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大型机床铸件的工艺技巧同如何提高硬度

2021-10-25 19:17:37

其一、大型机床铸件的工艺技巧
大型机床铸件在工业有了尤其多的使用,究其原因,这主要是在于铸造方法有以下特点:与锻造、冲压、焊接和粉末冶金等金厲零件毛坯的成形方法相比,铸造方法可以生产出形状复杂,特别是具有复杂内腔形状的毛坯与零件。如内燃机机体、气缸头,机床的床身、箱体,各种泵体,船用嫘旋桨等等。并且甶于铸造方法对零件结构形状限制小,铸件可以按照'受力状况采用较合理的截面形状,而且根据需要还可设置加强筋等来提。髙结构强度和刚度。如将锻钢曲轴改成球墨铸铁曲轴时,可以通过改变曲抦、铀孔等各部分的结构形状来增加铸造曲轴的结构强度和刚度。铸件成本一般都较低。这由于铸造所用的原材料比较便宜,来源普遍,还可直接利用废旧金厲料重熔。同时,在一般情况下也不需要价格昂贵的设备。此外,由于铸件形状和尺寸与之后零件接近,可减少切削加工工作量,节省金属,降低了零件的成本。
大型机床铸件的热处理是机械制造中的重要工艺环节,与其它加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变铸铁平台和大型机床铸件表面的化学成分,赋予或改进工件的使用性能。其特点是改进铸铁平台和机床铸件的内在质量。大型机床铸件产品作为一种大型机床铸件要经过时效处理才能提升本身的使用性能,改进床身铸件的内在质量。机床铸件,床身立柱,机床工作台等铸件整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。机床铸件回火时应严格遵守回火工艺,筋板密集或易变形部位应加支撑筋,防止应回火温度导致变形和断裂。应有专人看管回火炉温度计,及时控制温度,防止温度过高或过低,这样会对回火工件有很大的影响。
大型机床铸件的铸造方法一般采用消失模铸造工艺,树脂砂铸造,实型铸造,高牌号铸造等,例如机床大型机床铸件的床身,立柱,横梁,滑台等都是用这几种铸造工艺。大型机床铸件材质:HT200-350,可承接单件60吨左右的铸件。采用树脂砂型铸造大型机床铸件的优点是消失模铸造对于生产单件或小批量的汽车覆盖件,机床床身等大型机床铸件较有很大优点,表面质量好等优点。
从浇铸方法的角度来看,大型机床铸件所采用的铸造方法可以生产各种材料和大小的铸件。目前工业上常用的金属材料均可铸造,而且有些金属材料,如应用尤其普遍的铸铁,只能用铸造方法来成形。所生产铸件的大小,可以从小到几克的仪表零件到重达二、三百吨的冶金矿山和动力设备中的重型铸件。在的条件下,采用特种铸造、镶嵌铸造、双金厲铸造、细小孔道铸造技术和铸焊结构等方法可以使零件的结构为合理。采用这些方法也可解决一些其他金属成形方法难以解决的问题以取得的技术经济效果。如由于喷气发动机的发展,要求制造尺寸、形状复杂又很难切削加工甚至完仝不能切削加工的高溫合金零件,例如涡轮叶片,它要在1000摄氏度以上的高温下工作。对于这种具有细小复杂内腔的零件采用熔模铸造及陶瓷型芯的方法生产,不仅可以解决加工困难或不能加工的问题,而且还可以提升零件的合格率和节约合金材料。
大型机床铸件的结构复杂收缩困难,铸件的收缩率减小。例如,同一成分浇注的铸钢件,因结构形状不同,其中以自由收缩时的收缩率较大。大型机床铸件的材料铸件的材料不同,铸造收缩率也不同。例如,铸钢的收缩率比灰铸铁大;灰铸铁中硫多时,收缩率增大,硅多时收缩率减小。大型机床铸件的退让性铸型的退让性好,铸件的收缩率增大。例如,用湿性和水玻璃砂型浇铸的铸件比干型浇铸的铸件的收缩率大。同样道理,随着铸件的尺寸增大,铸型的退让性变差,铸件的收缩率也就减小。
其二、如何提高大型铸件的硬度
采用连续式水冷冲天炉来冶炼浇铸的大型铸件,一般对其铸件硬度有的要求,通常在180HB以上,为达到此硬度条件,需要采取的措施,具体是:
1、提高出炉温度
硬度是与铁液过热温度有关,出炉温度高时,铁液中夹杂物少不易,硬度就高。为提高铁液温度,采取以下措施:
1)对冲天炉内部结构进行改进,缩短炉缸高度,风口处修成卡腰形,主要目的是提高送风强度,强化底焦燃烧,从而提高铁液过热温度。
2)对原有的风机进行技术改造,提高送风强度,使底焦充分燃烧,提高铁液过热温度。
3)采用大批量焦炭,这样既降低成本,也达到了提高铁液温度的目的。
2、细化晶粒
晶粒的大小对金属的力学性能有很大影响。晶粒越细,金属的强度越好,组织越均匀,硬度波动越小。需要:
1)先,针对冲天炉出炉温度相对低的特点,选择粒度较细的孕育剂75SiFe。
2)其次,除了在炉前进行孕育外,在浇注过程中进行2次顺时孕育,以便细化晶粒。
3、合金化处理
1)提高床身铸件硬度,一般采用提高w(Mn)的方法,但生产发现加Sn的效果,由于Sn的熔点较低(231.5℃),为减少烧损量,可以在浇包中加入Sn合金。
2)另外,为提高Sn合金的加入效率,对床身铸件的内浇道进行改进,把常见的双面同时进铁式浇注系统,改为双面阶梯顺序进铁式浇注系统,这样改进,降低了Sn的总加入量,同时满足了质量要求。