机床铸件裂纹如何防止
发布时间：08-26
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随着我国经济的发展，与机床需求紧密相关的领域将进行有规模、有深度地调整和改造。在这样的发展趋势下，对机床铸件性能有了更高的要求。毛坯生产厂家为了保证机床铸件性能(如强度、硬度)，以降碳、硅含量以及在时效处理时加快冷却速度的方法，导致在生产或时效处理过程中常出现铸件变形和裂纹，甚至断裂的现象。针对上述现象，泊头市航星铸物量具有限责任公司在实践中总结出防止机床铸件产生裂纹的几点措施。
1.化学成分(航星铸物)
(1)采用高碳低硅推荐机床铸件的化学成分如表1所示。
(2)高碳当量在选择碳当量时，尽量采用高碳当量，对防止机床铸件产生裂纹有好处。国内外机床铸件碳当量对比如表2所示。
(3)高硅碳比把硅碳比控制在0.57~0.62，高碳、低硅时，机床铸件不易产生裂纹。国内外机床铸件硅碳比对比如表3所示。
(4)控制锰硫比在生产灰铁件时，应该考虑锰硫比即Mn=1.71S+(0.2~0.3)。实际生产过程中把锰硫比例稍作提高，尤其对HT250、HT300等材质。
(5)低合金化铁液中加入合金元素能增加奥氏体枝晶数量，增加并细化珠光体，强化铁素体，细化石墨及共晶团，改善截面敏感性。一般wCu=0.4%~0.6%或wCr=0.2%~0.35%，也可以加入其他合金元素如Sb、Sn、Mo等。但是，实际生产中很少用一种元素，都是组合使用如Cu与Cr、Cu与Sb、Cu与Sn等，在使用过程中应全面考虑，才能真正起到合金化的作用。
2.配料(铸铁平板)
控制好炉料配比，减少机床铸件裂纹倾向，也能够保证铸件的内部质量。尤其电炉熔化，应该更加注意炉料配比。实际生产中配料为：生铁+废钢+回炉料+增碳剂(按成熟配比加入)。
3.孕育处理(铸铁方箱)
孕育使能够促进石墨化，可以减少机床铸件白口，改善断面均匀性，控制石墨形态，减少其他石墨和铁素体的形成，以获得较好的片状石墨等的特点。但是，孕育方法的选择极为重要，采用不同的孕育方法，可获得长短和薄厚不同石墨，它对机床铸件性能起到决定性的作用。金相组织是机床铸件是否产生裂纹最本质的原因。目前，已改为下面的几种孕育方法：瞬时孕育(专用漏斗)、浇口杯和浮硅孕育等，已经取得了明显的效果，图1和图2所示为使用孕育剂的种类和孕育量都是相同的，只是孕育方式不同所获得的金相图片。
4.时效处理
国内铸件时效处理有热时效、振动时效、自然时效三种方式，其中以热时效为主。在热时效的过程中，常出现机床铸件裂纹、变形等缺陷。主要是由于热处理工艺不合理或人为操作原因造成的，曾有热处理的过程中18t工作台从中间断裂的案例，最后分析主要是热时效处理不当造成的铸件断裂。为了防止铸件在热处理的过程中不出现裂纹、变形等缺陷，应注意以下几点。
(1)装炉温度装炉温度应小于150℃。
(2)升温不能过快升温速度一般取30~100℃/h，复杂铸件控制在20℃/h以下。
(3)保温时间不足和温度过高保温时间不足则造成铸造应力消除差，过高则造成强度和硬度下降。保温温度一般为500~600℃，保温时间一般为2~6h，保温时间可以按壁厚来计算25mm/h。
铸件时效处理的最高温度可按下式选择：
t=480+0.4σb
式中σb——直径30mm标准试棒的抗拉强度(MPa)。
铸件保温时间和最高温度应综合考虑铸件的壁厚、大小、结构、材质等因素，并非壁厚100mm的铸件保温4h就是最好。
(4)降温速度快降温速度快，应力消除效果差。随炉冷却速度应控制在30℃以下，得出如表4所示的数据。
另外，延长机床铸件在型内的冷却时间，对于防止机床铸件裂纹非常有利。
5.采用热处理工艺
我们在生产中采用的热处理工艺如图3所示。
结语
通过对机床铸件的化学成分、炉料配比、孕育方法、时效处理的控制，已取得明显的效果。目前，已经生产了156件产品(820t)，没有发现机床铸件裂纹缺陷，为生产高强度和高硬度大型机床铸件打下了坚实的基础，解决了困扰多年的疑难问题。
在现代铸造行业中废钢占有一定的使用比例，废钢要怎样使用才可以既节约成本又保证铸件质量呢？本文从铸造厂以下几个方面进行分析，在生产中做好废钢的使用管理，确保产品质量。 一、在选择废钢时，一定要根据铸件的材质和牌号来确定使用那类废钢。使用废钢生产当中，废与与生产铸件的匹配很重要。比如我们生产高锰钢铸件，这需要购买高锰废钢，这样才有利于节约生产成本。我们生产高牌号灰铸铁，也需要使用锰含量较高的废钢。而当我们生产铁素体基球墨铸铁时，则需要选择低锰、低铬废钢。 做到“门当户对”的配料原则，铸造当中能很大程度的避免铸件硬高，或延伸率不达标问题。 二、废钢材料除锈、分类和入库管理。在国外，用废钢生产铸件，都执行非常严苛的处理流程。 （1）、除锈，要想获得高质量的铁水，用废钢生产出优质铸件，除锈环节非常必要。通过除锈熔炼出来的铁水纯清，氧化铁源头消减。从而保障了铁水的质量。 (2)、挑捡分类，国内现在废钢收购分类粗放。杂质裹入多。所以，当铸造厂采购的废钢入库后，必须对采购的废钢进行挑拣分类，将里面 含铬、含钼等高合金挑出来，以免因硬化相合金含量超标而造成铸件硬度超标，使铸件报废。 另外，挑捡过程中，也能将密封罐类造成炉前爆炸的危险品挑出来，避免发生事故。 （3）、废钢材料管理包括采购商信息，入库时间，上一批次与下批次间炉前熔炼铁水质量的变化。仓库废钢脱落碎屑、钢砂，尘土等影响铁水质量杂质要及时处理。 三、熔炼配料。使用废钢生产铸铁件时，无论时灰铸铁，还昌球墨铸铁件，都要进行严格配料计算的实践验证。能过试验来确之一适合白发生产铸件的化学成分。熔炼环节要注意以下问题： （1）增碳与增碳剂的选用。增碳效果好与坏与增碳剂关系非常大。吸收率好的增碳剂与吸收率差的增碳剂增碳效果差距在10%以上。所以，增碳剂选择方面，也很重要。 （2）装料，熔炼过程中，因为不合理的装料方式会造成很多缺陷问题。如，熔炼时间延长，电能消耗加大，合金烧损过大，加大了生产成本。加热不合理，装料不合理，还会加剧坩埚的损坏。所以，加料工序，一定要按工艺要滶进行。 （3）铁水净化。在使用废钢进行铸造生产时，铁水中会裹入一些气体、杂质。所以，对铁水进行相应的净化十分必要。 以上是使用废钢的一些总结，文章仅供参考！
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