWNĄTRZ FORMY ODLEWNICZEJ

MODYFIKACJA TYTANEM, BOREM I FOSFOREM SILUMINU AK20

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTURĘ I MORFOLOGIĘ PRZEŁOMÓW SILUMINU AK132

PROFIL MAKRO- I MIKRO-TWARDOŚCI NA PRZEKROJU MODELOWEGO ODLEWU Z ŻELIWA CHROMOWEGO

OKREŚLENIE TEMPERATURY I ENTALPII PRZEMIAN FAZOWYCH W STOPACH Al-Si

OCENA PROCESU ODLEWANIA I OBRÓBKI CIEPLNEJ STOPOWEGO STALIWA KONSTRUKCYJNEGO METODĄ ANALIZY TERMICZNEJ I DERYWACYJNEJ

MIKROSKOPIA METALOGRAFICZNA

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE I TRYBOLOGICZNE SILUMINU NADEUTEKTYCZNEGO PO OBRÓBCE CIEPLNEJ

WPŁYW RODZAJU SILUMINU I PROCESU TOPIENIA NA JEGO KRYSTALIZACJĘ

WPŁYW DODATKÓW STOPOWYCH NA WŁASNOŚCI STOPU ALUMINIUM KRZEM O NADEUTEKTYCZNYM SKŁADZIE

WŁAŚCIWOŚCI AUSTENITYCZNEGO ŻELIWA SFEROIDALNEGO. E. GUZIK 1, D. KOPYCIŃSKI 2 Wydział Odlewnictwa AGH, ul. Reymonta 23, Kraków

Transkrypt:

37/2 Archives of Foundry, Year 2001, Volume 1, 1 (2/2) Archiwum Odlewnictwa, Rok 2001, Rocznik 1, Nr 1 (2/2) PAN Katowice PL IN 1642-5308 KONTROLA KRAWALNOŚCI ŻELIWA METODĄ ATD. PIETROWKI 1 Katedra ystemów Produkcji, Politechnika Łódzka ul. B. tefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź TREZCZENIE W pracy wykazano, że pomiędzy charakterystycznymi temperaturami krystalizujących faz w żeliwie Niresist, wyznaczonymi z krzywych ATD, a siłą poosiową F Z, momentem M i mocą N skrawania podczas wiercenia, występują określone zależności liniowe. Umożliwia to ocenę skrawalności żeliwa, a pośrednio i trwałości ostrza. Przedstawione wyniki badań rozszerzają możliwość kontroli żeliwa metodą ATD. Key words: Ni-Resist, TDA, crystallization, axial force, machining moment, machining power. 1. WTĘP Podstawowym elementem konkurencyjności przedsiębiorstwa, na które składają się m.in. koszty obróbki skrawaniem, są niskie koszty produkcji. Jednym z ich składników jest trwałość narzędzi skrawających odlewy. Z jej wzrostem koszty maleją. W wielu przypadkach, pomimo zachowania zgodnie z normą lub warunkami technicznymi, mikrostruktury i własności mechanicznych odlewów, wydział obróbki skrawaniem ma zastrzeżenia do złej ich skrawalności. W związku z tym celowym jest, aby opracowując technologię stopów rozwiązywać ją kompleksowo, uwzględniając również ocenę skrawalności odlewów. krawalność tworzyw dotychczas nie została jednoznacznie zdefiniowana w literaturze przedmiotu. Określa się ją siłami skrawania, momentem skrawania i tarcia, mocą skrawania lub trwałością ostrza narzędzia skrawającego. Zachowując stałe warunki parametrów skrawania, skrawalność będzie wyłącznie funkcją mikrostruktury przedmiotu obrabianego. Najłatwiej jest zachować stałe warunki skrawania podczas wiercenia otworów. tąd najczęściej określa się skrawalność podczas 1 Prof. dr hab. inż, akgolnik@ck-sg.p.lodz.pl

