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INFORMATIONAL SHEET ON AUSTEMPERED DUCTILE IRON
- PROPERTY MACHINABILITY -
Scope
Scopo
The aim of this document is to familiarise
the Customer with machinability properties
of Austempered Ductile Iron (ADI) and
Isothermal ductile iron (IDI).
This is a reference document, not to be
referred to as a standard.
The data in this document are taken from
Zanardi research database, international
standards, and technical papers.
Il fine di questo documento è quello di
fornire alcune informazioni di base in merito
alla lavorabilità della Ghisa Sferoidale
Austemperata.
Disclaimer
This is a reference document, not to be
referred to as a standard.
The content of this information sheet has to
be considered “for information only”.
Machinability figures have to be considered
for general purposes any particular
application should be analysed as a single
case study.
In no case Zanardi Fonderie will be liable for
any use of the information contained within
this document.
Si tratta di documentazione informativa che
non deve essere considerata come uno
standard.
Tutte le informazioni e i dati presenti in
questo documento si riferiscono agli studi
fatti dalla Zanardi Fonderie S.p.A., agli
standard internazionali ed a riviste del
settore
Declino di responsabilità
Il contenuto di questo documento deve
essere
considerato
solo
a
livello
“informativo”.
La progettazione di componentistica si deve
basare solo su standard internazionali e/o
contrattuali.
In nessun caso Zanardi Fonderie potrà
essere ritenuta responsabile per qualsiasi
utilizzo venga fatto delle informazioni di
seguito riportate.
Riferimenti
References
1.
2.
3.
4.
5.
6.
ZANARDI STANDARD 101: 2007
ISO 17804:2005 “Founding — Ausferritic Spheroidal Graphite Cast irons — Classification”
ISO 1083:2004 “Founding — Spheroidal graphite cast irons”
ZANARDI Database
SAE J2477 Rev. May 2004“Automotive Austempered Ductile (Nodular) Iron Castings (ADI)”
Machinability Characteristics of Austempered Ductile Iron (ADI) - F. Klocke and Carsten
Kloepper (2002 World Conference on ADI)
7. Machining of ADI - Klocke F., Kloepper C
8. UNI EN 20286 (ISO 286)
01
Inserito versione in italiano e lavorazione prima del trattamento
30.09.10
00
Aggiornamento formato e dati
11.02.09
VEN
Data
Firma
Rev
Descrizione
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- PROPERTY MACHINABILITY -
Editorial notes
The number between brackets near to the
data or descriptions indicates the referenced
source.
In the following graphs:
The red lines represent machinability results
for Pearlitic Ductile Iron. These results have
been taken as reference for all the other
materials.
The blue lines represent results for ADI.
The black lines represent results for IDI.
Note editoriali
Material notes
Note sul materiale
Austempered Ductile Iron (ADI) is produced
by heat-treating an alloyed ductile iron.
The matrix structure consists predominantly
of ferrite and austenite. The matrix is called
“ausferritic” and gives to the new material
unique mechanical properties.
La ghisa sferoidale austemperata (ADI)
viene prodotta attraverso il trattamento
termico di una ghisa sferoidale legata. La
struttura della matrice consiste in la maggior
parte in ferrite e austenite. La matrice prende
il nome di “ausferrite” e fornisce al materiale
nuove ed uniche proprietà meccaniche.
Isothermed Ductile Iron (IDI) is produced by
heat-treating an unalloyed ductile iron,
casted with a special preconditioning of the
metal bath.
The matrix structure of the grade IDI consists
predominantly of ferrite and pearlite,
distributed differently from the usual shapes
of the as cast grades. The new matrix is
called “perferritic” and gives to the new
material unique mechanical properties.
The grade IDI is subject of a patent
application by Zanardi Fonderie SpA.
Il numero tra parentesi vicino ai dati o alle
descrizioni indica la sorgente di riferimento.
Nei seguenti grafici:
Le linee rosse rappresentano i risultati di
lavorabilità della ghisa sferoidale perlitica.
