大型機(jī)床鑄件加工

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，與機(jī)床需求緊密相關(guān)的將進(jìn)行有規(guī)模、有地調(diào)整和改造。在這樣的發(fā)展趨勢(shì)下，對(duì)大型機(jī)床鑄件加工性能有了   高的要求。毛坯生產(chǎn)廠家為了大型機(jī)床鑄件加工性能（如強(qiáng)度、硬度），以降碳、硅含量以及在時(shí)效處理時(shí)加快冷卻速度的方法，導(dǎo)致在生產(chǎn)或時(shí)效處理過程中常出現(xiàn)鑄件變形和裂紋，甚至斷裂的現(xiàn)象。針對(duì)上述現(xiàn)象，滄州益恒機(jī)械制造有限公司在實(shí)踐中總結(jié)出防止機(jī)床鑄件產(chǎn)生裂紋的幾點(diǎn)措施。

１．化學(xué)成分

（1）采用高碳低硅  推薦機(jī)床鑄件的化學(xué)成分如表1所示。

（2）高碳當(dāng)量  在選擇碳當(dāng)量時(shí)，盡量采用高碳當(dāng)量，對(duì)防止機(jī)床鑄件產(chǎn)生裂紋有好處。機(jī)床鑄件碳當(dāng)量對(duì)比如表2所示。

（3）高硅碳比  把硅碳比控制在0.57~0.62 ，高碳、低硅時(shí)，機(jī)床鑄件不易產(chǎn)生裂紋。機(jī)床鑄件硅碳比對(duì)比如表3所示。

（4）控制錳硫比  在生產(chǎn)灰鐵件時(shí)，應(yīng)該考慮錳硫比即Mn=1.71S+（0.2~0.3）。實(shí)際生產(chǎn)過程中把錳硫比例稍作提高，尤其對(duì)HT250、HT300等材質(zhì)。

（5）低合金化  鐵液中加入合金元素能增加奧氏體枝晶數(shù)量，增加并細(xì)化珠光體，鐵素體，細(xì)化石墨及共晶團(tuán)，截面敏感性。一般wCu＝0.4%~0.6%或wCr＝0.2%~0.35%，也可以加入其他合金元素如Sb、Sn、Mo等。但是，實(shí)際生產(chǎn)中很少用一種元素，都是組合使用如Cu 與Cr、Cu 與Sb、Cu 與Sn等，在使用過程中應(yīng)考慮，才能起到合金化的作用。

2. 配料（鑄鐵平板）

控制好爐料配比，減少機(jī)床鑄件裂紋傾向，也能夠鑄件的內(nèi)部質(zhì)量。尤其電爐熔化，應(yīng)該   加注意爐料配比。實(shí)際生產(chǎn)中配料為：生鐵+廢鋼+回爐料+增碳劑（按成熟配比加入）。

3. 孕育處理（鑄鐵方箱）

孕育使能夠石墨化，可以減少機(jī)床鑄件白口，斷面均勻性，控制石墨形態(tài)，減少其他石墨和鐵素體的形成，以獲得較好的片狀石墨等的特點(diǎn)。但是，孕育方法的選擇極為重要，采用不同的孕育方法，可獲得長短和薄厚不同石墨，它對(duì)機(jī)床鑄件性能起到?jīng)Q定性的作用。金相組織是機(jī)床鑄件是否產(chǎn)生裂紋   本質(zhì)的原因。目前，已改為下面的幾種孕育方法：瞬時(shí)孕育（漏斗）、澆口杯和浮硅孕育等，已經(jīng)取得了明顯的效果，為使用孕育劑的種類和孕育量都是相同的，只是孕育方式不同所獲得的金相圖片。

4. 時(shí)效處理

國內(nèi)鑄件時(shí)效處理有熱時(shí)效、振動(dòng)時(shí)效、自然時(shí)效三種方式，其中以熱時(shí)效為主。在熱時(shí)效的過程中，常出現(xiàn)機(jī)床鑄件裂紋、變形等缺陷。主要是由于熱處理工藝不合理或人為操作原因造成的，曾有熱處理的過程中18t工作臺(tái)從中間斷裂的案例，   后分析主要是熱時(shí)效處理不當(dāng)造成的鑄件斷裂。為了防止鑄件在熱處理的過程中不出現(xiàn)裂紋、變形等缺陷，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

（1）裝爐溫度  裝爐溫度應(yīng)小于150℃。

（2）升溫不能過快  升溫速度一般取30~100℃/h，復(fù)雜鑄件控制在20℃/h以下。

（3）保溫時(shí)間不足和溫度過高  保溫時(shí)間不足則造成鑄造應(yīng)力差，過高則造成強(qiáng)度和硬度下降。保溫溫度一般為500~600℃，保溫時(shí)間一般為2~6h，保溫時(shí)間可以按壁厚來計(jì)算25mm/h。

鑄件時(shí)效處理的   高溫度可按下式選擇：

t=480+0.4σb

式中  σb——直徑30mm標(biāo)準(zhǔn)試棒的抗拉強(qiáng)度（MPa）。

鑄件保溫時(shí)間和   高溫度應(yīng)綜合考慮鑄件的壁厚、大小、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等因素，并非壁厚100mm的鑄件保溫4h就是   好。

（4）降溫  降溫，應(yīng)力效果差。隨爐冷卻速度應(yīng)控制在30℃以下，得出如表4所示的數(shù)據(jù)。

另外，延長機(jī)床鑄件在型內(nèi)的冷卻時(shí)間，對(duì)于防止機(jī)床鑄件裂紋非常有利。

5. 采用熱處理工藝

我們?cè)谏a(chǎn)中采用的熱處理工藝如圖3所示。

結(jié)語

通過對(duì)機(jī)床鑄件的化學(xué)成分、爐料配比、孕育方法、時(shí)效處理的控制，已取得明顯的效果。目前，沒有發(fā)現(xiàn)機(jī)床鑄件裂紋缺陷，為生產(chǎn)和大型機(jī)床鑄件打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，解決了困擾的疑難問題。