圖1 硫化錳在如上的灰鑄鐵顯微結(jié)構(gòu)中十分明顯
第1部分：研究及克服蠕墨鑄鐵(CGI)所帶來的機(jī)加工挑戰(zhàn)
蠕墨鑄鐵(CGI)的應(yīng)用日益增長。蠕墨鑄鐵(CGI)的應(yīng)用正在增長，尤其在卡車及汽車柴油發(fā)動機(jī)的缸體缸蓋制造方面。發(fā)動機(jī)設(shè)計師采用了CGI許多優(yōu)勢來提高燃油效率及發(fā)動機(jī)的性能。比起常規(guī)的灰鑄鐵或高鉬鐵，其提供了更高的強(qiáng)度重量比，有效的抗磨損性，熱導(dǎo)率和減震性。——所有這些特性都是發(fā)動機(jī)設(shè)計所需要的。
然而，制造商們發(fā)現(xiàn)CGI要比常規(guī)的鑄鐵更難加工。當(dāng)他們使用加工灰鑄鐵所使用的金屬加工液來加工CGI時，加工CGI的刀具磨損要比鑄鐵快90%——這就造成了更高的成本和更多的停機(jī)時間。此外，因為切削速度和進(jìn)給率可能降低，CGI的加工時間就要比灰鑄鐵長很多。使用專用切削液能夠降低加工CGI的難度。
了解為什么CGI難以加工。CGI要比常規(guī)的鐵或球墨鑄鐵難加工的多，在相同的加工條件下，刀具的磨損率要比常規(guī)灰鑄鐵大30倍。尤其在到達(dá)了一定的速度進(jìn)行加工(250-700 m/min), 磨損率的差別會變的最為明顯。這些高速加工一般被用在如發(fā)動機(jī)氣缸的鏜削。
為了設(shè)計新的金屬加工液來改善刀具的磨損，首先要研究導(dǎo)致CGI的低切削性的根本原因。
灰鑄鐵和CGI的主要不同點：
石墨結(jié)構(gòu)的不同
● 灰鑄鐵包含片狀結(jié)構(gòu)的石墨易切削成形，從而加強(qiáng)了切削性能；
● CGI包含珊瑚或蠕蟲狀結(jié)構(gòu)的石墨，因此強(qiáng)度更大，而加工性能更低。
硫化錳(MnS)含量的不同
● 灰鑄鐵中的硫化錳(MnS)提供了切削加工中良好的潤滑性，特別是到達(dá)一定的切削速率時MnS的作用就更為明顯。然而CGI中卻不含有MnS，因此CGI不具有潤滑性和保護(hù)刀具的優(yōu)勢。（見圖1）
新型金屬加工液能夠解決這一困境。在充分的研究了造成CGI低加工性能的根本因素，新的金屬加工液技術(shù)已經(jīng)被開發(fā)了出來，該技術(shù)可以改善在加工CGI的各種工藝中的刀具壽命和零件表面質(zhì)量。這些工藝包括高速連續(xù)切削加工如一般用在發(fā)動機(jī)汽缸中的鏜削。雖然最新的金屬加工液技術(shù)極大的縮短了常規(guī)灰鑄鐵與CGI在機(jī)加工性能上的差距，但是進(jìn)一步提高金屬的機(jī)加工性能及切削時的相關(guān)成本還是十分重要的，持續(xù)的研究和開發(fā)。
如果你正計劃加工CGI，請最好先聯(lián)系你們的金屬加工液及刀具供應(yīng)商獲取相關(guān)最佳的金屬加工液及刀具解決方案的建議。
第2部分：近期測試數(shù)據(jù)顯示刀具磨損有了顯著改善
在2010年，奎克化學(xué)公司開發(fā)了一種新的金屬加工液技術(shù)，一種專門為提高蠕墨鑄鐵的機(jī)加工性而設(shè)計的金屬加工液。當(dāng)加工CGI時，比起其他那些通常用在一般鑄鐵中的金屬加工液，它極大的降低了刀具磨損率。
在高速連續(xù)切削的情況下測試刀具的磨損率。為證明QUAKERCOOL 7020® CG的性能，我們在450級CGI進(jìn)行了車削（連續(xù)切削）的機(jī)加工測試，使用硬質(zhì)合金鋼刀具在250 m/min的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行加工。此外，還測試了一般的鑄鐵金屬加工液來得出一個基準(zhǔn)數(shù)據(jù)供研究參考。干切削（無油）的測試也用來評估在此加工中干濕切削所帶來的不同影響。■