Questi risultati sono stati presi come
riferimento per tutti gli altri materiali.
Le linee blu rappresentano i risultati per le
ghise ADI.
Le linee nere rappresentano i risultati per le
ghise IDI.
La ghisa sferoidale Isoterma (IDI) viene
prodotta attraverso il trattamento termico di
una ghisa sferoidale non legata, colata con
uno speciale precondizionamento del bagno
metallico.
La struttura della matrice della ghisa IDI
consiste in maniera predominante di ferrite e
perlite, distribuite differentemente dalle
tipiche forme presenti nei gradi “as cast”. La
nuova matrice viene chiamata “perferritica” e
fornisce nuove ed uniche proprietà
meccaniche al materiale.
Il grado IDI è soggetto alla applicazione del
brevetto della Zanardi Fonderie S.p.A..
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- PROPERTY MACHINABILITY -
Examples of microstructure Esempi di microstruttura
and static fracture behaviour
comportamento a frattura.
MICROSTRUCTURE
MICROSTRUTTURA
500 x
42CrNi4
ADI1050-6
ADI800-10
IDI
GS 600-3
100 x
FRACTURE SURFACE
FRATTURA
-
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e
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- PROPERTY MACHINABILITY -
Process parameters [4]
Parametri di processo [4]
The typical values of the machining process
parameters are indicated in the following
figures, where the relative value 100
corresponds to the machinability of a
Pearlitic spheroidal cast iron (PDI).
I valori tipici dei parametri del processo di
lavorazione sono indicati nelle immagini
seguenti, dove il valore relativo a 100
corrisponde alla lavorabilità della ghisa
sferoidale perlitica (PDI).
BRINELL HARDNESS CLASSIFICATION
Material Designation
Classificazine Materiali
CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA DUREZZA
HBW
Min
Max
JS/700-2 ISO1083 (=PDI)
225
350
IDI STD 101:2007 [1]
220
300
JS/800-10 ISO17804 [2]
250
310
JS/900-8 ISO17804 [2]
280
340
JS/1050-6 ISO17804 [2]
320
380
JS/1200-3 ISO17804 [2]
340
420
380
480
450
-
JS/1400-1
HBW 400
ISO17804 [2]
HBW 450 ISO17804 [2]
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- PROPERTY MACHINABILITY PDI = JS/700-2 ISO 1083
Turning : Cutting Speed [VC] VS Brinell Hardness [HB]
Tornitura: Velocità di taglio [VC] VS Durezza [HB]
PDI IDI JS800-10 JS900-8
JS1050-6
JS1200-3
HBW450
ADIWR
HBW400
100
MACHINABLE BEFORE
HEAT TREATMENT ONLY
VC [% PDI]
90
80
70
60
50
40
250
280
310
340
370
400
430
460
490
HB
Milling : Cutting Feed [fZ] VS Brinell Hardness [HB]
Fresatura: Avanzamento al dente [fZ] VS Durezza [HB]
PDI IDI JS800-10 JS900-8
JS1050-6
JS1200-3
HBW450
ADIWR
HBW400
100
90
MACHINABLE BEFORE
HEAT TREATMENT ONLY
fz [% PDI]
80
70
60
50
40
30
20
250
280
310
340
370
400
430
460
490
HB
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- PROPERTY MACHINABILITY Drilling : Cutting Feed [fn] VS Brinell Hardness [HB]
Foratura: Avanzamento al giro [fn] VS Durezza [HB]
PDI IDI JS800-10 JS900-8
JS1050-6
JS1200-3
HBW450
ADIWR
HBW400
100
90
MACHINABLE BEFORE
HEAT TREATMENT ONLY
fn [% PDI]
80
70
60
50
40
30
20
250
280
310
340
370
400
430
460
490
HB
Threading : Cutting Speed [VC] VS Brinell Hardness [HB]
Maschiatura: Velocità di Taglio [VC] VS Durezza [HB]
PDI IDI JS80010
JS900-8
JS1050-6
JS1200-3
HBW450
ADIWR
HBW400
VC [% PDI]
85
75
65
55
45
35
25
MACHINABLE BEFORE
HEAT TREATMENT ONLY
MACHINABLE BY
THREAD MILLING
95
15
250
280
310
340
370
400
430
460
490
HB
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- PROPERTY MACHINABILITY In the following table are listed some
suggested cut parameters for general
operations (see “Disclaimer”).
