加工鑄鐵不被認為是有問題的。該前提部分是由於該材料的石墨含量高於鋼。石墨會使生成的切屑變脆而變短，並具有抗磨性，有助於切削刃的潤滑。憑藉其吸收振動的能力，石墨還提高加工穩定性。雖然這些優勢可能會加強上述前提，但細微的鑄鐵世界要求對此聲明進行更詳細的研究。
從其名稱可以理解，鑄鐵用於鑄造。鑄鐵零件的加工涉及去除不均勻且可變的零件，例如夾雜物、鑄件表皮、氣孔、熱撕裂和其他鑄件缺陷，這些都會影響切削刀具。從機械加工的角度來看，較高的石墨含量也有一個缺點：它會加速磨損。這意味著切削刀具必須具有良好的耐磨性，以確保高生產率。還要注意的是，“鑄鐵”一詞實際上可能是指不同類型的黑色金屬，其可加工性可能會發生很大變化，而後者往往被忽略，這可能導致錯誤選擇切削刀具和錯誤地定義切削數據。
有幾種類型的鑄鐵。 灰色、球墨鑄鐵和延展性鑄鐵根據ISO 513標準分類形成應用組K（紅色標識顏色）。 硬化和冷硬鑄鐵屬於H組（灰色標識顏色）。 這些規格為製造商提供有關切削刀具應用的明確指南-正確的刀具材料、切削幾何形狀和切削數據選擇。
通常，加工ISO K鑄鐵對製造商來說不是問題。 例如，鐵素體灰鑄鐵是易於切削的材料。 但是，加工ISO H鑄鐵更加困難。 儘管與加工硬鋼的條件相似，但該材料的特殊功能要求切削刀具生產商提供適當的解決方案。 另外，某些類型的鑄鐵在其可加工性方面表現出一定的對偶性，強調“鑄鐵”定義的廣泛性和異質性。
例如，可以將耐鎳鑄鐵的可加工性與灰口鑄鐵進行比較。但是，所需的切削幾何形狀似乎更適合於奧氏體不銹鋼。奧氏體球墨鑄鐵（ADI）的工件在不同的材料條件和硬度材質下交付，這影響正確刀具的選擇。淬火前的ADI機加工性足夠，類似於切削高合金鋼。但是，如果在高硬度條件加工該鑄鐵，則只有用於ISO H應用組的刀具才能滿足客戶的期望。
ISO H組使用高硬度鑄鐵的情況具有挑戰性。對於製造商來說，加工鑄鐵的硬度通常為HB 400…440。但是，在使用堅硬的耐磨高鉻鑄鐵時，情況會發生根本變化。一般硬度可能在HRC 52…54左右，但是在加工零件的薄壁區域中，硬度可以達到HRC 60甚至更高。與高鉻含量相結合，使加工變得極為困難，並顯著縮短刀具壽命。
表1列出不同鑄鐵類型的平均切削性評分。珠光灰鑄鐵（額定為100％）為比較提供基礎。
表1
|
加工材料 |
條件 |
ISCAR
材料組* |
可加工性
% |
|
灰 |
肥粒鐵 |
15 |
130 |
|
鑄鐵 (GCI) |
波來鑄鐵 |
16 |
100 |
|
結狀 |
肥粒鐵-波來鑄鐵 |
17 |
75 |
|
鑄鐵 (NCI) |
波來鑄鐵 |
18 |
70 |
|
有延展性的 |
肥粒鐵 |
19 |
115 |
|
鑄鐵 (MCI) |
波來鑄鐵 |
20 |
93 |
|
縮墨鑄鐵(CGI) |
|
~17 |
80 |
|
奧氏體 |
軟化 |
~10 |
80 |
|
球墨鑄鐵(ADI) |
硬化 |
41 |
35 |
|
耐蝕鎳鑄鐵 CI |
|
|
90 |
|
冷硬鑄鐵 |
HB 400…440 |
40 |
50 |
|
硬化鑄鐵 |
HB 550…600 |
41 |
25 |
*符合VDI 3323標準的ISCAR材料組
"選擇最適合加工鑄鐵的切削刀具應基於對鑄鐵類型及其硬度的詳細研究。參與選擇正確刀具的切削刀具應用專家在指定鑄鐵的特性時需要完全準確。考慮到鑄鐵行業的多樣性，切削刀具製造商會竭盡全力找到最有效的鑄鐵加工解決方案，其中主要的汽車消費群體是汽車、模具、機床和重工業–都要求其切削刀具合作夥伴提供越來越高效的產品。
用於加工鑄鐵的刀具構成ISCAR產品範圍的很大一部分。 ISCAR已向市場推出各種有趣的設計和工具材料，這些材料專門針對切削這種流行的材料而設計。其中一些設計可以很好地說明其創作者的邏輯，其目的是為滿足客戶需求找到合適的答案。"
基於良好的基礎
