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机床铸件浇注的准则跟回火工艺

发布时间：2022-09-20 17:35

 [一]、大型机床铸件浇注的准则

床身是机床主要部件，大型床身一般采用铸造方法生产。对于大型床身，根据功能需要，设计的床身壁厚悬殊较大，这将造成铸件在凝固过程中产生残余应力，影响床身尺寸精度和使用寿命。近年来，残余应力的去除引起业界的大关注，特别是振动时效技术因其具有绿色、节能等优点而被普遍应用。振动时效工艺参数的确定确切了解工件残余应力的分布和大小。床身铸造的基本工艺条件：采用树脂砂型铸造方法。铸造工艺流程为浇注温度为1400℃，72h后落砂，自然冷却。铸件凝固过程中系统的热物理参数、热边界条件以及系统内能都随时间而变化。
由于机床床身的尺寸较大，在初始浇注时模型的温度并不均匀。假设开始浇注短时间0.01s范围内稳态热分析的结果作为后续瞬态热分析的初始条件。铸件初始温度：1400℃，铸型初始温度：25℃。对铸造过程进行热分析的边界条件是铸型与空气之间的空气对流。由于砂型铸造，对流系数随温度变化不大，取为常数65W/m2.C。在强通风对流条件下，床身温度变化尤其快，较初1h温度下降高达180℃，4h后床身整体温度已降至50℃以下，且较低温度已接近室温。随后由于本身温度较低，温度变化相对缓慢，7h后较高温度降至28.5℃，整体温差只有3℃。同时可以看到铸件在落砂后，自然对流条件下较薄部位的筋板和横断隔板降温较快，较厚部位的无排屑孔导轨降温较慢。
下面，为您介绍大型机床铸件浇注的准则：
一、机床铸件清理。机床铸件清理实质就是对铸件的美化，所谓清理就是使铸件表面质量得以提升。对于小件，先用六角滚筒进行一次粗清理，再用抛丸清理转台对其二次精处理，然后用自带除尘设备的砂轮机精整，合格后刷防锈漆入库。对于中、大件先用震动落砂机去涂大块砂团，然后送入抛丸清理室抛丸清理，然后人工用手提砂轮机精整，合格刷防锈漆入库。
二、铸铁熔炼及浇注铁水质量对铸件表面质量影响，主要表现在两个方面：一是铁水中杂质的含量，特别是铁含量，它易在铸件表面产生夹渣或渣气孔；二是铁水中气体含量，气体含量高易使铸件在表面或皮下产生气孔。我们采取的主要措施是提升铁水温度，建立完善的冲天炉检测系统，确定冲天炉处于正常状态。
三、高温静置，低温浇注”是浇注的控制准则，以降低铸件的气孔、缩孔及表面粘砂缺陷。提升铸造技术水平，出入口机床铸件表面质量
四、确定分型面尽量减少分型面，以减少因分型面所形成的飞边、表面凹凸等铸造表面缺陷；提升坭芯的整体性，减少坭芯之间的接合数目，减少坭芯之间或坭芯与型之间的配合间隙，以提升大型铸件的表面凹凸度及轮廓清晰度。
五、工艺参数的选择工艺参数对铸件尺寸精度以及轮廓清晰度有较大的影响。经过多次工艺试验，对各工艺参数都认真选择。
六、普遍地应用的铸造工艺成果，提升铸造工艺水平，以减少铸造缺陷，特别是机床铸件表面缺陷。
如铸件浇注后，在惰性气体，或还原性保护气氛下冷却，把防止氧反应和防止表面脱碳结合起来，直保护到大型机床铸件表面达不到氧反应温度为止。表面保护良好的铸件脱壳后其表面呈银灰色、银白色或带彩色的氧反应色。清理对熔模铸件表面粗糙度影响也很大。浇注和金属液凝固过程中，因温度较高，铸件表面会氧反应，且氧反应层不均匀，加上大型机床铸件表面金属氧反应物有可能与型壳中氧反应物作用，促使铸件表面不均匀的脱落，显著地增加铸件表面的粗糙度。大型机床铸件在保护气氛下冷却是表面的重要一环。如铸件浇注后，在惰性气体，或还原性保护气氛下冷却，把防止氧反应和防止表面脱碳结合起来，直保护到铸件表面达不到氧反应温度为止。表面保护良好的铸件脱壳后其表面呈银灰色、银白色或带彩色的氧反应色。清理对熔模铸件表面粗糙度影响也很大。
[二]、大型机床铸件的回火工艺
为了使大型机床铸件达到需要的硬度和使大型铸件具有力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺是不可少的。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，或改变铸铁平台和机床铸件表面的化学成分，赋予或工件的使用性能。
大型机床铸件作为一种大型铸件须要经过时效处理才能提高本身的使用性能，_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。
大型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，这样会对机床铸件回火工件有很大的影响。
大型机床铸件的材质为细腻灰口铸铁，熔炼时配比45%的钢，以提高机床铸件的刚性；也有客户要求做球墨铸铁的，球墨铸铁的刚性比灰铸铁要好，但减震效果相比灰铸铁是有很大差距的，而且铸造成本比灰铸铁要高很多；所以球墨铸铁不适合做机床的主要构件，比较适合做机床工作台铸件使用。