降低鑄鐵件殘余內(nèi)應(yīng)力的研究-及在機床床身上的應(yīng)用

床身鑄件因殘余應(yīng)力釋放而導(dǎo)致的變形,嚴重影響其尺寸精度。本研究采用盲孔法測量灰鑄鐵、球墨鑄鐵應(yīng)力框試樣的殘余應(yīng)力,研究了碳當量、打箱溫度、振動時效、熱時效等對機床床身用灰鑄鐵、球墨鑄鐵件殘余應(yīng)力的影響,獲得降低鑄鐵件殘余應(yīng)力的技術(shù)措施并應(yīng)用于機床床身。研究表明:適當提高碳當量和降低打箱溫度均有利于降低鑄態(tài)灰鑄鐵、球墨鑄鐵件的殘余應(yīng)力,推薦灰鑄鐵和球墨鑄鐵的碳當量分別為3.65%~3.85%和4.40%~4.60%、打箱溫度低于300℃;"階梯式升溫降溫法"熱時效能顯著降低殘余應(yīng)力,時效后HT300灰鑄鐵和QT600-3球墨鑄鐵試樣的殘余應(yīng)力分別低于20 MPa和50 MPa,振動時效能降低殘余應(yīng)力,但其效果不及熱時效。

機床床床鑄件特點：

1、韌性高：采用含碳量高的灰口鑄鐵，經(jīng)先進的熱處理工藝，鑄件硬度更強、韌度更高。

2、品質(zhì)高：鑄鐵中的石墨有利于潤滑和貯油，耐磨性與消震性能好；采用樹脂砂型，有效地消除縮孔、縮松缺陷，實現(xiàn)灰鑄鐵件無冒口鑄造。

3、精度高：采用先進加工設(shè)備對鑄件進行刮研等精加工，可達到1級精度要求。

影響機床床身鑄件質(zhì)量的因素：

1、鑄件的設(shè)計工藝性。進行設(shè)計時，除了要根據(jù)工作條件和金屬材料性能來確定鑄件幾何形狀、尺寸大小外，還必須從鑄造合金和鑄造工藝特性的角度來考慮設(shè)計的合理性，即明顯的尺寸效應(yīng)和凝固、收縮、應(yīng)力等問題，以避免或減少鑄件的成分偏析、變形、開裂等缺陷的產(chǎn)生。

2、有合理的鑄造工藝。即根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)、重量和尺寸大小，鑄造合金特性和生產(chǎn)條件，選擇合適的分型面和造型、造芯方法，合理設(shè)置鑄造筋、冷鐵、冒口和澆注系統(tǒng)等。以保證獲得優(yōu)質(zhì)鑄件。

3、鑄造用原材料的質(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)量不合標準，會使鑄件產(chǎn)生氣孔、針孔、夾渣、粘砂等缺陷，影響鑄件外觀質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量，嚴重時會使鑄件報廢。第四是工藝操作，要制定合理的工藝操作規(guī)程，提高工人的技術(shù)水平，使工藝規(guī)程得到正確實施。

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