先前提到的難以切削的硬/高鉻鑄鐵對機械生產率產生嚴重的障礙。 切削刀具承受較高的機械和熱負荷。 例如，在用鎢鋼刀具銑削此鑄鐵時，典型的切削速度很低：40-50 m / min（130-160 sfm）。 強烈的熱量產生經常迫使製造商使用濕的冷卻劑。 結果，刀具在熱衝擊作用的條件下工作，這大大縮短刀具的壽命。
ISCAR開發DT7150材質，專門用於此類操作。 DT7150是“ DO-TEC”鎢鋼材質，具有堅硬的基材並且結合中溫CVD和PVD鍍層工藝。 由於其極高的耐磨性和抗崩刃性，DT7150為客戶提供一種用於切削硬鑄鐵的有效刀具材料。
使用立方氮化硼（CBN）可以實現生產率的根本性顯著變化，這可以顯著提高切削速度。例如，在加工硬鑄鐵時，速度比鎢鋼高2-5倍。 ISCAR的高性能銑刀帶有帶有CBN刀尖的切向夾持刀片，在汽車工業中非常受歡迎。對於硬車削應用，該公司擴大CBN尖頭ISO型刀片的範圍，可用於連續切削和斷續切削（圖1）。
在中等負載下的ISO K應用（加工灰色、球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵）中，陶瓷刀具已顯示出良好的效果。由氮化矽（Si3N4）級IS8製成的周邊磨削切向夾持的TANGMILL銑削刀片，可確保將切削速度提高多達3倍，並提供出色的表面精度。車削時，即使使用粗加工，也可以通過使用CVD鍍層的氮化矽刀片實現最高五倍的切削速度。
幾何的作用
切削幾何形狀和刃口準備對於刀具性能至關重要。切削刃的準備有幾種類型：圓形、倒角等。儘管選擇所需的準備工作看起來似乎很簡單，但這並不是那麼容易。倒角的哪個寬度或角度最有效？如何在刀具生產過程中確保定義的角度？當使用陶瓷或CBN刀片時，這些問題尤為關鍵。答案需要適當的專業技能和經驗。如今，刀具工程師已經配備功能強大的設計刀具-切屑形成的電腦建模-可以為找到最佳形狀做出重要貢獻。該儀器大大縮短切削的幾何形狀，是成功設計刀具的重要因素。
TGMA開槽刀片是專門用於加工鑄鐵，結合優化的刃口狀況和鎢鋼材質的一個很好的例子。 該刀片是在最近幾年引入，它豐富了ISCAR的TOPGRIP系列。 刀片切削刃的正面和側面區域具有倒角條件，即所謂的“ T形刃口”，以增加刃口強度並延長刀具壽命（圖2）。 電腦建模在優化刃口幾何形狀方面起著至關重要的作用。 刀片由專門為開槽鑄鐵開發的CVD鍍層鎢鋼材質IC5010製成。
超精細的精加工刀具
ISCAR最近在其“ LOGIQ”營銷活動中推出新產品，其中包括TANGFIN系列專為實現超精細表面精度而設計的平面銑刀（圖3），這已引起鑄鐵零件生產商的極大興趣。將切向夾持的刀片定位在TANGFIN刀具中，並在徑向和軸向方向上逐漸位移。該設計使每個刀片僅切削材料的一小部分。這個概念，加上高剛性的切向夾持原理和長的刀片拋光刃，可實現令人印象深刻的機加工表面光潔度，Ra值高達0.1μ（4μin）。
量身定制的解決方案
汽車工業是最大的鑄鐵零件生產商之一。為了降低汽車零部件的批量生產中的零件成本，切削刀具製造商開發定制的高度工程化的刀具，這些刀具可以最大生產率地執行特定的機加工操作，從而減少非切削零件的循環時間。
用於加工轉向節的定制解決方案（圖4）提供這些組合刀具的絕佳示例。 ISCAR提出該解決方案，作為最大的汽車生產商之一的總包項目的一部分。組合後的組合刀具執行多項操作-通過攻絲在用於防塵罩的孔中切削內螺紋；通過螺旋插補銑削兩個凹槽（用於卡環和油脂密封）；並銑削外表面。該刀具帶有不同的徑向和切向夾持的刀片，並帶有帶有偏心補償機構的攻絲附件。線性尺寸的嚴格公差範圍可確保在多主軸機床中成功使用該刀具。
事實證明，加工鑄鐵畢竟不是一件容易的事，正如有時所相信的那樣。了解這種材料的豐富多彩世界並遵循正確使用切削刀具的鑄鐵規則，將確保最高效率，並展示刀具的“ IQ”能力，以實現並維持高效的加工實踐。