wiercenia mierząc siłę poosiową F Z i moment skrawania M, z których można obliczyć moc skrawania N. Przedstawiony powyżej problem wyniknął podczas realizacji projektu celowego w WK GORZYCE.A. dotyczącego wkładek tłokowych z żeliwa Niresist (austenitycznego z węglikami). W związku z tym, że kontrolę krystalizacji żeliwa Niresist przeprowadzono metodą analizy termicznej i derywacyjnej (ATD), spróbowano znaleźć zależności pomiędzy charakterystycznymi temperaturami krystalizacji żeliwa, a siłą poosiową F Z i momentem skrawania M podczas wiercenia. Okazało się, że takie zależności istnieją i są one liniowe. Wynika z tego, że metodę ATD można wykorzystać również do oceny skrawalności żeliwa, co wykazano w niniejszej pracy na przykładzie żeliwa Niresist. 2. METODYKA BADAŃ Badania przeprowadzono dla trzech grup żeliwa, których reprezentatywny skład chemiczny przedstawiono w tabeli 1. Tabela 1. Reprezentatywny skład chemiczny badanego żeliwa Table 1. Representatives chemical composition researched cast iron Grupa kład chemiczny, % żeliwa C i P Mn Cr Ni Cu I 2,25-1,55-0,06-0,03-1,40-1,60-14,20-5,10-2,35 1,75 0,08 0,05 1,50 2,00 14,50 5,40 II 2,45-1,80-0,03-0,04-1,15-1,30-14,60-5,25-2,60 2,00 0,05 0,07 1,30 1,50 14,85 5,50 III 2,75-2,05-0,05-0,05-0,85-0,80-14,00-5,15-3,05 2,40 0,07 0,07 1,05 1,20 14,40 5,35 Kolejno wzrastała w nich zawartość węgla i krzemu, a malała manganu oraz chromu. Analizę termiczną i derywacyjną (ATD) żeliwa wykonano za pomocą CRYTALLDIGRAPHU z próbnikiem ATD-10. Badania metalograficzne wykonano na mikroskopie EPITYP II przy powiększeniach: x100, x250 i x500 na zgładach nietrawionych i trawionych wodą królewską. Badania Rm wykonano na maszynie INTRON na próbkach d 0 =10mm, a twardości na uniwersalnym twardościomierzu HBO 250 przy warunkach 187,5/2,5/30. Badania skrawalności żeliwa wykonano na wiertarce stołowej przy obrotach wrzeciona 750obr/min i posuwie 0,2mm/obrót. Otwory wiercono na sucho wiertłem o średnicy 5mm. Wiertarka była sterowana elektronicznie, a zapis siły poosiowej F Z i momentu skrawania M rejestrowany był przez komputer. Dla każdej grupy żeliwa badania wykonano na 10 próbkach wiercąc w nich po 6 otworów. Każdy otwór wiercono nowym wiertłem. iły skrawania występujące podczas wiercenia pokazano na rysunku 1.

Rys. 1. iły skrawania w procesie wiercenia Fig. 1. Force of machining during drilling ą one następujące: F siła skrawania; jest to siła oporu materiału przeciwdziałająca obracaniu się wiertła wokół własnej osi, wytwarza ona moment skrawania M, F Z siła poosiowa; siła oporu materiału przeciw wgłębianiu się wiertła; dla jednego ostrza wynosi ona F Z, a dla obu ostrzy 2F Z, F X siła promieniowa; na obu ostrzach siły te się równoważą, F siła wypadkowa sił skrawania działających na ostrze wiertła; można ją rozłożyć na siłę Fp prostopadłą do krawędzi tnącej w płaszczyźnie pionowej i siłę poziomą Fw. iła poosiowa F Z określana była z zależności (1): F yp Z C p D p Kmp, [N] (1)

Moment skrawania M obliczany był z wzoru (2): M 1,9 ym Cm D p Kmp, [Nm] (2) gdzie: C p i C m współczynniki zależne od rodzaju próbki, materiału obrabianego i posuwu; wynosiły one C p =60,5; C m = 23,5 D średnica wiertła równa 5mm, p posuw równy 0,2mm/obrót, yp i ym wykładniki potęg zależne od rodzaju obróbki, materiału obrabianego i posuwu; wynosiły one yp=0,8, ym=0,8 K mp współczynnik poprawkowy zależny od materiału; przyjęto jego wartość równą 0,8 Moc skrawania N obliczano z wzoru (3): N M n, [kw] (3) 973832 Wyznaczając z równania (1) współczynnik K mp i podstawiając do (2) otrzymuje się zależność między momentem skrawania M, a siłą poosiową F Z : M F Z C m D C p 0,9 p p yp ym (4) Podstawiając: K C m D C p 0,9 p p yp ym (5) do (4) otrzymuje się: M F K (6) Z Z zależności (6) wynika, że moment skrawania jest proporcjonalny do siły poosiowej. Analizę statystyczną przeprowadzono metodą analizy regresji wielokrotnej krokowej.