This values are referred to ADI grade
JS800-10, Customer should recalculate the
parameters for each grade following the
rates plotted in the graphs above.
Turning
(with Lubricant)
Tornitura
(Con Lubrificante)
Roughing
Sgrossatura
Finishing
Finitura
Superfinish
Superfinitura
Drilling
(with Lubricant)
Foratura
(Con Lubrificante)
Drilling
Foratura
Boring
Alesatura
Threading
(with Lubricant)
Maschatura
(Con Lubrificante)
HSS Tap
Maschio HSS
Cemented Carbide Tap
Maschio in metallo duro
Face milling
Spianatura
Roughing
Sgrossatura
Finishing
Finitura
Nella seguente tabella vengono riportati
alcuni consigliati parametri di taglio per
operazioni generali (vedi “Declino di
Responsabilità”).
Questi valori si riferiscono al grado ADI
JS800-10, il Cliente dovrebbe ricalcolare i
parametri per ogni grado seguendo gli indici
indicati nei grafici sopra citati.
ap [mm]
Vc [m/min]
fN [mm/rev]
Depth of Cut
Profondità di passata
Cutting Speed
Velocità di taglio
Cutting Feed
Avanzamento
3
170 ÷ 200
0.25 ÷ 0.35
0.5
190 ÷ 220
0.20 ÷ 0.25
0.5
220 ÷ 250
0.08 ÷ 0.10
ap [mm]
Vc [m/min]
fN [mm/rev]
Depth of Cut
Profondità di passata
Cutting Speed
Velocità di taglio
Cutting Feed
Avanzamento
-
70
0.15
3
120 ÷ 150
0.08
ap [mm]
Vc [m/min]
fN [mm/rev]
Depth of Cut
Profondità di passata
Cutting Speed
Velocità di taglio
Cutting Feed
Avanzamento
-
15 ÷ 20
-
3
20 ÷ 30
-
ap [mm]
Depth of Cut
Profondità di passata
Vc [m/min]
Cutting Speed
Velocità di taglio
fZ [mm/tooth]
Cutting Feed
Avanzamento
3
250
0.08
0.5
280
0.05
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- PROPERTY MACHINABILITY -
Process notes
Note sul processo
Chip formation and material
behaviour [4-6-7]
Formazione di truciolo e
comportamento del materiale [4-6-7]
The chip form and the surface quality that
results
from
machining
Ausferritic
spheroidal graphite cast irons (ADI) does
not differ significantly from the chip form
and the surface quality obtained when
machining other (SG irons).
In general, the mean cutting forces of cast
irons (including ADI) are substantially lower
than those of steels of comparable
hardness. However, the cutting forces for
ADI contain higher dynamic force factors
compared to steels of comparable hardness
and to pearlitic grades of SG irons. Cutting
force oscillations are relatively independent
of the tensile strength of Ausferritic
spheroidal graphite cast irons and increase
with higher feed rates and lower cutting
speeds.
La formazione di truciolo e la qualità
superficiale risultanti dopo la lavorazione di
una ghisa sferoidale austemperata (ADI)
non differiscono da quanto emerge
lavorando altri materiali (Ghisa a grafite
sferoidale).
In genere, le forze medie di taglio delle
ghise (incluse le ADI) sono minori di quelle
usate per gli acciai di pari durezza.
