鑄造技術(shù)與工藝是大型機(jī)床床身鑄件生產(chǎn)中節(jié)能節(jié)材的基礎(chǔ),并有很大潛力。結(jié)合我公司大型鑄件生產(chǎn),主要談一些大型鑄件的鑄造工藝技術(shù)要點(diǎn)和應(yīng)用。
我公司主要生產(chǎn)的大型鑄件主要為機(jī)床床身鑄件產(chǎn)品,如大型立車(chē)的105t工作臺(tái)、78t立柱,79t橫梁,大型臥車(chē)的87t尾座體、95t主軸箱體、9.5m床身等。
實(shí)際生產(chǎn)中,應(yīng)根據(jù)每個(gè)機(jī)床鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)編制相應(yīng)的工藝。大型鑄件主要有細(xì)長(zhǎng)形(如橫梁、床身)、圓形(如工作臺(tái))和高大型(如尾座體、主軸箱體),如細(xì)長(zhǎng)形的橫梁和床身,為了防止鑄件變形,模樣設(shè)計(jì)出預(yù)變形撓度,即鑄件的反變形量,這種鑄件的中間型腔砂芯通用性較好,可以減少芯盒的數(shù)量;圓形鑄件的孔較大時(shí),可將孔圓形砂型分成1/2或1/4,從而減小芯盒的尺寸。至于外圍的扇形型芯,通用性也很高。
對(duì)于機(jī)床鑄件,除了輪廓尺寸大,壁厚也較大,因此所采取的工藝措施顯得非常重要。。
(1)冷鐵分為內(nèi)冷鐵和外冷鐵,對(duì)于尾座體、主軸箱體、工作臺(tái)的厚大部位,在其內(nèi)部我們?cè)O(shè)計(jì)了焊接內(nèi)冷鐵架(材質(zhì)為鋼筋),外部放置石墨冷鐵。
(2)保溫冒口針對(duì)鑄件上箱的厚大部分,放置不同規(guī)格的保溫冒口,可以起到較好的補(bǔ)縮效果,且減少金屬液用量。
(3)對(duì)于高大型鑄件,我們?cè)O(shè)計(jì)兩套澆注系統(tǒng),上面為一套(距上箱約1/3總高),中下區(qū)域?yàn)橐惶祝F液先充入中下區(qū)域的澆注系統(tǒng),上面澆注系統(tǒng)后進(jìn),同時(shí),上面的鐵液溫度比先澆的要高一些,這樣的澆注系統(tǒng)對(duì)鑄件有很好的補(bǔ)縮效果。
(4)鑄造工藝模擬對(duì)大型鑄件的各種預(yù)設(shè)工藝方案進(jìn)行模擬,可以避免大型鑄件不能先試驗(yàn)在生產(chǎn)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn),可以提高大型鑄件的成功率,我廠的105t工作臺(tái)、78t立柱、87t尾座體、95t主軸箱體都曾進(jìn)行工藝模擬,起到了為質(zhì)量保駕護(hù)航的作用。
質(zhì)量的提高是好的節(jié)能節(jié)材。鑄件生產(chǎn)工序多、影響因素多,質(zhì)量控制難度大,特別是大型鑄件,無(wú)論從工裝、造型工藝和熔煉方面都有很高的要求,每一個(gè)細(xì)節(jié)都需處理好。尤其是鐵液的質(zhì)量對(duì)于鑄件生產(chǎn)的成敗很關(guān)鍵,除了滿足材質(zhì)的牌號(hào)要求外,鐵液的溫度、性能等都對(duì)鑄件有影響。裂紋是大型鑄件的一個(gè)敏感問(wèn)題。我公司的鑄件如方形工作臺(tái)和立柱、刀板等均出現(xiàn)過(guò)裂紋,分析原因除了是零件結(jié)構(gòu)本身壁厚差大之外,由鐵液材質(zhì)的性能所導(dǎo)致的裂紋產(chǎn)生占較大比例。另外,根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇合適的原材料和配比,對(duì)于大型鑄件的澆注成功也至關(guān)重要。
鑄造作為一種傳統(tǒng)金屬成形行業(yè),隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,也在逐漸融合其他行業(yè)的材料和技術(shù),本身也在蛻變和成長(zhǎng)。未來(lái)原材料包括生鐵、廢鋼和回爐的成分、性能,以及熔煉過(guò)程中發(fā)生一系列反應(yīng)而形成鐵液,又經(jīng)過(guò)充型、降溫、凝固、冷卻等各個(gè)環(huán)節(jié),會(huì)清晰地被業(yè)界所了解。在模樣制造方面,樹(shù)脂、鋼材等材料也將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的木材,根據(jù)需要可以在鑄件內(nèi)鑲各種鋼管,床身鑄件結(jié)構(gòu)也會(huì)合理,這些都是大型鑄件的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)和方向,同時(shí)為鑄造節(jié)能節(jié)材帶來(lái)重要影響。