3. WYNIKI BADAŃ WŁANYCH Reprezentatywne krzywe ATD i mikrostrukturę żeliwa grupy I przedstawiono na rysunku 2 (a, b). a) b) Rys. 2. (a, b) Reprezentatywne krzywe ATD (a) i mikrostruktura żeliwa grupy I (b) Fig. 2. Representatives curves TDA (a) and mikrostructure of cast iron group I (b)

Po zakończonej krystalizacji austenitu pierwotnego (A-D) i eutektyki austenit+grafit (D-E ), w temperaturze t E rozpoczyna się krystalizacja węglików ledeburytycznych, które tworzą siatkę. Krystalizacja węglików kończy się w temperaturze t H (rys. 2a). Wielkość węglików zawarta jest w przedziale 800-1000 m 2, a ich ilość wynosi 4-5% (rys. 2b). Mikrostruktura żeliwa złożona jest z austenitu, grafitu typu A, B i E o wielkości 4-7 m i węglików ledeburytycznych. Reprezentatywny dla tej grupy żeliwa wykres siły poosiowej F Z i momentu skrawania M w czasie wiercenia otworów pokazano na rysunku 3. Rys. 3. Reprezentatywny wykres siły poosiowej F Z i momentu skrawania M dla żeliwa grupy I Fig. 3. Representatives diagram of axial force F Z and machining moment M of cast iron group I

Dla żeliwa grupy II reprezentatywne krzywe ATD i mikrostrukturę przedstawiono na rysunku 4 (a, b). a) b) Rys. 4. (a, b) Reprezentatywne krzywe ATD (a) i mikrostruktura żeliwa grupy II (b) Fig. 4. Representatives curves TDA (a) and mikrostructure of cast iron group II (b)

W porównaniu z żeliwem grupy I nastąpiło obniżenie temperatury krystalizacji węglików pierwotnych. Ich wielkość zawiera się w przedziale 400-600 m 2, ilość 3-4% (rys. 4b). Rozmieszczone są one częściowo w postaci siatki, a częściowo równomiernie. Mikrostruktura żeliwa jest analogiczna jak w żeliwie grupy I. Na rysunku 5 przedstawiono reprezentatywny dla tej grupy żeliwa wykres siły poosiowej F Z i momentu skrawania M. Rys. 5. Reprezentatywny wykres siły poosiowej F Z i momentu skrawania M dla żeliwa grupy II Fig. 5. Representatives diagram of axial force F Z and machining moment M of cast iron group II W porównaniu z danymi na rys. 3 nastąpiło zmniejszenie siły F Z i momentu skrawania M. W tabeli 2 przedstawiono zakres temperatury krystalizacji eutektyki austenit+grafit (t D -t E ), węglików (t E -t H ) i końca krystalizacji (t H ) żeliwa grupy I i II.

Tabela 2. Zakres temperatury krystalizacji eutektyki grafitowej (t D -t E ), węglików (t E -t H ) i końca krystalizacji (t H ) żeliwa. Table 2. Range of temperature od cristallization of: graphite eutectic (t D -t E ), carbides (t E -t H ) and of solidification (t H ) of cast iron Grupa żeliwa Temperatura, C t D -t E t E -t H t H I 1178-1108 1133-1082 1095-1082 II 1187-1075 1102-1063 1080-1063 Z przedstawionych w tab. 2 danych wynika, że dla żeliwa grupy II temperatura początku krystalizacji eutektyki jest wyższa, a jej końca niższa niż dla żeliwa grupy I. Węgliki ledeburytyczne (żeliwo grupy I) krystalizują w wyższej temperaturze (rys. 2a) niż węgliki pierwotne (żeliwo grupy II, rys. 4a). Powoduje to obniżenie temperatury t H końca krystalizacji żeliwa grupy II. Zakres zmian siły poosiowej F Z, momentu skrawania M i mocy skrawania N dla żeliwa grupy I i II przedstawiono w tabeli 3. Tabela 3. Zakres siły poosiowej F Z, momentu M i mocy N skrawania żeliwa Table 3. Range of axial force F Z, machining moment M and machining power N of cast iron Grupa żeliwa F Z N M Nm N kw I 1675-1820 21,8-24,0 1,67-1,85 II 1450-1640 20,0-21,5 1,55-1,66 Z przedstawionych w tab. 3 danych wynika, że wydzielenia węglików pierwotnych zmniejszają wartości F Z, M i N.

