Фрезерование литейных алюминиевых сплавов с высоким содержанием кремния (силуминов марок АК12, АК9, А380 и заэвтектического сплава А390) широко востребовано в автопроме при изготовлении блоков цилиндров и корпусов насосов. Наличие в структуре твердых кристаллов первичного кремния вызывает абразивный износ режущих кромок. При этом мягкая матрица налипает на твердый сплав. В нашей практике поликристаллический алмаз PCD гарантирует стабильную стойкость инструмента.

Микроструктура силуминов: абразивное действие кристаллов кремния

В доэвтектических и заэвтектических силуминах кремний присутствует в виде свободных включений с микротвердостью до 1200 HV, распределенных в мягкой алюминиевой матрице. При срезании стружки эти включения работают как абразивный шлифовальный порошок, интенсивно истирая заднюю грань инструмента. А пластичная основа сплава склонна к налипанию на режущую кромку.

Особенности фазового состава литейных кремнистых сплавов алюминия:

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →
  • Эвтектический силумин АК12 содержит 11-13% кремния с высокой жидкотекучестью и склонностью к пористости.
  • Заэвтектический сплав А390 содержит до 18% Si в виде крупных первичных кристаллов кремния.
  • Литейная корка заготовок часто загрязнена включениями формовочного кварцевого песка и оксидов.

Для эффективной обработки таких гетерогенных структур необходим сверхтвердый режущий материал.

Применение поликристаллического алмаза PCD и микрозернистых сплавов

Единственным экономически обоснованным решением для фрезерования силуминов с содержанием кремния более девяти процентов выступают пластины с напайками из поликристаллического алмаза PCD. Алмазная кромка сохраняет первоначальную остроту в течение сотен часов непрерывного резания за счет высочайшей твердости. Наш цеховой опыт подтверждает, что алмазные фрезы работают без образования заусенцев на кромках заготовок.

Пластины PCD обеспечивают зеркальный класс чистоты литых поверхностей без последующего шлифования.

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →

Стойкость алмазных фрез PCD при резании заэвтектического силумина А390 в 40 раз выше твердого сплава K10.

Подобрать оборудование под вашу задачу

Нажимая кнопку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.

Геометрия острых стружколомов для предотвращения заусенцев и налипания

Фрезы для обработки силуминов изготавливаются с большими положительными передними углами от двенадцати до двадцати градусов и полированными стружечными канавками. При этом острая кромка чисто срезает кремниевые зерна без выкрашивания из матрицы заготовки, а полированный зуб исключает налипание нагретого алюминия.

Расчет минутной подачи и скорости съема металла при скоростном торцевании силумина:

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →

\[Q = \frac{a_{p} \cdot a_{e} \cdot v_{f}}{1000} \text{ см}^3/\text{мин}\]

где объемная производительность фрезерования \(Q\) на скоростных центрах достигает \(1500\) см³/мин.

Марка сплава кремнияРекомендуемый режущий материалСкорость резания VcПодача на зуб fz
АК7 / АК9 (Si < 9%)Микрозернистый сплав K10 / TiB2500 – 1200 м/мин0.10 – 0.25 мм/зуб
АК12 / А380 (Si 10-13%)Поликристаллический алмаз PCD1000 – 2500 м/мин0.08 – 0.20 мм/зуб
А390 заэвтектика (Si 17%)PCD с алмазным зерном 10 мкм800 – 2000 м/мин0.05 – 0.15 мм/зуб

Особенности попутного фрезерования литых заготовок с песчаной коркой

Фрезерование литых заготовок всегда выполняется по схеме попутного резания (Climb Milling), чтобы зуб фрезы врезался в металл на максимальной толщине среза под литейную корку. При встречном резании кромка скользит по абразивным оксидам и песчинкам, вызывая мгновенное выкрашивание алмазного слоя. А обильная подача водорастворимой СОЖ с давлением двадцать бар вымывает стружку из карманов. Это исключает повторное перерезание стружки.

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →

Высокоскоростное торцевание силуминовых блоков цилиндров фрезами диаметром 160 мм обеспечивает зеркальный глянец.

Технологический факторРекомендация для литейных сплавовПредотвращаемый дефект
Направление фрезерованияИсключительно попутное резаниеВыкрашивание алмазной режущей кромки
Подача смазочной СОЖОбильная эмульсия 8-10% под давлениемТермическое налипание алюминия на корпус фрезы
Глубина первого проходаСнятие литейной корки за один проход ap > 2 ммАбразивный износ инструмента оксидной пленкой

Технические критерии стабильности кромки и качества торцевания

Окончательная приемка фрезерованных силуминовых деталей включает визуальный контроль отсутствия вырывов кремниевых зерен и контроль шероховатости стенок до Ra 0.4. Критерием допустимого износа алмазной пластины выступает появление блестящей фаски шириной более 0.1 мм или рост шероховатости. А своевременная переустановка сменных пластин обеспечивает стабильный выпуск прецизионных литых корпусов.

Практический порядок настройки обработки кремниевых сплавов алюминия на станке ЧПУ:

  1. Установка торцевой фрезы с картриджами PCD и регулировка осевого биения пластин до 0.002 мм.
  2. Настройка подачи охлаждающей эмульсии непосредственно в зону врезания каждого зуба фрезы.
  3. Фрезерование первого прохода на скорости 1500 м/мин с полным перекрытием литейной поверхности.
  4. Контроль плоскостности разъема картера на гранитной поверочной плите прецизионным щупом.

Соблюдение данного регламента исключает коробление тонкостенных литых отливок.