QT500 是典型的
球墨鑄鐵（牌號完整表述為 QT500-7，其中 “500” 表示抗拉強度≥500MPa，“7” 表示延伸率≥7%），兼具高強度（接近鑄鋼）和一定韌性，常用于制造承受沖擊、重載的結(jié)構(gòu)件（如汽車底盤部件、機床床身、液壓閥塊）。其加工需針對 “高強度、高韌性、表面易產(chǎn)生加工硬化” 的特性，匹配刀具、設(shè)備和參數(shù)，具體要點如下：
QT500 與灰口鑄鐵（如
HT250）相比，加工難度更大，需重點關(guān)注以下特性：
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強度與韌性高：抗拉強度是 HT250 的 2 倍以上，切削時抗力大（切削力比灰鐵高 30%-50%），易導(dǎo)致刀具磨損加快。
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加工硬化明顯：石墨呈球狀（而非灰鐵的片狀），切削時金屬塑性變形大，已加工表面易形成硬化層（硬度比基體高 20%-30%），二次切削時會加劇刀具磨損。
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切屑呈帶狀：灰鐵切屑脆易斷，而 QT500 韌性好，切屑呈連續(xù)帶狀，易纏繞刀具或工件，需加強排屑控制。
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表面質(zhì)量要求高：常用于關(guān)鍵配合件（如軸承座孔），需保證低粗糙度（Ra≤1.6μm）和高尺寸精度（IT6-IT7 級）。
QT500 切削力大，設(shè)備剛性不足會導(dǎo)致振動，影響表面質(zhì)量和刀具壽命，需針對性選型：
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粗加工設(shè)備：
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大型件（如機床床身）：選用重型龍門加工中心（主軸功率≥22kW，剛性等級≥ISO 63 級），工作臺承重≥5 噸，避免加工時 “顫振”。
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中小型件（如軸承座）：立式加工中心（BT50 主軸，扭矩≥80N?m）或臥式車床（主軸孔徑≥80mm），保證足夠切削動力。
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精加工設(shè)備：
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平面 / 端面：高精度平面磨床（平面度≤0.01mm/m）或數(shù)控鏜銑床（定位精度≤0.005mm）。
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孔系：數(shù)控內(nèi)圓磨床（圓度≤0.003mm）或坐標鏜床（孔位精度≤0.002mm），適合軸承孔等關(guān)鍵配合面。
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軸類外圓：數(shù)控外圓磨床（圓柱度≤0.002mm），保證與軸承的配合精度。
刀具是 QT500 加工的核心，需兼顧耐磨性和抗沖擊性，避免崩刃或快速磨損：
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刀具材質(zhì)：
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粗加工：超細晶粒硬質(zhì)合金（如 WC-Co 合金，晶粒尺寸 0.5-1μm），型號推薦 ISO K30-K40（適合鑄鐵），抗沖擊性優(yōu)于普通硬質(zhì)合金，能承受大切削力。
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半精加工：涂層硬質(zhì)合金（TiAlN 或 AlCrN 涂層），涂層厚度 3-5μm，硬度≥HV3000，可減少摩擦和加工硬化，延長壽命 20%-30%。
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精加工：立方氮化硼（CBN）刀具（整體聚晶 PCBN 刀片），硬度≥HRC90，耐磨性是涂層硬質(zhì)合金的 5-10 倍，尤其適合加工硬化層，保證表面粗糙度 Ra≤0.8μm。
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慎用高速鋼刀具：QT500 硬度高（HB170-230），高速鋼耐磨性不足，僅適合低速鉆孔（≤50m/min）。
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幾何參數(shù)優(yōu)化：
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前角（γ?）：粗加工取 5°-8°（增強刃口強度，抗沖擊）；精加工取 8°-12°（減少切削力，降低加工硬化），比灰鐵加工的前角小 3°-5°。
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后角（α?）：6°-10°，避免刀具后刀面與工件硬化層過度摩擦。
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主偏角（κ?）：45°-60°，減少徑向切削力，降低振動；鏜孔時取 90°，保證孔壁垂直度。
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刃口處理：粗加工刃口倒棱（0.1-0.2mm×20°），防止崩刃；精加工刃口研磨至 Ra≤0.4μm，避免劃傷工件表面。
參數(shù)設(shè)置需避免加工硬化過度和刀具過熱，具體如下：
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切削速度（Vc）：
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粗加工：硬質(zhì)合金刀具取 80-120m/min（比灰鐵低 20%-30%），防止切削溫度過高導(dǎo)致刀具磨損。
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精加工：CBN 刀具取 150-250m/min（高速切削可減少加工硬化，提高表面質(zhì)量）；涂層硬質(zhì)合金取 120-180m/min。
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進給量（f）：
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粗加工：0.2-0.3mm/r（保證足夠切削力，避免 “擠壓” 導(dǎo)致的加工硬化）。
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精加工：0.1-0.15mm/r（減少表面殘留刀痕，降低粗糙度），進給量過小時，刀具與工件摩擦加劇，反而增加加工硬化。
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切削深度（ap）：
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粗加工：2-5mm（一次切除大部分余量，避免多次切削接觸硬化層）。
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半精加工：0.5-1mm（去除粗加工產(chǎn)生的硬化層）。
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精加工：0.1-0.3mm（保證最終精度，切削深度需大于硬化層厚度 0.05mm 以上）。
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冷卻潤滑：
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必須使用冷卻劑：優(yōu)先選用極壓乳化液（濃度 10%-12%），極壓添加劑（如硫化脂肪酸酯）可在刀具表面形成保護膜，減少摩擦和磨損。
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冷卻方式：高壓冷卻（壓力≥5MPa），噴嘴對準切削區(qū)，確保及時帶走切削熱，同時沖斷帶狀切屑，防止纏繞。
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工藝路線：遵循 “粗加工→時效處理→半精加工→精加工” 流程：
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粗加工后進行人工時效（250-300℃保溫 4-6h），消除加工應(yīng)力，避免后續(xù)加工變形。
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半精加工后需檢測表面硬化層厚度（用顯微硬度計），確保≤0.1mm，否則需增加一次半精切削。
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質(zhì)量控制要點：
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表面粗糙度：精加工后用粗糙度儀檢測，關(guān)鍵面（如軸承座孔）需達到 Ra≤0.8μm，無振紋、劃痕。
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尺寸精度：用三坐標測量機檢測關(guān)鍵尺寸（如孔距、垂直度），公差控制在 IT6 級（如 φ100mm 孔公差 ±0.011mm）。
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加工硬化層：用維氏硬度計檢測表面下 0.05mm 處硬度，與基體硬度差≤30HV，避免影響后續(xù)裝配或使用中的疲勞性能。
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