Reprezentatywne krzywe ATD i mikrostrukturę żeliwa grupy III pokazano na rysunku 6 (a, b). a) b) Rys. 6. Reprezentatywne krzywe ATD (a) i mikrostruktura żeliwa grupy III (b) Fig. 6. Representatives curves TDA (a) and microstructure of cast iron group III (b)

W tej grupie żeliwa na krzywej derywacyjnej nie występuje efekt cieplny od krystalizacji węglików (rys. 6a), pomimo ich obecności w mikrostrukturze (rys. 6b). Wielkość węglików nie przekracza 300 m, a ich ilość jest mniejsza od 3%, przy czym rozmieszczone są one równomiernie. Dla tej grupy żeliwa temperatura (t D -t H ) krystalizacji eutektyki grafitowej zawiera się w zakresie 1190-1098 C, a końca jej krystalizacji wynosi t H =1166-1098 C. W porównaniu z żeliwem grupy I i II temperatura t D i t H odpowiednio początku i końca krystalizacji eutektyki żeliwa grupy III wzrosła. Mikrostruktura żeliwa jest austenityczna z grafitem typu A, B i E o wielkości 4-7 m i węglikami pierwotnymi. Reprezentatywny dla tej grupy żeliwa wykres siły poosiowej F Z i momentu skrawania M podczas wiercenia pokazano na rysunku 7. Rys. 7. Reprezentatywny wykres siły poosiowej F Z i momentu skrawania M dla żeliwa grupy III Fig.7. Representatives diagram of axial force F Z and machining moment M of cast iron group III iła poosiowa zawiera się w zakresie F Z =820-1140N, a moment M =15,4-19,0Nm. Obliczona moc skrawania wynosi N =1,18-1,45kW. Wartości te są niższe w porównaniu z żeliwem grupy I i II. Z przedstawionych danych wynika, że niezależnie od grupy żeliwa, przede wszystkim w wyniku wysokiej zawartości niklu i miedzi, mikrostruktura osnowy żeliwa pozostaje austenityczna z grafitem płatkowym. Zmienia się w nim rodzaj, wielkość i charakter rozmieszczenia węglików. powodowane jest to wzrastającą ilością węgla i krzemu oraz malejącą zawartością manganu i chromu w żeliwie grupy od I-III (tab. 1). Węgliki ledeburytyczne krystalizują w żeliwie grupy I o najniższej zawartości węgla (2,25-2,35%C) i krzemu (1,55-1,75%i) oraz największej ilości manganu (1,40-1,50%Mn) i chromu (1,60-2,00%Cr). Ich krystalizacja rozpoczyna się po uprzednim

wykrystalizowaniu dendrytów austenitu pierwotnego oraz eutektyki grafitowej, w stosunkowo wysokiej temperaturze (1133-1108 C, tab. 2, rys. 2). Mogą one krystalizować wyłącznie w przestrzeniach międzydendrytycznych, w których ciekłe żeliwo wzbogacone jest w mangan i chrom w wyniku odrzucania ich atomów przez front krystalizacji austenitu. W związku z tym następuje zawężenie zakresu temperatury krystalizacji w układzie stabilnym i metastabilnym, a przechłodzenie cieczy jest wystarczająco duże do krystalizacji ledeburytu. Wzrost zawartości węgla do 2,60%C i krzemu do 2,00%i oraz zmniejszenie ilości manganu do 1,15%Mn i chromu do 1,30%Cr w żeliwie grupy II (tab. 1) spowodowało krystalizację węglików pierwotnych w niższej temperaturze (1102-1075 C, tab. 2, rys. 4). Ciekłe żeliwo pomiędzy dendrytami austenitu nie osiąga wtedy dużego przechłodzenia warunkującego wzrost ledeburytu. W związku z tym krystalizują węgliki pierwotne typu (FeMnCr) 3 C. Dla żeliwa grupy III zawierającego największą ilość węgla (2,75-3,05%C) i krzemu (2,05-2,40%i) oraz najmniejszą manganu (0,85-1,05%Mn) i chromu (0,80-1,20%Cr) (tab. 1), na krzywej derywacyjnej nie występuje efekt cieplny krystalizacji węglików (rys. 6), pomimo ich obecności w mikrostrukturze. powodowane jest to niewielką ich wielkością i ilością w związku z czym ciepło krystalizacji było za małe do utworzenia piku na krzywej krystalizacji. W tabeli 4 przedstawiono wielkość i udział procentowy węglików oraz Rm i HB badanego żeliwa. Tabela 4. Wielkość i udział procentowy węglików w mikrostrukturze żeliwa oraz jego Rm i HB Table 4. Largenes and percent participation in microstructure carbides of cast iron and its Rm and HB. Grupa żeliwa Wielkość węglików, m Udział procentowy, % Rm, MPa I 800-1000 4-5 160-180 175-185 II 400-600 3-4 180-190 150-160 III 300 3 200-220 130-140 Z przedstawionych w tab. 4 danych wynika, że największą Rm i najmniejszą HB otrzymano w żeliwie grupy III. Konsekwencja przedstawionych zmian rodzaju, wielkości, ilości i rozmieszczenia węglików w osnowie austenitycznej są malejące wartości F Z, M i N odpowiednio dla żeliwa grupy I-III (rys. 3; 5 i 7). Zmniejszenie siły poosiowej F Z, momentu M i mocy N spowodowane jest również zwiększoną grafityzacją żeliwa. twierdzono, że pomiędzy temperaturą początku i końca krystalizacji węglików odpowiednio t E i t H oraz temperaturą końca krystalizacji żeliwa t H (w przypadku braku efektu cieplnego na krzywej derywacyjnej od krystalizacji węglików, HB

