機床鑄件變形的原因有哪些同出現冷裂問題

其一、大型機床鑄件變形的原因有哪些？
大型機床鑄件在高溫下澆注，在凝固冷卻過(guò)程中，因溫度下降而産生收縮和發(fā)生相變，如收縮和相變受到阻礙，便會(huì)在鑄件中産生鑄造應力。鑄造應力按其形成(chéng)原因可分爲熱應力、相變應力和機械阻礙應力三種(zhǒng)。鑄造應力是熱應力、相變應力和機械應力三者之和。常用的去除應力的方法如下：
一、自然時(shí)效法自然時(shí)效去除應力效果好(hǎo)，但要達到去除殘餘應力的目的，就(jiù)要使鑄件長(cháng)期暴露的空氣中數年。長(cháng)時(shí)間的放置全部不适合現代企業生産，一般不予采用。
二、熱時(shí)效法熱時(shí)效能(néng)去除應力，但對(duì)設備成(chéng)本高、耗能(néng)高，根據時(shí)效窯的功率不同一般需要30h以上。是普通使用的去除殘餘應力的工藝方式。但在能(néng)源日益緊張的情況下，也不适合應用，而且其經(jīng)濟成(chéng)本高，不符合企業生産的綜合經(jīng)濟效益。所以需要尋找一種(zhǒng)能(néng)夠替代熱時(shí)效的工藝方法。
三、振動時(shí)效法振動時(shí)效的實質是以振動的形式給工件施加附加應力。當附加應力與殘餘應力疊加後(hòu)，達到或超過(guò)材料的屈服限時(shí)，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餘應力，從而使工件幾何尺寸穩定。該工藝方法耗能(néng)低、設備簡單使用方便，目前普遍應用。
機床鑄件材料大多選用灰鐵鑄鐵材質，也有少量的鑄鋼機床鑄件，現代機床鑄件設計中用結構鋼焊接的床身比例逐漸上升。機床鑄件有良好(hǎo)的尺寸穩定性，用來做機床鑄件不宜變形，有利于長(cháng)期保持機床精度。
其二、大型機床鑄件出現冷裂問題是怎麼(me)回事(shì)？
大型床身鑄件在凝固和以後(hòu)的冷卻過(guò)程中要發(fā)生體積收縮或膨脹，這(zhè)種(zhǒng)體積變化往往受到外界和鑄件各部分之間的約束而不能(néng)自由地進(jìn)行，于是便産生了鑄造應力。如果産生應力的原因去除後(hòu)，鑄造應力随之去除，這(zhè)種(zhǒng)應力叫(jiào)做臨時(shí)鑄造應力。如果産生應力的原因去除後(hòu)鑄造應力仍然存在，這(zhè)種(zhǒng)應力叫(jiào)做鑄造殘留應力。大型床身鑄件在凝固和随後(hòu)的冷卻過(guò)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(dōu)會(huì)有所不同，因而造成(chéng)大型床身鑄件各部分體積變化量不同。如果此時(shí)鑄造合金已經(jīng)處于彈性狀态，鑄件各部分之間便會(huì)産生相互制約。鑄造殘留應力往往是這(zhè)種(zhǒng)由于溫度不同和相變程度不同而産生的應力。
壁厚尺度差通常可降低，在圖樣(yàng)上選用公役等級代号标示，如GB6411-CT10.當要約束錯箱值爲，應标出較大錯箱值。如GB/T6411-19-較大錯箱值1.0.大型床身鑄件鑄造生産經(jīng)常要用的材料有各種(zhǒng)金屬、焦炭、木材、塑料、氣體和液體燃料、造型材料等。所需設備有冶煉金屬用的各種(zhǒng)爐子，有混砂用的各種(zhǒng)混砂機，有造型造芯用的各種(zhǒng)造型機、造芯機，有清理大型床身鑄件用的落砂機、抛丸機等。還(hái)有供特種(zhǒng)鑄造用的機器和設備以及許多運輸和物料處理的設備。對(duì)于熱裂一般是在凝固末期，金屬處于固相線附近的高溫時(shí)形成(chéng)的。其形狀特征是裂縫短，縫隙寬，形狀曲折，縫内呈氧反應顔色。大型床身鑄件/機床鑄件結構不正确，合金收縮大，型（芯）砂退讓性差以及鑄造工藝不正确等均可引發(fā)熱裂。鋼和鐵中的硫、磷降低了鋼和鐵的韌性，使熱裂傾向(xiàng)增大。熱裂的防止去正确地調整合金成(chéng)分，嚴格控制鋼和鐵中的硫、磷含量，正确地設計鑄件結構，采用同時(shí)凝固的原則和改進(jìn)型（芯）砂的退讓性，都(dōu)是防止熱裂的措施。
對(duì)于機床鑄件冷裂的産生，具體分析如下：冷裂是大型床身鑄件冷卻到低溫處于彈性狀态時(shí)所産生的熱應力和收縮應力的總和，如果大于該溫度下合金的強度，則産生冷裂。冷裂是在較低溫度下形成(chéng)的，其裂縫細小，呈連續直線狀，縫内幹淨，有時(shí)呈輕微氧反應色。壁厚差别大、形狀複雜的鑄件，尤其是大而薄的鑄件易于發(fā)生冷裂。冷裂這(zhè)樣(yàng)去防止凡是減小大型床身鑄件鑄造内應力或降低合金脆性的措施，都(dōu)能(néng)防止冷裂的形成(chéng)。鋼和鑄鐵中的磷能(néng)顯著降低合金的沖擊韌性，增加脆性，容易産生冷裂傾向(xiàng)，因此在金屬熔煉中嚴格加以限制。
由于大型機床鑄件産生缺陷的原因是多方面(miàn)的和複雜的，有些缺陷是由多個因素引起(qǐ)的，故不容易劃分各自應承擔責任的百分比。爲了解決由于劃分不公開(kāi)器争端，應該加強中間檢查，應對(duì)各道(dào)工序的質量（特别是主要工藝參數和執行操作規程的情況）進(jìn)行嚴格的控制，從而确定個人或小組質量責任，例如質控站按規程抽查砂型的性能(néng)，如果不符合标準的規定，就(jiù)應當根據超過(guò)标準的百分數來衡量配置砂型者的工作質量，并據伺來決定懲罰的程度。鑄鐵件質量對(duì)機械産品的性能(néng)有很大影響。鑄鐵件的質量包括外觀質量、内在質量和使用質量。
而大型機床鑄件的外觀質量指大型機床鑄件表面(miàn)粗糙度、表面(miàn)缺陷、尺寸偏差、形狀偏差、重量偏差；内在質量主要指大型機床鑄件的化學(xué)成(chéng)分、物理性能(néng)、機械性能(néng)、金相組織以及存在于大型機床鑄件内部的孔洞、裂紋、夾雜、偏析等情況；使用質量指鑄銅件在不同條件下的工作長(cháng)時(shí)間能(néng)力，包括不易磨損、不易腐蝕、耐激冷激熱、疲勞、吸震等性能(néng)以及被(bèi)切削性、可焊性等工藝性能(néng)。