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南通方舟机床有限公司
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防止机床铸件裂纹的具体方式
 

 

      随着我国经济的发展,与机床需求紧密相关的领域将进行有规模、有深度地调整和改造。在这样的发展趋势下,对机床铸件性能有了更高的要求。毛坯生产厂家为了保证机床铸件性能(如强度、硬度),以降碳、硅含量以及在时效处理时加快冷却速度的方法,导致在生产或时效处理过程中常出现铸件变形和裂纹,甚至断裂的现象。针对上述现象,我们在实践中总结出防止机床铸件产生裂纹的几点措施。


     1.化学成分


      (1)采用高碳低硅 推荐机床铸件的化学成分。


      (2)高碳当量 在选择碳当量时,尽量采用高碳当量,对防止机床铸件产生裂纹有好处。国内外机床铸件碳当量对比。


      (3)高硅碳比 把硅碳比控制在0.57~0.62 ,高碳、低硅时,机床铸件不易产生裂纹。国内外机床铸件硅碳比。


      (4)控制锰硫比 在生产灰铁件时,应该考虑锰硫比即Mn=1.71S+(0.2~0.3)。实际生产过程中把锰硫比例稍作提高,尤其对HT250、HT300等材质。


      (5)低合金化 铁液中加入合金元素能增加奥氏体枝晶数量,增加并细化珠光体,强化铁素体,细化石墨及共晶团,改善截面敏感性。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,实际生产中很少用一种元素,都是组合使用如Cu 与Cr、Cu 与Sb、Cu 与Sn等,在使用过程中应全面考虑,才能真正起到合金化的作用。


      2. 配料


      控制好炉料配比,减少机床铸件裂纹倾向,也能够保证铸件的内部质量。尤其电炉熔化,应该更加注意炉料配比。实际生产中配料为:生铁+废钢+回炉料+增碳剂(按成熟配比加入)。


      3. 孕育处理


      孕育使能够促进石墨化,可以减少机床铸件白口,改善断面均匀性,控制石墨形态,减少其他石墨和铁素体的形成,以获得较好的片状石墨等的特点。但是,孕育方法的选择极为重要,采用不同的孕育方法,可获得长短和薄厚不同石墨,它对机床铸件性能起到决定性的作用。金相组织是机床铸件是否产生裂纹最本质的原因。目前,已改为下面的几种孕育方法:瞬时孕育(专用漏斗)、浇口杯和浮硅孕育等,已经取得了明显的效果,图1和图2所示为使用孕育剂的种类和孕育量都是相同的,只是孕育方式不同所获得的金相图片。


      4. 时效处理


      国内铸件时效处理有热时效、振动时效、自然时效三种方式,其中以热时效为主。在热时效的过程中,常出现机床铸件裂纹、变形等缺陷。主要是由于热处理工艺不合理或人为操作原因造成的,曾有热处理的过程中18t工作台从中间断裂的案例,最后分析主要是热时效处理不当造成的铸件断裂。为了防止铸件在热处理的过程中不出现裂纹、变形等缺陷,应注意以下几点。


      (1)装炉温度 装炉温度应小于150℃。


      (2)升温不能过快 升温速度一般取30~100℃/h,复杂铸件控制在20℃/h以下。


      (3)保温时间不足和温度过高 保温时间不足则造成铸造应力消除差,过高则造成强度和硬度下降。保温温度一般为500~600℃,保温时间一般为2~6h,保温时间可以按壁厚来计算25mm/h。


      铸件时效处理的最高温度可按下式选择:


      t=480+0.4σb,式中 σb——直径30mm标准试棒的抗拉强度(MPa)。


      铸件保温时间和最高温度应综合考虑铸件的壁厚、大小、结构、材质等因素,并非壁厚100mm的铸件保温4h就是最好。


      (4)降温速度快 降温速度快,应力消除效果差。随炉冷却速度应控制在30℃以下,得出如表4所示的数据。


      另外,延长机床铸件在型内的冷却时间,对于防止机床铸件裂纹非常有利。


      5. 采用热处理工艺


      我们在生产中采用的热处理工艺如图3所示。


      结语


      通过对机床铸件的化学成分、炉料配比、孕育方法、时效处理的控制,已取得明显的效果。目前,已经生产了156件产品(820t),没有发现机床铸件裂纹缺陷,为生产高强度和高硬度大型机床铸件打下了坚实的基础,解决了困扰多年的疑难问题。

      通过上文的介绍,相信大家对防止机床铸件裂纹的具体方式也有了一定的了解,更多相关资讯敬请登陆:http://www.ntfzjc.com

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