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機床鑄件出現(xiàn)冷裂問題的原因
軸承磨床床身鑄件屬于大型薄壁類零件,鑄件的質(zhì)量周界商在1300一1800之間,大尺寸為2400mmx1280mmx700mm。在采用消失模鑄造過程中,根據(jù)干砂定型原理和消失模鑄造過程的氣體控制技術(shù),結(jié)合澆注系統(tǒng)大孔出流理論,及金屬液體在消失模鑄造型腔中的有阻流動過程的溫度變化分析,確定采用頂注多點分流式澆注系統(tǒng),通過大流量快澆注,砂型中具有正確的壓差,實現(xiàn)澆注過程中流場、壓力場、溫度場的正確分布,確定鑄件的品質(zhì)。
床身鑄件在凝固和以后的冷卻過程中要發(fā)生體積收縮或膨脹,這種體積變化往往受到外界和鑄件各部分之間的約束而不能自由地進行,于是便產(chǎn)生了鑄造應(yīng)力。如果產(chǎn)生應(yīng)力的原因去掉后,鑄造應(yīng)力隨之去掉,這種應(yīng)力叫做臨時鑄造應(yīng)力。如果產(chǎn)生應(yīng)力的原因去掉后鑄造應(yīng)力仍然存在,這種應(yīng)力叫做鑄造殘留應(yīng)力。大型床身鑄件在凝固和隨后的冷卻過程中,由于壁厚不同,冷卻條件不同,其各部分的溫度和相變程度都會有所不同,因而造成大型床身鑄件各部分體積變化量不同。如果此時鑄造合金已經(jīng)處于彈性狀態(tài),鑄件各部分之間便會產(chǎn)生相互制約。鑄造殘留應(yīng)力往往是這種由于溫度不同和相變程度不同而產(chǎn)生的應(yīng)力。
機床鑄件發(fā)生的變形,在吊裝機床鑄件時,要用四根同樣長度的鋼絲繩同時掛住機床鑄件上得四個起重孔,將機床鑄件平穩(wěn)吊裝在運輸工具上。將機床鑄件支承點墊好、墊平,確定每個支撐點受力均勻,確定整個機床鑄件平穩(wěn)。機床鑄件安裝時將機床鑄件的各個支撐點用調(diào)整墊鐵墊好、墊實,由技術(shù)人員將機床鑄件調(diào)整至合格精度。機床鑄件使用時要輕拿輕放工件,不要在機床鑄件上挪動比較粗糙的工件,以免對機床鑄件工作面造成磕碰、劃傷等損壞。使用完畢后,要將工件從機床鑄件上拿下來,避免工件長時間對機床鑄件重壓造成機床鑄件的變形。機床鑄件不用時要及時將工作面洗凈,然后涂上一層防銹油,并用防銹紙蓋上,用機床鑄件的外包裝將機床鑄件蓋好,以防止平時不注意造成對機床鑄件工作面的損傷。機床鑄件應(yīng)安裝在通風(fēng)、干燥的環(huán)境中,并遠(yuǎn)離熱源、有腐蝕的氣體、有腐蝕的液體。機床鑄件按標(biāo)準(zhǔn)實行定期周檢,檢定周期根據(jù)具體情況可為6-12個月。
機床鑄件在高溫下澆注,在凝固冷卻過程中,因溫度下降而產(chǎn)生收縮和發(fā)生相變,如收縮和相變受到阻礙,便會在鑄件中產(chǎn)生鑄造應(yīng)力。鑄造應(yīng)力按其形成原因可分為熱應(yīng)力、相變應(yīng)力和機械阻礙應(yīng)力三種。鑄造應(yīng)力是熱應(yīng)力、相變應(yīng)力和機械應(yīng)力三者之和。常用的去掉應(yīng)力的方法如下:
一、自然時效法自然時效去掉應(yīng)力效果不錯,但要達(dá)到去掉殘余應(yīng)力的目的,就要使鑄件長期暴露的空氣中數(shù)年。長時間的放置全部不適合現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn),一般不予采用。
二、熱時效法熱時效能去掉應(yīng)力,但對設(shè)備成本高、耗能高,根據(jù)時效窯的功率不同一般需要30h以上。是普通使用的去掉殘余應(yīng)力的工藝方式。但在能源日益緊張的情況下,也不適合應(yīng)用,而且其經(jīng)濟成本高,不符合企業(yè)生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益。所以需要尋找一種能夠替代熱時效的工藝方法。
三、振動時效法振動時效的實質(zhì)是以振動的形式給工件施加附加應(yīng)力。當(dāng)附加應(yīng)力與殘余應(yīng)力疊加后,達(dá)到或超過材料的屈服限時,工件發(fā)生微觀或宏觀的塑性變形,從而降低和均化工件的殘余應(yīng)力,從而使工件幾何尺寸穩(wěn)定。該工藝方法耗能低、設(shè)備簡單使用方便,目前普遍應(yīng)用。