大型機床鑄件屬鑄造工藝產(chǎn)品,鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝,已有約6000年的歷史。鑄造是將金屬熔煉成符合要求的液體并澆進鑄型里,經(jīng)冷卻凝固、清整處理后有預(yù)定形狀、尺寸和性能的鑄件的工藝過程。鑄造是現(xiàn)代機械制造工業(yè)的基礎(chǔ)工藝之一。約在公元前1700~前1000年之間已進入青銅鑄件的全盛期,工藝上已達到相當高的水平。商朝的重875公斤的司母戊方鼎,戰(zhàn)國時期的曾侯乙尊盤,西漢的透光鏡,都是古代鑄造的代表產(chǎn)品。
選用灰鑄鐵做機床鑄件的優(yōu)點以及退火處理工藝
{一}、選用灰鑄鐵做機床鑄件的優(yōu)點
機床鑄件作為一種大型鑄件須要經(jīng)過時效處理才能提高本身的使用性能,床身鑄件的內(nèi)在質(zhì)量。機床鑄件,床身立柱,機床工作臺等鑄件整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。
機床鑄件回火時應(yīng)嚴格遵守回火工藝,筋板密集或易變形部位應(yīng)加支撐筋,防止應(yīng)回火溫度導致變形和斷裂。應(yīng)有專人看管回火爐溫度計,及時控制溫度,防止溫度過高或過低,這樣會對機床鑄件回火工件有很大的影響。
機床鑄件剛混好的樹脂砂充填性不錯,流動性好,填砂后工人只需輕輕刮平即可,不需用風動搗實,一方面延長了木模使用壽命,另一方面降低了工人的勞動強度,提高了造型制芯生產(chǎn)效率,與粘土砂相比,每噸鑄件可減少造型制芯工時12小時壓鑄合金與模具鋼的親和力越大,越容易互相熔融粘合在一起。壓鑄合金與型壁粘合后會產(chǎn)生較大的脫模阻力,鑄件脫模時出現(xiàn)拉傷。目視鑄件粘模部位存在表面粗糙、脫皮或缺料等拉模痕跡(注:要與積碳相區(qū)別),在粘合嚴重的情況下鑄件會被撕裂破損。而目視模具型腔表面粘附一層壓鑄合金,顏色泛白。壓鑄合金液噴射或流動沖擊型壁或型芯后,使型壁或型芯溫度升高,在高溫時合金液與型壁的模具鋼發(fā)生熔融焊合而產(chǎn)生相互粘附。
為了使機床鑄件達到需要的硬度和使大型鑄件具有力學性能、物理性能和化學性能,除合理選用材料和各種成形工藝外,熱處理工藝是不能少的。機床鑄件的熱處理是機械制造中的重要工藝環(huán)節(jié),與其它加工工藝相比,熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分,而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織,或改變鑄鐵平臺和機床鑄件表面的化學成分,賦予工件的使用性能。其特點是鑄鐵平臺和機床鑄件的內(nèi)在質(zhì)量。
機床鑄件的材質(zhì)為細膩灰口鑄鐵,熔煉時配比45%的鋼,以提高機床鑄件的剛性;也有客戶要求做球墨鑄鐵的,球墨鑄鐵的剛性比灰鑄鐵要好,但減震效果相比灰鑄鐵是有很大差距的,而且鑄造成本比灰鑄鐵要高很多;所以球墨鑄鐵不適合做機床的主要構(gòu)件,比較適合做機床工作臺鑄件使用。
選用灰鑄鐵做機床鑄件的優(yōu)點
{二}、大型機床鑄件的退火處理工藝