żeliwo grupy III), a siłą poosiową F Z, momentem M i mocą N skrawania występują ściśle określone zależności przedstawione odpowiednio na rysunku 8-10. Rys. 8. Zależność siły poosiowej F Z od temperatury t E. t H i t H Fig. 8. Dependence of axial force F Z from temperature t E. t H i t H Rys. 9. Zależność momentu skrawania M od temperatury t E. t H i t H Fig. 9. Dependence of machining moment M from temperature t E. t H i t H

Rys. 10. Zależność mocy skrawania N od temperatury t E. t H i t H Fig. 10. Dependence of machining power N from temperature t E. t H i t H Wynika z nich, że są one liniowe, określone równaniami (7) (15) F Z 5188,64 6,21t E' (7) - współczynnik korelacji R=98,59%, - standardowy błąd szacowania E st =18,62 M 53,52 0,07t E' (8) R=98,35%; E st =0,22 N (9) 4,05 0,005t E' R=99,02%; E st =0,01 F Z 11224,3 11,94t H ' (10) R=96,76%; E st =28,17

M 120,13 0,13t H ' (11) R=96,65%; E st =0,32 M 55,12 0,067t H ' 0, 003t H ' (12) R=97,26%; E st =0,26; średni błąd bezwzględny Er=0,14 N (13) 7,02 0,002t E' 0, 006t H ' R=99,59%; E st =0,01; Er=0,005 F 6062,17 4, 49 (14) Z t H R=98,79%; E st =15,03 M 70,72 0, 05 (15) t H R=98,09%; E st =0,20 N 5,68 0, 004 (16) t H R=99,17%; E st =0,01 Dla przedstawionych równań (7-16), test nedecora F wielokrotnie przewyższa wartości testu krytycznego F Kr. Współczynnik korelacji jest bardzo duży i zawiera się w zakresie R=96,65-99,59%. Największy standardowy błąd szacowania występuje w równaniach określających siłę poosiową F Z. Zawiera się on w zakresie E st =15,03-28,17. Jest natomiast bardzo mały przy określaniu momentu M i mocy N skrawania; zawarty w zakresie E st =0,01-0,32. Te dwie wielkości można uzależnić jednocześnie od temperatury t E i t H, co przedstawiają równania (12) i (13). Poprawia to nieco współczynnik korelacji R i standardowy błąd szacowania E st.

4. PODUMOWANIE Z przedstawionych danych wynika, ze metoda ATD umożliwia również ocenę skrawalności żeliwa. Z jej wykorzystaniem można odpowiednio pokierować krystalizacją i ewentualnymi przemianami austenitu w celu uzyskania najmniejszej wartości siły F Z, momentu M i mocy N skrawania, a więc najlepszej skrawalności, a w związku z tym i największej trwałości ostrza. Przedstawione zagadnienie zostało wdrożone w WK GORZYCE.A. dla produkcji wkładek tłokowych w ramach realizacji projektu celowego Nr 7T08B 164 99 C/4261. LITERATURA [1] Pietrowski., Pisarek B., Władysiak R.: Wdrożenie systemu kontroli i sterowania jakością żeliwa austenitycznego na wkładki tłokowe metodą ATD. Projekt Celowy Nr 7T08B 164 99 C/4261, Łódź 2000r. UMMARY CONTROL OF MACHINABILITY OF CAT IRON TDA METHOD It exert in paper, that among characteristic temperatures crystallizing phases in Niresist cast iron from curve indicated TDA, and axial force F Z, machining moment M and machining power N during drilling, definite linear dependences take a stand. It enables estimate of machining of cast iron but indirectly and constancy of pinpoint. Introduced results of research expand capabilities of controls of cast iron method TDA. Recenzował Prof. tanisław Jura