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  • 提高機床鑄件質量的關鍵技術

    時間:2019-08-16 15:17 作者:東建鑄造 點擊:
    目前機床鑄件大部分仍為灰鑄鐵,國內外實踐證明,高碳當量、高強度是灰鑄鐵的發展方向,它是灰鑄鐵在高強度下獲得低的鑄造應力,良好的加工性、鑄造性的重要途徑,是這三方面達到綜合平衡的重要措施。但是,在高碳當量下獲得高強度不是一個簡單的成分調整,而是要控制好熔煉與孕育環節,尤其是提高灰鑄鐵的冶金質量,它是生產高碳當量、高強度鑄鐵的基礎。
    孕育
    (1)存在的問題。目前國內企業在生產中采用出鐵槽孕育,包內孕育者居多,因孕育衰退或因包內過早加入孕育劑造成的氧化與粘包,影響孕育效果的現象時有發生。孕育衰退是目前機床鑄件質量不穩定的重要因素。主要是對瞬時孕育認識不足或執行不力。鐵液溫度不高、廢鋼加入量不足、使孕育前鐵液的過冷度小、電爐熔煉的原鐵液中S<0.05%,沖天爐鐵液氧化嚴重,都不同程度地影響了孕育效果。
    (2)解決措施。孕育方法的選擇比高效孕育劑的選擇更加重要,應根據企業的實際情況,力求采用隨流孕育、澆口杯孕育、浮硅孕育、型內孕育等瞬時孕育方法,確保孕育質量。應采用三角試樣,熱分析曲線,孕育前后的冷度比來檢驗孕育效果,即要防止孕育不足造成的過冷石墨,也要防止孕育過度造成的縮松。采用瞬時孕育仍未得到較佳結果時,再考慮高效孕育劑的選擇。鐵液的熔煉溫度以1500~1550℃為宜。
    在性能檢測方面存在的問題是:以單鑄試棒而不是以附鑄試棒進行性能檢測;僅檢測性能,不檢驗金相組織;對彈性模量、鑄造應力、鑄件變形等沒有測試;對截面敏感性及加工性能等也沒有進行有效的測試。在高碳當量下具有低的應力與良好的加工性能,有重點地開展彈性模量、鑄造應力、截面敏感性及加工性能的試驗,為生產高質量的數控機床提供高質量的鑄件。
    目前我國機床鑄件生產在熱時效、振動時效、自然時效的三種方式中,仍以熱時效為主。目前熱時效中存在的問題較多,常因違反熱時效工藝而使其事倍功半。
    (1)升溫速度過快,某廠曾發生升溫速度>100℃/h時工作臺斷裂的事件,升溫速度一般為(30~100)℃/h,但對于薄壁高強度或壁厚差別較大的鑄件,升溫過快會造成附加應力,一般以(30~50)℃/h為宜。
    (2)退火溫度與保持時間不足或過高,不足則造成鑄造應力消除差,過高造成強度下降、硬度降低。退火溫度應為500~550℃,高牌號鑄件為550~600℃保溫時間以每小時燒透25mm計算,如75mm壁厚的鑄件,退火3h,高強度與復雜件,退火時間再加1h。
    (3)降溫速度快,應力消除效果甚微,使熱時效前功盡棄。
    (4)爐內溫差大。曾發生溫差為80~120℃時鑄件斷裂的事故。爐溫溫差應保持120℃。某企業大型工作臺在爐溫差120℃下發生了斷裂。
    (5)爐內鑄件支撐不合理,曾發生工作臺平放,支撐點少而發生斷裂的事故。工作臺應側放,復雜及長形件應有多點支撐,鑄件之間應有100mm空間,便于空氣流動。
    (6)熱時效的順序不合理。將熱時效放在粗加工前未能消除粗加工造成的加工應力。熱時效工序應放在粗加工工序之后。
    機床鑄件的優劣與我國機床行業、機械制造業的關系極為密切,它在一定程度上代表一個國家的鑄造水平。提高機床鑄件質量是一整套的技術控制過程,從化學成分、原材料質量、配料、合金化、熔煉溫度、孕育處理直至熱時效等都要嚴格控制,缺一不可。
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