隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，與機(jī)床需求緊密相關(guān)的領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)行有規(guī)模、有深度地調(diào)整和改造。在這樣的發(fā)展趨勢下，對機(jī)床鑄件性能有了更高的要求。毛坯生產(chǎn)廠家為了保證機(jī)床鑄件性能(如強(qiáng)度、硬度)，以降碳、硅含量以及在時效處理時加快冷卻速度的方法，導(dǎo)致在生產(chǎn)或時效處理過程中常出現(xiàn)鑄件變形和裂紋，甚至斷裂的現(xiàn)象。針對上述現(xiàn)象，泊頭市航星鑄物量具有限責(zé)任公司在實踐中總結(jié)出防止機(jī)床鑄件產(chǎn)生裂紋的幾點措施。

　　1.化學(xué)成分(航星鑄物)

　　(1)采用高碳低硅推薦機(jī)床鑄件的化學(xué)成分如表1所示。

　　(2)高碳當(dāng)量在選擇碳當(dāng)量時，盡量采用高碳當(dāng)量，對防止機(jī)床鑄件產(chǎn)生裂紋有好處。國內(nèi)外機(jī)床鑄件碳當(dāng)量對比如表2所示。

　　(3)高硅碳比把硅碳比控制在0.57~0.62，高碳、低硅時，機(jī)床鑄件不易產(chǎn)生裂紋。國內(nèi)外機(jī)床鑄件硅碳比對比如表3所示。

　　(4)控制錳硫比在生產(chǎn)灰鐵件時，應(yīng)該考慮錳硫比即Mn=1.71S+(0.2~0.3)。實際生產(chǎn)過程中把錳硫比例稍作提高，尤其對HT250、HT300等材質(zhì)。

　　(5)低合金化鐵液中加入合金元素能增加奧氏體枝晶數(shù)量，增加并細(xì)化珠光體，強(qiáng)化鐵素體，細(xì)化石墨及共晶團(tuán)，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，實際生產(chǎn)中很少用一種元素，都是組合使用如Cu與Cr、Cu與Sb、Cu與Sn等，在使用過程中應(yīng)全面考慮，才能真正起到合金化的作用。

　　2.配料(鑄鐵平板)

　　控制好爐料配比，減少機(jī)床鑄件裂紋傾向，也能夠保證鑄件的內(nèi)部質(zhì)量。尤其電爐熔化，應(yīng)該更加注意爐料配比。實際生產(chǎn)中配料為：生鐵+廢鋼+回爐料+增碳劑(按成熟配比加入)。

　　3.孕育處理(鑄鐵方箱)

　　孕育使能夠促進(jìn)石墨化，可以減少機(jī)床鑄件白口，改善斷面均勻性，控制石墨形態(tài)，減少其他石墨和鐵素體的形成，以獲得較好的片狀石墨等的特點。但是，孕育方法的選擇極為重要，采用不同的孕育方法，可獲得長短和薄厚不同石墨，它對機(jī)床鑄件性能起到?jīng)Q定性的作用。金相組織是機(jī)床鑄件是否產(chǎn)生裂紋最本質(zhì)的原因。目前，已改為下面的幾種孕育方法：瞬時孕育(專用漏斗)、澆口杯和浮硅孕育等，已經(jīng)取得了明顯的效果，圖1和圖2所示為使用孕育劑的種類和孕育量都是相同的，只是孕育方式不同所獲得的金相圖片。

　　4.時效處理

　　國內(nèi)鑄件時效處理有熱時效、振動時效、自然時效三種方式，其中以熱時效為主。在熱時效的過程中，常出現(xiàn)機(jī)床鑄件裂紋、變形等缺陷。主要是由于熱處理工藝不合理或人為操作原因造成的，曾有熱處理的過程中18t工作臺從中間斷裂的案例，最后分析主要是熱時效處理不當(dāng)造成的鑄件斷裂。為了防止鑄件在熱處理的過程中不出現(xiàn)裂紋、變形等缺陷，應(yīng)注意以下幾點。

　　(1)裝爐溫度裝爐溫度應(yīng)小于150℃。

　　(2)升溫不能過快升溫速度一般取30~100℃/h，復(fù)雜鑄件控制在20℃/h以下。

　　(3)保溫時間不足和溫度過高保溫時間不足則造成鑄造應(yīng)力消除差，過高則造成強(qiáng)度和硬度下降。保溫溫度一般為500~600℃，保溫時間一般為2~6h，保溫時間可以按壁厚來計算25mm/h。

　　鑄件時效處理的最高溫度可按下式選擇：

　　t=480+0.4σb

　　式中σb——直徑30mm標(biāo)準(zhǔn)試棒的抗拉強(qiáng)度(MPa)。

　　鑄件保溫時間和最高溫度應(yīng)綜合考慮鑄件的壁厚、大小、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等因素，并非壁厚100mm的鑄件保溫4h就是最好。

　　(4)降溫速度快降溫速度快，應(yīng)力消除效果差。隨爐冷卻速度應(yīng)控制在30℃以下，得出如表4所示的數(shù)據(jù)。

　　另外，延長機(jī)床鑄件在型內(nèi)的冷卻時間，對于防止機(jī)床鑄件裂紋非常有利。

　　5.采用熱處理工藝

　　我們在生產(chǎn)中采用的熱處理工藝如圖3所示。

　　結(jié)語

　　通過對機(jī)床鑄件的化學(xué)成分、爐料配比、孕育方法、時效處理的控制，已取得明顯的效果。目前，已經(jīng)生產(chǎn)了156件產(chǎn)品(820t)，沒有發(fā)現(xiàn)機(jī)床鑄件裂紋缺陷，為生產(chǎn)高強(qiáng)度和高硬度大型機(jī)床鑄件打下了堅實的基礎(chǔ)，解決了困擾多年的疑難問題。