Malgrado ciò, le forza di taglio per le ghise
austemperate contengono più maggiori
componenti dinamiche delle forze in gioco
rispetto agli acciai di paragonabile durezza e
ai gradi perlitici di ghisa sferoidale. Le
oscillazioni delle forze di taglio sono
relativamente indipendenti rispetto alla
resistenza a trazione della ghisa sferoidale
ausferritica e aumentano con più alti tassi di
avanzamento (fZ) e con minori velocità di
taglio (VC).
Figure 1 Typical shearing chips
Figura 1 Tipica eliminazione di trucioli
Figure 2 Typical machined surface of ADI
Figura 2 Tipica superficie in ADI lavorata
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- PROPERTY MACHINABILITY A short and rigid design of the tool holder
system and rigid clamping of the work
piece are important because tool
oscillations can reduce tool life due to the
chatter vibration tendencies of ADI.
The quality of ADI microstructures can
affect machinability significantly.
The following influences must be
considered:
- Variations in hardness through the
microstructure lead to reductions in tool
life.
- Tool wear increases as the tensile
strength increases, and the applicable
cutting speed must be correspondingly
reduced.
- A higher percentage of alloying elements
(in
particular,
of
carbide-forming
elements
such
as
molybdenum)
increases tool wear.
- Areas of the casting with insufficiently
stabilised Austenite have clearly poorer
machinability.
- Increased graphite nodule counts
minimise micro segregation and improve
machinability.
Machinability after heat treatment is an
essential tool for ADI market development.
In many instances, this feature gives the
opportunity to implement the simplest
fabrication cycle:
• Casting
• heat treating
• machining
La progettazione di portautensili e
bloccaggio del pezzo molto rigidi, è
importante perché eccessive oscillazioni
dell’utensile possono ridurre la vita
dell’utensile a causa della tendenza alla
vibrazione delle ADI .
La qualità della microstruttura della ghisa
austemperata
può
influenzare
significativamente la lavorabilità. Devono
essere considerate le seguenti influenze:
- Variazioni di durezza attraverso la
microstruttura che porta ad una
riduzione della vita dell’utensile.
- L’usura dell’utensile aumenta con
l’aumento della resistenza alla trazione,
e la velocità di taglio da applicare deve
essere
conseguentemente
e
corrispondentemente ridotta.
- Una maggiore percentuale di elementi
leganti (in particolare, la formazione dei
carburi come molibdeno) aumentano
l’usura dell’utensile.
- Aree di colata con insufficiente austenite
stabilizzata
subiscono
un
chiaro
impoverimento della lavorabilità.
- L’aumento del numero di noduli di grafite
minimizza le micro-segregazioni e
migliora la lavorabilità.
La lavorabilità dopo il trattamento termico è
uno strumento di sviluppo di mercato
essenziale per la ghisa austemperata. In
molti casi, queste caratteristiche danno la
possibilità di implementare il più semplice
ciclo di fabbricazione:
• colata
• trattamento termico
• lavorazione meccanica
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- PROPERTY MACHINABILITY -
Tool material and geometry [4-6-7]
Materiale e geometria dell’utensile [4Tool wear increases with material hardness, 6-7]
and cutting speed must be reduced
approximately in proportion to increases in
hardness. In addition, wear resistant cutting
tools materials and coating should be
applied.
For turning, drilling, and milling, wear
resistant tungsten carbides (K-grade) show
good performance. Furthermore, higher
strength and ductility of ADI lead to higher
cutting temperatures, which can be
counteracted by suitable coatings, for
example, titanium aluminium nitride or
aluminium oxide. Ceramic tools are
applicable in some cases with good wear
performances.
Tool life improvements can be obtained, for
example when milling and drilling with
tungsten carbide tools, by using optimised
tool shapes that consider the high specific
mechanical load on the cutting edge.
The choice of the tool geometry should be a
compromise between tool toughness and
cutting edge sharpness with the principal
aim to give the less energy as possible to
the work-piece to avoid its self-hardening
due to the SITRAM effect (Stress Induced
Transformation of Retained Austenite into
Martensite).
