隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,與機床需求緊密相關的將進行有規(guī)模,、有地調(diào)整和改造,。在這樣的發(fā)展趨勢下,對大型機床鑄件加工性能有了 高的要求,。毛坯生產(chǎn)廠家為了大型機床鑄件加工性能(如強度,、硬度),以降碳,、硅含量以及在時效處理時加快冷卻速度的方法,,導致在生產(chǎn)或時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,。針對上述現(xiàn)象,,滄州益恒機械制造有限公司在實踐中總結出防止機床鑄件產(chǎn)生裂紋的幾點措施。
1.化學成分
(1)采用高碳低硅 推薦機床鑄件的化學成分如表1所示,。
(2)高碳當量 在選擇碳當量時,,盡量采用高碳當量,對防止機床鑄件產(chǎn)生裂紋有好處,。機床鑄件碳當量對比如表2所示,。
(3)高硅碳比 把硅碳比控制在0.57~0.62 ,高碳,、低硅時,,機床鑄件不易產(chǎn)生裂紋。機床鑄件硅碳比對比如表3所示,。
(4)控制錳硫比 在生產(chǎn)灰鐵件時,,應該考慮錳硫比即Mn=1.71S+(0.2~0.3)。實際生產(chǎn)過程中把錳硫比例稍作提高,尤其對HT250,、HT300等材質,。
(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,增加并細化珠光體,,鐵素體,,細化石墨及共晶團,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,,減少機床鑄件裂紋傾向,,也能夠鑄件的內(nèi)部質量。尤其電爐熔化,,應該 加注意爐料配比,。實際生產(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。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,,它對機床鑄件性能起到?jīng)Q定性的作用,。金相組織是機床鑄件是否產(chǎn)生裂紋 本質的原因。目前,,已改為下面的幾種孕育方法:瞬時孕育(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. 時效處理
國內(nèi)鑄件時效處理有熱時效、振動時效,、自然時效三種方式,,其中以熱時效為主。在熱時效的過程中,,常出現(xiàn)機床鑄件裂紋,、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工作臺從中間斷裂的案例,, 后分析主要是熱時效處理不當造成的鑄件斷裂。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,,應注意以下幾點。
(1)裝爐溫度 裝爐溫度應小于150℃,。
(2)升溫不能過快 升溫速度一般取30~100℃/h,,復雜鑄件控制在20℃/h以下,。
(3)保溫時間不足和溫度過高 保溫時間不足則造成鑄造應力差,,過高則造成強度和硬度下降。保溫溫度一般為500~600℃,,保溫時間一般為2~6h,,保溫時間可以按壁厚來計算25mm/h。
鑄件時效處理的 高溫度可按下式選擇:
t=480+0.4σb
式中 σb——直徑30mm標準試棒的抗拉強度(MPa),。
鑄件保溫時間和 高溫度應綜合考慮鑄件的壁厚,、大小、結構,、材質等因素,,并非壁厚100mm的鑄件保溫4h就是 好。
(4)降溫 降溫,,應力效果差,。隨爐冷卻速度應控制在30℃以下,得出如表4所示的數(shù)據(jù),。
另外,,延長機床鑄件在型內(nèi)的冷卻時間,對于防止機床鑄件裂紋非常有利,。
5. 采用熱處理工藝
我們在生產(chǎn)中采用的熱處理工藝如圖3所示,。
結語
通過對機床鑄件的化學成分,、爐料配比、孕育方法,、時效處理的控制,,已取得明顯的效果。目前,,沒有發(fā)現(xiàn)機床鑄件裂紋缺陷,,為生產(chǎn)和大型機床鑄件打下了堅實的基礎,解決了困擾的疑難問題,。