熔煉和澆注部分是鑄件制備的關(guān)鍵環(huán)節(jié),許多環(huán)節(jié)的參數(shù)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(jī)床鑄件大部分為灰鑄鐵,實(shí)踐證明,高碳當(dāng)量、高強(qiáng)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(jié)抓住關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),提高質(zhì)量。
在熔煉環(huán)節(jié),要注意把握碳當(dāng)量的控制。高碳當(dāng)量是灰鑄鐵在高強(qiáng)度下獲得低鑄造應(yīng)力、良好的加工性和柱造性的必經(jīng)途徑,目前,國(guó)內(nèi)的機(jī)床鑄件碳當(dāng)量比國(guó)外機(jī)床鑄件的碳當(dāng)量對(duì)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(qiáng)度、硬度,并減少殘留應(yīng)力,然而,當(dāng)碳當(dāng)量較高時(shí),鑄鐵組織中出現(xiàn)鐵素體的機(jī)會(huì)明顯增大,這對(duì)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(xì)化珠光體,強(qiáng)化鐵素體,細(xì)化石墨,細(xì)化共晶團(tuán),改善界面敏感性。在高碳當(dāng)量下需要加人某些穩(wěn)定珠光體的合金元素以增強(qiáng)其強(qiáng)度和硬度,減少界面敏感性。低合金化也是機(jī)床鑄件熔煉不可缺少的措施。在熔煉過(guò)程中,還有適當(dāng)調(diào)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(duì)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(shù)量增加,因而硬度增加。適當(dāng)提高原鐵液碳當(dāng)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(tuán)數(shù)急劇增加,因此能夠降低縮松滲漏傾向;但碳當(dāng)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(tǒng)中的泥砂、溶蝕的流鋼磚或脫氧產(chǎn)物,從模內(nèi)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(tǒng)不合理,精煉后合金液攪動(dòng)或被污染等造成的,當(dāng)保護(hù)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(tǒng)并改善保護(hù)渣配方。此外,如果澆道設(shè)置不準(zhǔn)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(jié)主要要注意模具的澆道要設(shè)置準(zhǔn)確,排氣道和溢流要做得好,設(shè)置準(zhǔn)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(dāng)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(duì)鑄件的定型和完成的一些細(xì)節(jié)進(jìn)行有效的處理,從而控制鑄件的尺寸、應(yīng)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(xì),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(jié)較容易忽視的環(huán)節(jié),需要在落砂、毛整和除銹設(shè)置關(guān)鍵結(jié)點(diǎn),進(jìn)行質(zhì)量把控。此外,在產(chǎn)品檢測(cè)方面,務(wù)必要完善金相組織的檢驗(yàn),并設(shè)立對(duì)彈性模量、鑄造應(yīng)力、鑄件變形的檢驗(yàn)。
機(jī)床鑄件的質(zhì)量與整個(gè)機(jī)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(guó)家的鑄造水平。提高機(jī)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(jié)和質(zhì)量管理有機(jī)地結(jié)合在一起,做到嚴(yán)格控制,沒(méi)有紙漏。