L’usura dell’utensile aumenta con la
durezza del materiale, e la velocità dei
taglio deve essere opportunamente ridotta
in proporzione all’aumento della durezza.
Inoltre, dovrebbero essere usati utensili
tenaci ed opportunamente rivestiti. Per
tornitura, foratura e fresatura, la resistenza
all’usura degli utensili in carburo di
tungsteno (k-grade) mostra delle buone
performance.
La maggiore resistenza e la duttilità delle
ADI portano a più alte temperature di taglio,
che dovrebbero essere contrastate con un
rivestimento adatto, per esempio nitruro di
titanio e alluminio o ossido di alluminio. In
alcuni casi possono essere utilizzati utensili
ceramici, caratterizzati da buona resistenza
all’usura. Si possono ottenere miglioramenti
della vita dell’utensile utilizzando geometrie
dell’utensile ottimizzate per l’elevato carico
presente sul profilo tagliente, per esempio,
in foratura e fresatura.
La scelta della geometria dell’utensile
dovrebbe essere un compromesso fra
tenacità dell’utensile e la sua affilatura al
fine di fornire meno energia possibile al
pezzo da lavorare, evitando così l’autoindurimento del materiale dovuto all’effetto
SITRAM (Stress Induced Trasfomation of
Retained Austenite into Martensite =
Tensioni
Indotte
di
Trasformazione
dell’Austenite Residua in Martensite).
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- PROPERTY MACHINABILITY γ
aP
r
Insert
Geometry/
Geometria
Inserto
Effect
- Positive rake angles could
reduce tool or insert
toughness making it too
weak to dynamic force
variations.
- Negative rake angles could
Rake angle give too much energy to
Angolo di
the work-piece making it
spoglia
harder (SITRAM effect)
and not machinable at the
γ
next operation
- Null rake angles it in most
cases the best compromise
solution
- Chip break tie it is
suggested
Effetto
- Angoli di inclinazione positivi potrebbero
ridurre la tenacità dell’utensile o
dell’inserto rendendoli più deboli nei
confronti delle sollecitazioni dinamiche.
- Angoli di inclinazione negativi potrebbero
richiedere molta più energia per
l’asportazione del truciolo, inducendo un
incrudimento del materiale in lavorazione
(effetto SITRAM) e rendendolo più
difficilmente
lavorabile
durante
le
operazioni successive.
- Angolo di inclinazione nullo, è in molti
casi
la
migliore
soluzione
di
compromesso.
- È consigliato l’utilizzo della fascetta
rompitruciolo.
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- PROPERTY MACHINABILITY - Choosing reliable
- La scelta di inserti/utensili caratterizzati
tools/inserts with an accurate da elevata accuratezza e ripetibilità
and repeatable edge
nella preparazione del profilo tagliente
preparation leads to good
porta all’ottenimento di buoni risultati in
results on machinability.
lavorazione meccanica.
- Edge radius shall be neither - Il raccordo del profilo tagliente non deve
too big, in order to avoid
essere ne troppo grande, al fine di
Edge radius work-piece self-hardening,
evitare l’auto indurimento del materiale
Raggio
neither too small in order to
da lavorare, ne troppo piccolo al fine di
r
avoid premature tool
evitare danneggiamenti precoci del
breakage.
profilo tagliente stesso.
- Suggested values of edge - Di seguito suggeriamo alcuni valori del
radius are listed below:
raggio di raccordo del profilo tagliente:
1. roughing (aP > 2.5 mm)
1. Sgrossatura (ap > 2.5 mm)
r = 1.2 ÷ 1.6
r = 1.2 ÷ 1.6
2. finishing (aP < 0.5 mm)
2. Finitura (ap < 0.5 mm)
r = 0.4 ÷ 0.8
r = 0.4 ÷ 0.8
- Deep of cut bigger than 2.5
- Profondità di taglio maggiore di 2.5 mm
Deep of cut
mm during roughing
durante le operazioni di sgrossatura.
Profondità di
operation.
