熔煉和澆注部分是鑄件制備的關(guān)鍵環(huán)節,許多環(huán)節的參數影響鑄造質(zhì)量,如鐵水的化學(xué)成分、鐵水的澆注溫度等。目前機床鑄件大部分為灰鑄鐵,實(shí)踐證明,高碳當量、高強度是灰鑄鐵的發(fā)展方向,提高灰鑄鐵的冶金質(zhì)量,需要在熔煉和澆注環(huán)節抓住關(guān)鍵節點(diǎn),提高質(zhì)量。
在熔煉環(huán)節,要注意把握碳當量的控制。高碳當量是灰鑄鐵在高強度下獲得低鑄造應力、良好的加工性和柱造性的必經(jīng)途徑,目前,國內的機床鑄件碳當量比國外機床鑄件的碳當量對比要低,可適量提高。同時(shí),較高的硅碳比能有效防止在薄壁出產(chǎn)生白口,有利于提高鑄件組織的均勻性、強度、硬度,并減少殘留應力,然而,當碳當量較高時(shí),鑄鐵組織中出現鐵素體的機會(huì )明顯增大,這對提高鑄件的綜合性能極為不利,因此,硅碳比較好控制在0.6左右。鐵液中加人合金元素能夠增加并細化珠光體,強化鐵素體,細化石墨,細化共晶團,改善界面敏感性。在高碳當量下需要加人某些穩定珠光體的合金元素以增強其強度和硬度,減少界面敏感性。低合金化也是機床鑄件熔煉不可缺少的措施。在熔煉過(guò)程中,還有適當調整配料的配比,生鐵加人量一般低于10%,廢鋼配比適時(shí)提高,并控制鐵液溫度為1500~1550℃。在澆注部分,鐵水中的化學(xué)成分對質(zhì)量有很大影響。如碳是形成滲碳體的元素,含碳量增加則滲碳體數量增加,因而硬度增加。適當提高原鐵液碳當量,一方面增加了凝固時(shí)的石墨化膨脹,另一方面降低了爐前孕育量,避免造成過(guò)孕育而引起的共晶團數急劇增加,因此能夠降低縮松滲漏傾向;但碳當量過(guò)高容易造成孕育量不足,石墨粗大,降低鑄件力學(xué)性能。在澆注過(guò)程中,澆注系統中的泥砂、溶蝕的流鋼磚或脫氧產(chǎn)物,從模內鋼液中浮出來(lái),被正在凝固的錠殼捕獲,而形成夾砂。由于精煉變質(zhì)處理后除渣不干凈,或是精煉變質(zhì)后靜置時(shí)間不夠,澆注系統不合理,精煉后合金液攪動(dòng)或被污染等造成的,當保護渣熔化不良時(shí),也會(huì )被上升的鋼液卷人表層而形成夾渣。為防止夾砂的形成,必須時(shí)常清掃澆注系統并改善保護渣配方。此外,如果澆道設置不準確,澆注時(shí)發(fā)生沸騰,而使型砂進(jìn)人金屬液,造成鑄型緊實(shí)不均勻,合箱時(shí)鑄型或型芯被破損等。因此,澆注環(huán)節主要要注意模具的澆道要設置準確,排氣道和溢流要做得好,設置準確的金屬液體的化學(xué)成分,包括碳、硅、磷、欽、稀土殘余和鎂殘余等,合金澆注溫度要適當提升,控制好澆注溫度,并控制好沙箱濕度。
后處理工藝從冷卻、開(kāi)箱、落沙、澆口分離、拋丸、毛整、除銹,然后裝箱。后處理工藝主要對鑄件的定型和完成的一些細節進(jìn)行有效的處理,從而控制鑄件的尺寸、應力、表面粗糙度和形狀等。如果后處理工藝進(jìn)行的不夠完全和仔細,則很容易造成整個(gè)工藝流程的前功盡棄,降低鑄件產(chǎn)品的合格率。這是作為質(zhì)量管理較不愿意看到的。然而,后處理工藝往往是整個(gè)質(zhì)量控制環(huán)節較容易忽視的環(huán)節,需要在落砂、毛整和除銹設置關(guān)鍵結點(diǎn),進(jìn)行質(zhì)量把控。此外,在產(chǎn)品檢測方面,務(wù)必要完善金相組織的檢驗,并設立對彈性模量、鑄造應力、鑄件變形的檢驗。
機床鑄件的質(zhì)量與整個(gè)機械制造業(yè)關(guān)系極為密切,在一定程度上代表了一個(gè)國家的鑄造水平。提高機床鑄件質(zhì)量是一整套的技術(shù)控制過(guò)程,必須把技術(shù)環(huán)節和質(zhì)量管理有機地結合在一起,做到嚴格控制,沒(méi)有紙漏。