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我國機床鑄件的發展概況及凝固方式

時間:2018-08-11 23:40 作者:東建鑄造 點擊: 次
2010年在我國   鑄造博展會上可以看出近30年來我國機床鑄件的進步。1)機床鑄件的材質。20世紀80年代以前,我國機床鑄件幾乎都是灰鑄鐵,牌號為HT200,HT250,比國外低1-2個牌號。20世紀90年代后能生產HT300鑄件,21世紀初開始生產HT350鑄件。2009年對有   規模的11個機床鑄造廠調研結果表明,能生產HT300鑄件的占100%,能生產HT350鑄件的占55%。近代高精度機床對機床鑄件的材質剛度要求越來越高,我國近年來采用高強度、高彈性模量的球墨鑄鐵材質來生產機床鑄件的也日益增多,表1為各類機床采用的球墨鑄鐵件。生產大型機床也可采用高剛度的碳鋼材質,具有無需用模樣、成本低、制造周期短、工序簡便等優點。
機床鑄件結構剛度的提高與薄壁化的趨勢。為了提高機床抗變形的能力,不僅要增加材質的彈性模量,也在不斷提高鑄件的結構剛度,在受力的機床鑄件上多采用雙層壁或多層壁的結構。圖3為德國機床上的多層壁立柱的剖面。為了減輕機床重量,機床鑄件的薄壁化是必然趨勢。
重型、超重型機床的發展與機床鑄件的大型化。隨著船舶、航空、石油、礦山、化工、冶金的發展對重型機床需求日益增加。
目前我國已成功地制造了工作臺寬16.2m的重型數控龍門車銑復合機床,16m的數控立式車銑復合機床,鎖桿直徑為φ260mm的數控落地鎖床及長60m,2個移動龍門架的超重型龍門銑,這類機床的立柱、橫架、工作臺、床身、機座的單體重量可達40~160t。
機床導軌形式的多樣化。20世紀50年代以前,為了提高床身、工作臺、立柱、橫梁等導軌處的耐磨性。國內機床鑄件廣泛采用低合金的減磨鑄鐵。
當時除采用合金鑄鐵外,也有部分機床采用淬火導軌。隨著機床精密化、大型化的發展,現在機床的導軌形式已向多樣型發展,眾多機床已采用鑲鋼導軌、直線導軌和液壓導軌。據不   統計,目前我國的機床鑄件產量已達220~300萬t,還有繼續增長的趨勢。
機床床身鑄件的熱處理:鋼鐵是機械工業中應用較廣的材料,鋼鐵顯微組織復雜,可以通過熱處理予以控制,所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內容。
為使和機床鑄件有所需要的力學性能、物理性能和化學性能,除合理選用材料和各種成形工藝外,熱處理工藝是   的。
另外,鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學、物理和化學性能,以獲得不同的使用性能。整體熱處理是對鑄鐵平板,鑄鐵彎板或機床床身鑄件進行整體加熱,然后以適當的速度冷卻,以改變鑄鐵平臺,平板,鑄鐵彎板或機床床身鑄件的整體力學性能的金屬熱處理工藝。機床鑄件的凝固方式
1、逐層凝固方式,合金在凝固過程中其斷面上固相和液相由一條界線清楚地分開,這種凝固方式稱為逐層凝固。常見合金如灰鑄鐵、低碳鋼、工業純銅、工業純鋁、共晶鋁硅合金及某些黃銅都屬于逐層凝固的合金。
2、糊狀凝固方式合金在凝固過程中先呈糊狀而后凝固,這種凝固方式稱為糊狀凝固。球墨鑄鐵、高碳鋼、錫青銅和某些黃銅等都是糊狀凝固的合金。
3、中間凝固方式 大多數合金的凝固介于逐層凝固和糊狀凝固之間,稱為中間凝固方式。中碳鋼、高錳鋼、白口鑄鐵等具有中間凝固方式。
機床鑄件凝固方式的影響因素
1、合金凝固溫度范圍的影響 合金的液相線和固相交叉在一起,或間距很小,則金屬趨于逐層凝固;如兩條相線之間的距離很大,則趨于糊狀凝固;如兩條相線間距離較小,則趨于中間凝固方式。
2、機床鑄件溫度梯度的影響 增大溫度梯度,可以使合金的凝固方式向逐層凝固轉化;反之,機床鑄件的凝固方式向糊狀凝固轉化。
機床鑄件的熱處理是機械制造中的重要工藝環節,與其它加工工藝相比,熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分,而是通過改變工件內部的顯微組織,或改變鑄鐵平臺和機床鑄件表面的化學成分,賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善鑄鐵平臺和機床床身鑄件的內在質量。
機床床身鑄件產品作為一種大型鑄件   要經過時效處理才能提高本身的使用性能,改善床身鑄件的內在質量。機床床身鑄件,床身立柱,機床工作臺等鑄件整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。機床床身鑄件回火時應嚴格遵守回火工藝,筋板密集或易變形部位應加支撐筋,防止應回火溫度導致變形和斷裂。應有專人看管回火爐溫度計,及時控制溫度,防止溫度過高或過低,這樣會對回火工件有很大的影響。
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