- Profondità di taglio non inferiore a
passata
- Deep of cut not less than 0.5 0.5mm quando possibile.
aP
mm when possible
In the following table are listed the Nella seguente tabella sono stati riportate le
suggested tool for each material (see tipologie di utensili consigliati per ogni
“Disclaimer”):
materiale (vedi “Declino di Responsabilità”):
ACRONYM
ACRONIMO
CCT
CER
CBN
HSS
TGW
CGW
EXTENDED DESCRIPTION
DESCRIZIONE ESTESA
Cemented Carbide Tool (TiN, TiAlN coating)
Utensile in metallo duro rivestito (TiN, TiAlN)
Ceramic Tool (good results Al2O3 ceramic tools)
Utensile Ceramico (Buoni risultati con utensili Al2O3 )
Cubic Boron Nitride
Nitruro Cubico di Boro
High Speed Steel (TiN, TiAlN coating)
HSS (Rivestiti)
Traditional Grinding Wheel
Mola da rettifica tradizionale
CBN Grinding Wheel
Mola diamantata (CBN)
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- PROPERTY MACHINABILITY -
IDI
JS800JS900-8
10
Turning
JS1050-6
JS/1200HBW400 HBW450
3
CCT
CER
CBN
Tornitura
CER
CBN
Milling
CCT
Fresatura
Drilling
CCT
Foratura
Threading
CCT
Maschiatura
Deep Drilling
CCT
Foratura profonda
(L> 5 x Ø)
[e]
Hobbing
[e]
Not
Compliant
CCT
Stozzatura
Broaching
[e]
HSS + CCT
[e]
Not
Compliant
[e]
Not
Compliant
Brocciatura
Gear Cutting
[e]
Creatore
Grinding
[e]
Rettifica
HSS
HSS +
CCT
TGW
CGW
CGW
[e] = data under upgrading / dati in aggiornamento
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- PROPERTY MACHINABILITY -
Lubricant effect [4]
Effetto del lubrificante [4]
The cutting process energy is as higher
as the material is tougher. The ADI cutting
process as for all the tough materials
generates a high quantity of thermal
energy.
The use of lubricant during the cutting
process is suggested and gives positive
effects:
1. it reduces the tool wear
2. it
reduce
the
work-piece
overheating
3. it helps the chip evacuation on the
tool face.
L’energia necessaria al processo di taglio è
tanto più alta tanto quanto più il materiale è
tenace. Il processo di taglio della ghisa ADI
come per tutti i materiali tenaci genera
un’elevata quantità di energia termica.
È suggerito l’uso di lubrificante durante il
processo di taglio. Esso apporta effetti
positivi come:
1. riduzione dell’usura dell’utensile
2. minor surriscaldamento del pezzo da
lavorare
3. aiuta l’espulsione di truciolo dal
profilo di spoglia.
Keeping the temperature at low rates
the tool/insert wear will be reduced
increasing its life. Moreover reducing
the work-piece overheating, the selfhardening effect will be avoided or at
least reduced, this will reduce the total
cutting process energy and will
preserve the tool life. Chip evacuation
will avoid some eventual over heated
areas on the tool face.
A secondary positive lubricant effect is
the higher dimensional stability of the
machined part due to the higher thermal
stability of the machining process.
The positive effects are as more
significant as reliable is the cooling
Mantenere la temperatura ad un basso livello,
riduce
l’usura
dell’utensile/inserto,
aumentandone così la vita. Inoltre, riducendo il
surriscaldamento del pezzo da lavorare, viene
evitato, o comunque ridotto, l’effetto di
incrudimento del materiale, questo ridurrà
l’energia totale di processo e preserverà la vita
dell’utensile. Una buona evacuazione del
truciolo porta ad evitare zone surriscaldate sul
profilo tagliente. Un effetto positivo, seppur
secondario, è rappresentato dal fatto vi sarà
una maggiore stabilità dimensionale della
parte lavorata dovuta alla maggiore stabilità
termica del processo di lavorazione.
