Wiercenie otworów w żeliwie

Żeliwo otrzymywane jest w procesie wygrzewania surówki z dodatkami złomu stalowego lub żeliwnego w piecach – tak zwanych żeliwniakach. Otrzymany materiał charakteryzuje się niewielkim skurczem odlewniczym oraz łatwością wypełniania form, a także w stanie stałym – dobrą skrawalnością, jest też materiałem odpornym na korozję. Żeliwo jest powszechnie używane, ze względu na jego wiele zalet – niski koszt, niską temperaturę topnienia, a także wysoką wytrzymałość.

Po zastygnięciu odlewu wyrób poddaje się szlifowaniu, usuwając w ten sposób ostre krawędzie i pozostałości po formie odlewniczej. Odlew jest też sezonowany, aby zmniejszyć wewnętrzne naprężenia materiału, prowadzące do odkształceń lub uszkodzeń wyrobu.

Rodzaje żeliwa, własności i ich zastosowanie

Wyróżnia się kilka rodzajów żeliwa, w zależności od tego, w jakiej postaci występuje węgiel:

• żeliwo szare – węgiel występuje w formie grafitu. Jego właściwości zależą od jego postaci – gdy grafit występuje w postaci płytek, żeliwo jest mało ciągliwe i mało wytrzymałe.

Żeliwo szare występuje w następujących odmianach:

• żeliwo szare zwykłe,
• żeliwo modyfikowane – o wysokiej odporności na rozciąganie,
• żeliwo sferoidalne – posiada dobre własności wytrzymałościowe i plastyczne, wykorzystywane jest najczęściej w produkcji części samochodowych – takich jak wałki rozrządu, wały korbowe, elementy układu kierowniczego, koła zębate, pierścienie tłokowe, a także wrzeciona obrabiarek i części armatury.
• żeliwo białe – węgiel związany jest w cementycie. Jest to żeliwo bardzo twarde, a także kruche. Nie podlega obróbce mechanicznej, jedynie szlifowaniu. Wykonuje się z niego np. klocki hamulcowe.
  W wyniku poddania żeliwa białego dodatkowej obróbce, powstaje żeliwo ciągliwe, które posiada dobre własności plastyczne oraz dobra wytrzymałość. Materiał ten znajduje zastosowanie w produkcji elementów w górnictwie, przemyśle samochodowym, rolniczym czy maszynowym.
• żeliwo połowiczne (proste) – występuje tu cementyt oraz grafit. Bezpośrednio nie znajdują zastosowania, stosuje się niekiedy odlewy zabielone, otrzymywane w wyniku szybkiego chłodzenia odlewu. Materiał ten posiada dużą odporność na ścieranie.

Obróbka skrawaniem żeliwa – wiercenie otworów

Jedną z podstawowych operacji obróbki skrawaniem jest wiercenie, w tym artykule skupimy się na zagadnieniu wiercenia otworów w żeliwie.

Teoretycznie każde wiertło, które wykorzystujemy przy obróbce stali, będzie nadawało się także do wiercenia w żeliwie, natomiast należy mieć świadomość, że nie będzie to wybór optymalny.

Zajmijmy się wiertłami wykonanymi z monolitu węglika. Ze względu na charakterystykę materiału obrabianego, a konkretniej bardzo wysokie właściwości ścierne, wiertło do żeliwa powinno być wykonane z węglika o niskiej zawartości kobaltu (zalecenia producentów – około 6%). Wykorzystanie takiego materiału bazowego zapewni nam wyższą odporność narzędzia na ścieranie niż w przypadku wykonania wiertła z materiału standardowego.

Wiertło dedykowane do żeliwa powinno posiadać także specjalną geometrię ostrza. Kąt natarcia powinien być neutralny lub nawet ujemny, podczas gdy wiertła do stali posiadają dodatnie kąty natarcia. Kąt wierzchołkowy nie ma już takiego znaczenia i standardowo stosuje się narzędzia z kątem około 140 lub 118 stopni, jednak sam sposób zaostrzenia wierzchołka będzie miał zdecydowany wpływ na pracę narzędzia. Przy wiertłach do żeliwa producenci zalecają wykonanie odpowiedniej korekcji ścina i specjalnego rodzaju oszlifowania, który przedłuża główne krawędzie skrawające powodując jednocześnie znacznie zmniejszenie obciążeń naroży. Jednocześnie na samych narożach wykonywane są dodatkowe fazki powodujące, że narzędzie jest mniej wrażliwe na uderzenia występujące w procesie wiercenia. Efektem ubocznym takiej konstrukcji wierzchołka narzędzia jest lepsze odprowadzanie ciepła ze strefy skrawania. Zalecamy wykorzystywanie narzędzi z dodatkową powłoką, która w znaczący sposób przedłuży trwałość narzędzia.

Jeśli chodzi o kształt kanału wiórowego przy wierceniu żeliwa stosuje się zarówno wiertła kręte, jak i narzędzia z prostym kanałem wiórowym, jednak w tym drugim przypadku bezwzględnie wymagane jest doprowadzenie chłodzenia przez narzędzie bezpośrednio do strefy skrawania. Chłodziwo obniży temperaturę, będzie dodatkowo smarowało narzędzie i jednocześnie zapewni odpowiednią ewakuację wiórów. W przypadku wierteł krętych nie ma takiej konieczności, ale zawsze – jeśli obrabiarka umożliwia podawanie chłodzenia przez narzędzie – to zalecamy wykorzystanie tej opcji.

Jakim wiertłem wiercić w żeliwie?

Wszystko będzie zależało od tego, jaką produkcję musisz wykonać. Jeśli wiercenie w żeliwie zdarza Ci się incydentalnie – możesz wykorzystać dowolne narzędzie z geometrią przeznaczoną choćby do obróbki stali. Jeżeli natomiast masz do czynienia z produkcją masową, wszędzie tam, gdzie zależy Ci na trwałości narzędzia, powtarzalności produkcji, jakości wykonywanych otworów – stosuj narzędzia o geometrii dedykowanej do obróbki żeliwa, kierując się wytycznymi przedstawionym powyżej.

W ofercie Tools znajdują się wiertła wykorzystywane w wierceniu otworów w wielu materiałach, w tym także w żeliwie. Oferujemy uniwersalne wiertła z monolitu węglika ProCUTter, wiertła do zaawansowanych zastosowań produkcji szwajcarskiej firmy Sphinx oraz najprostsze wiertła HSS i HSS-E. Jeżeli oferta katalogowa jest niewystarczająca, proponujemy także możliwość wykonania narzędzi specjalnych – projektowanych i wykonywanych na indywidualne zamówienie.

W przypadku wątpliwości związanych z prawidłowym doborem narzędzia do określonej aplikacji – zachęcamy do kontaktu z  wykwalifikowanym zespołem firmy Narzędzia Skrawające TOOLS. Postaramy się tak dobrać narzędzie do aplikacji, aby wszystkie efekty obróbki (jakość wykonanego otworu, trwałość narzędzia itd.) były jak najbardziej satysfakcjonujące.

—

Artykuł sponsorowany