我国机床铸件的发展概况及凝固方式

时间:2018-08-11 23:40 作者:东建铸造 点击: 次
2010年在我国   铸造博展会上可以看出近30年来我国机床铸件的进步。1)机床铸件的材质。20世纪80年代以前,我国机床铸件几乎都是灰铸铁,牌号为HT200,HT250,比国外低1-2个牌号。20世纪90年代后能生产HT300铸件,21世纪初开始生产HT350铸件。2009年对有   规模的11个机床铸造厂调研结果表明,能生产HT300铸件的占100%,能生产HT350铸件的占55%。近代高精度机床对机床铸件的材质刚度要求越来越高,我国近年来采用高强度、高弹性模量的球墨铸铁材质来生产机床铸件的也日益增多,表1为各类机床采用的球墨铸铁件。生产大型机床也可采用高刚度的碳钢材质,具有无需用模样、成本低、制造周期短、工序简便等优点。
机床铸件结构刚度的提高与薄壁化的趋势。为了提高机床抗变形的能力,不仅要增加材质的弹性模量,也在不断提高铸件的结构刚度,在受力的机床铸件上多采用双层壁或多层壁的结构。图3为德国机床上的多层壁立柱的剖面。为了减轻机床重量,机床铸件的薄壁化是必然趋势。
重型、超重型机床的发展与机床铸件的大型化。随着船舶、航空、石油、矿山、化工、冶金的发展对重型机床需求日益增加。
目前我国已成功地制造了工作台宽16.2m的重型数控龙门车铣复合机床,16m的数控立式车铣复合机床,锁杆直径为φ260mm的数控落地锁床及长60m,2个移动龙门架的超重型龙门铣,这类机床的立柱、横架、工作台、床身、机座的单体重量可达40~160t。
机床导轨形式的多样化。20世纪50年代以前,为了提高床身、工作台、立柱、横梁等导轨处的耐磨性。国内机床铸件广泛采用低合金的减磨铸铁。
当时除采用合金铸铁外,也有部分机床采用淬火导轨。随着机床精密化、大型化的发展,现在机床的导轨形式已向多样型发展,众多机床已采用镶钢导轨、直线导轨和液压导轨。据不   统计,目前我国的机床铸件产量已达220~300万t,还有继续增长的趋势。
机床床身铸件的热处理:钢铁是机械工业中应用较广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。
为使和机床铸件有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺是   的。
另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能。整体热处理是对铸铁平板,铸铁弯板或机床床身铸件进行整体加热,然后以适当的速度冷却,以改变铸铁平台,平板,铸铁弯板或机床床身铸件的整体力学性能的金属热处理工艺。机床铸件的凝固方式
1、逐层凝固方式,合金在凝固过程中其断面上固相和液相由一条界线清楚地分开,这种凝固方式称为逐层凝固。常见合金如灰铸铁、低碳钢、工业纯铜、工业纯铝、共晶铝硅合金及某些黄铜都属于逐层凝固的合金。
2、糊状凝固方式合金在凝固过程中先呈糊状而后凝固,这种凝固方式称为糊状凝固。球墨铸铁、高碳钢、锡青铜和某些黄铜等都是糊状凝固的合金。
3、中间凝固方式 大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间,称为中间凝固方式。中碳钢、高锰钢、白口铸铁等具有中间凝固方式。
机床铸件凝固方式的影响因素
1、合金凝固温度范围的影响 合金的液相线和固相交叉在一起,或间距很小,则金属趋于逐层凝固;如两条相线之间的距离很大,则趋于糊状凝固;如两条相线间距离较小,则趋于中间凝固方式。
2、机床铸件温度梯度的影响 增大温度梯度,可以使合金的凝固方式向逐层凝固转化;反之,机床铸件的凝固方式向糊状凝固转化。
机床铸件的热处理是机械制造中的重要工艺环节,与其它加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变铸铁平台和机床铸件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善铸铁平台和机床床身铸件的内在质量。
机床床身铸件产品作为一种大型铸件   要经过时效处理才能提高本身的使用性能,改善床身铸件的内在质量。机床床身铸件,床身立柱,机床工作台等铸件整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。机床床身铸件回火时应严格遵守回火工艺,筋板密集或易变形部位应加支撑筋,防止应回火温度导致变形和断裂。应有专人看管回火炉温度计,及时控制温度,防止温度过高或过低,这样会对回火工件有很大的影响。
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