L’efficacia del sistema di raffreddamento
dipende fortemente dalla sua affidabilità, e
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- PROPERTY MACHINABILITY system and it depend on:
1. lubricant temperature. A lubricant
conditioning
system
is
suggested,
when
possible.
Suggested Fluid temperature is
10 ÷ 12 °C
2. machine cooling system. Its
important to set carefully the
direction of lubricant adduction
on the cutting area. It is useless
to address the lubricant spray to
the tool or the work piece only.
Of course to machine ADI parts is not
necessary to implement all these tricks
but they would help to improve the
machining process.
In case of interrupted-cut operations
(like milling) the use of lubricant could
lead to thermal shock and a premature
tool wear.
The improvement of tool coatings could
give the opportunity to avoid lubricants
due
to
their
high
temperature
resistance.
In case of interrupted-cut, the
experience on ADI materials have
shown best results where dry
machining is applied.
In the cases where the use of lubricant
is required for aspects not directly
connected to the cutting process (as
chip evacuation, machine cleanless,
etc), the use of lubricant is possible
even if interrupted-cut operations are
meda on ADI and it can give acceptable
results whenever the oil percentage in
water is about 7-8% and the adduction
during machining is highly efficient.
questo dipende da:
1. temperatura del lubrificante. Un sistema
di condizionamento del lubrificante
viene consigliato, se possibile settare.
La
temperatura
del
lubrificante
consigliata è 10° ÷ 12° C.
2. Sistema raffreddamento macchina. È
importante prestare molta attenzione
affinché il lubrificante venga diretto
verso la zona di taglio. Sarebbe inutile
indirizzare il getto verso l’utensile o il
pezzo da lavorare.
Per lavorare proficuamente le ghisa ADI non è
necessario adottare tutti questi accorgimenti,
essi tuttavia aiutano a migliorare il processo di
lavorazione.
Nelle operazione di taglio interrotte (come la
fresatura), l’uso di lubrificante potrebbe portare
a shock termici e a prematura usura d’utensile.
Il miglioramento dei rivestimenti degli utensili,
grazie alla loro resistenza termica, offre
l’opportunità di evitare l’uso dei lubrificanti.
L’esperienza sui materiali ADI, in caso di
lavorazioni a taglio interrotto, ha mostrato i
migliori risultati mediante la lavorazione a
secco. Nei casi in cui, anche in presenza di
taglio interrotto, l’uso del lubrificante sia reso
necessario per motivi estranei al processo di
asportazione truciolo (es. pulizia della
macchina, espulsione di trucioli, ecc.) si
possono ottenere risultati accettabili qualora
che la percentuale di olio nell’acqua sia circa
7-8% e qualora l’adduzione di lubrificante
durante la lavorazione sia altamente efficiente.
Integrazione di processo
La lavorazione della ghisa austemperata è
solo una parte del suo processo di produzione.
Molti degli argomenti sulla lavorabilità contano
Process Integration
su:
ADI machining is one part of its - Conoscenza delle proprietà del materiale e
del suo comportamento;
production process.
Most of machinability matters depend - Accuratezza e qualità del processo di
produzione del materiale;
on:
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Zanardi Fonderie S.p.A.
INFORMATIONAL SHEET ON AUSTEMPERED DUCTILE IRON
- PROPERTY MACHINABILITY - Knowledge of the material properties
and behaviour;
- Material production process quality
and accuracy;
- Machining system rigidity (Machine Clamping - Tool);
- Tool and coating quality
- Design and process integration
between Customer and Foundry
- Support from the tool and material
manufacturer
- Rigidità
del sistema di lavorazione
(Macchina – blocchi – utensili);
- Qualità dell’utensile e del rivestimento;
- Integrazione fra Cliente e Fonderia del
progetto e del processo;
- assistenza del costruttore dell’utensile al
produttore del materiale
La cooperazione fra produttori di utensili e
produttori del materiale è un fattore chiave
nello sviluppo della lavorabilità della ghisa
ADI.