大型機床鑄件的內(nèi)在質(zhì)量主要指機床鑄件的化學成分、物理性能、機械性能、金相組織以及存在于機床鑄件內(nèi)部的孔洞、裂紋、夾雜、偏析等情況;機床鑄件的使用質(zhì)量指機床鑄件在不同條件下的工作長時間能力,包括耐激冷激熱、疲勞、吸震等性能以及被切削性、可焊性等工藝性能。大型機床鑄件質(zhì)量對機械產(chǎn)品的性能有很大影響。例如,機床鑄件的性和尺寸穩(wěn)定性,直接影響機床的精度保持壽命大型機床鑄件由于制造工藝的特別性,大型機床鑄件表面容易銹蝕,生銹后很難處理,如不引起重視,不但工件的防銹蝕能力較差,裝飾性也不好。很多企業(yè)在對大型機床鑄件提出較高的耐蝕性要求的同時,根據(jù)大型機床鑄件不同的工作條件,要求對大型機床鑄件(鑄鐵,鑄鋼)進行常溫發(fā)黑,磷化處理和其它特別的防銹處理。大型機床鑄件的表面防銹處理越來越受到人們的重視,這也是我們在機械加工和設(shè)備維修時常常要遇到的問題。
機床鑄件是整個機床的支撐,精度要求很高,機床鑄件要經(jīng)過退火處理的理由分幾點:
一、局部淬硬及表面淬硬零部件較多有許多機床鑄件只要求局部表面有高的性比如機床工作臺,T型槽工作臺,落地鏜床工作臺等,除少數(shù)機床鑄件采用鹽浴爐局部淬硬外,大部分機床鑄件采用局部表面淬火法。
二、的機床鑄件要求具有高的穩(wěn)定性通常在制作工序中有一次或多次穩(wěn)定化處理,如去應(yīng)力退火、自然時效處理等,盡量減少殘余內(nèi)應(yīng)力,以確定鑄鐵工作臺的穩(wěn)定性。
三、鑄鋼機床鑄件一般采用非合金(碳素)結(jié)構(gòu)鋼及合金結(jié)構(gòu)鋼。少數(shù)機床鑄件,如鑲鋼導軌、淬硬絲杠等采用低合金工具鋼及軸承鋼等。
四、采用周期式作業(yè)爐大部分機床鑄件加熱采用鹽浴爐。真空爐或在氣體滲碳爐中滴注煤油生成保護氣氛中進行。
五、采用低溫化學熱處理機床鑄件的設(shè)計多數(shù)從剛性考慮,對熱處理要求變小,性高尺寸穩(wěn)定性好。
六、部分鋼制機床鑄件經(jīng)過預(yù)先熱處理如鑄鋼件、鍛件及軋材等,經(jīng)過退火、正火或調(diào)質(zhì)處理等預(yù)先熱處理,以提升機床鑄件的強度,去除組織缺陷及加工工藝性能:為終熱處理做好組織準備,減少熱處理變形。
為了改進或改變大型機床鑄件的原始組織﹐去除內(nèi)應(yīng)力﹐確定大型機床鑄件性能﹐防止大型機床鑄件變形和破壞﹐大型機床鑄件清理后﹐有的需要進行熱處理。大型機床鑄件熱處理一般有淬火﹑退火﹑正火﹑鑄態(tài)調(diào)質(zhì)﹑人工時效(見時效處理)﹑去除應(yīng)力﹑軟化和石墨化處理等。例如高錳鋼大型機床鑄件要求很高的性和足夠的韌性﹐其內(nèi)部組織應(yīng)為奧氏體。為此﹐需對大型機床鑄件進行淬火處理﹐即將大型機床鑄件加熱到奧氏體區(qū)域使其奧氏體化后。淬水激冷。使奧氏體來不及轉(zhuǎn)變而保持下來。這一過程也叫水韌處理或固溶處理。修補和表面精整3個方面。有些大型機床鑄件在凝固﹑冷卻以及熱處理過程中產(chǎn)生變形﹐使部分尺寸超差﹐需用矯正的方法修復。矯正主要利用機械力量在室溫或溫態(tài)下進行。當變形量過大時﹐也可以在加熱爐內(nèi)利用鑄件自重或外加壓重進行高溫矯正。
再就是鑄造用的原材料的質(zhì)量。金屬爐料、耐火材料、燃料、熔劑、變質(zhì)劑以及鑄造砂、型砂粘結(jié)劑、涂料等材料的質(zhì)量影響著機床橫梁大型機床鑄件,使其產(chǎn)生氣孔、孔洞、夾渣、粘砂等缺陷,影響機床橫梁大型機床鑄件外觀質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量,嚴重時會使機床橫梁大型機床鑄件報廢。其次就是大型機床鑄件的工藝操作,要制定合理的工藝操作規(guī)程,提升工人的技術(shù)水平,使工藝規(guī)程正確實施。來獲得優(yōu)良的機床大型機床鑄件,試驗平臺,T型槽試驗平臺。
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