La Zanardi Fonderie S.p.A., alcuni dei più
importanti produttori di utensili e centri di
ricerca
hanno
stabilito
una
fruttuosa
cooperazione per lo sviluppo di più efficaci
processi di lavorazione, come qui di seguito
elencato:
- Sandvik, Svezia;
- Ceratizit, Austria;
- WZL University of Aachen, Germania.
Co-operation between tools and
material manufacturer is a key factor on
ADI machinability development.
Zanardi Fonderie and some of the most
important tool manufacturers and
research centres have established
fruitful co-operation to develop more
effective machining processes, as listed
below:
- Sandvik, Sweden
- Ceratizit, Austria
Altri qualificati fornitori, con esperienza nel
- WZL
University
of
Aachen, campo della ghisa austemperata sono:
Germany
- Noris taps, Germania;
- Emuge, Germania;
Other qualified suppliers, experienced
- Bass Tools, Germania;
on ADI are:
- OSG Corporation, Giappone;
- Noris taps, Germany
- Fraisa, Germania;
- Emuge, Germany
- Kennametal Hertel, USA.
- Bass Tools, Germany
- OSG Corporation, Japan
- Guering, Germany
- Fraisa, Germany
- Kennametal Hertel, US
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- PROPERTY MACHINABILITY -
Machining before Austempering
Lavorazione prima del trattamento
For high hardness and wear resistant termico di Austempering
grades
machining
after
the
Austempering heat treatment, is
possible, but could not be an
economical process.
The ADI grade considered the limit for
machinability after heat treatment is
JS1200-3.
In these cases is possible to machin the
material at as-cast conditions, where
hardness and mechanical properties
are similar to a JS700-2 and the make
the Austempering heat treatment
process.
Deformations on the parts during the
Austempering should be considered.
Deformations depends mainly on the
part geometry and then they must be
analysed case by case.
From our experience, in general, is
possible to state that after heat
treatment:
1) Sistematic mean deviation of
dimensions is about 1 mm every 100
mm (ex Ø100 mm becames Ø101
mm);
2) Tolerance field admitted, considering
the process dispersion, is IT11
according to UNI EN 20286 (ISO
286 compliant) [8]
Per i gradi ADI caratterizzati da elevata
durezza e resistenti all’usura, è possibile, ma
può non essere economicamente conveniente
effettuare la lavorazione dopo il trattamento di
Austempering.
Il grado ADI che viene considerato come limite
per la lavorabilità dopo trattamento è la
JS1200-3.
In questi casi è possibile lavorare il materiale
as-cast, quindi con durezza e caratteristiche
meccaniche pari a una normale JS700-2 e poi
eseguire il trattamento di Austempering.
Si deve, tuttavia, tenere conto delle
deformazioni che i pezzi lavorati subiranno
con il trattamento.
Le deformazioni dipendono fortemente dalla
geometria del pezzo in esame e, perciò,
devono essere studiate in dettaglio caso per
caso.
Dalle esperienze effettuate, è possibile
affermare in via generale che, dopo il
trattamento:
1) le dimensioni sono caratterizzate da una
deviazione sistematica media di circa 1 mm
ogni 100 mm (ad es Ø100 mm diventa
Ø101 mm);
2) il campo di tolleranza che si riesce a
rispettare, tenuto conto della dispersione
del processo, è IT11 secondo UNI EN
20286 (compatibile con ISO 286) [8]
Machined surfaces will appear with a
black grey oxide skin due to the heat
treatment. This does not affect neither
roughness
neither
the
corrosion
resistance.
Corrosion resistance will be the same
as for a machined surface.
Le superfici lavorate appariranno con un strato
superficiale di ossido grigio scuro a causa del
trattamento. Questo non incide negativamente
ne sulla rugosità superficiale ne sulla
resistenza alla corrosione.
La resistenza alla corrosione sarà la stessa
delle normali superfici lavorate.
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