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機床床身鑄件鑄造工藝及使用性能

時間:2019-07-12 16:39 作者:東建鑄造 點擊: 次
1鑄件各部位余量
機床床身導軌向下。機床各部位機加工余量:機床床身上部加工余量20mm,邊側15mm,導軌20mm,下部20mm。鑄件收縮率選取為1%。
2地坑造型工藝
考慮到車間現有起重條件,選用地坑造型。造型過程:①挖地坑,將鎖箱所用設備放置于較底層;②鋪上150mm的磨碎焦炭,每1~2m放置φ12mm的尼龍通氣繩,作為排氣通道,通往地坑上沿;③提前制作分段砂芯。將冷鐵、砂芯正確放置之后,便可造型。造型材料選用樹脂砂,砂子粒度20目。各部位吃砂量依次為:上部250mm,邊側300mm,底部300mm。
由于機床導軌對其表面硬度要求較高,同時導軌薄壁部位與其較大熱節部位的厚度相差巨大。因而,除對鑄件鐵液成分進行調整之外;為使導軌獲得較高的表面硬度,新增了厚度為40mm的外冷鐵。
機床床身的泡沫模樣質量約為120kg。按照鐵液密度為PES的430倍得到所需鐵液51t。
鐵液熔練
(1)熔練設備采用3臺冷風大間距沖天爐熔煉,其熔化量分別為:8t/h,10t/h,5t/h。鐵液出爐溫度為(1440士10)℃,熔煉時間約3h。
(2)爐料成分與配比焦炭:山西冶金焦,含硫量0.8%,塊度75一120mm,灰分12%一15%。生鐵:唐山鑄造生鐵;淄博鑄造生鐵。廢鋼:本廠生產邊角料。回爐料。
爐料配比為:生鐵40%,廢鋼30%,回爐料30%。其爐前孕育劑采用65%的Si-Fe合金。
鑄件外形尺寸與機加工余量均滿足圖紙要求,機床導軌部位未發現縮孔、砂眼等缺陷。同時鑄件也未發生明顯的變形。
鑄件基體組織主要為珠光體。其試樣的抗拉強度達330MPa。在機床導軌上取4個測試點,得到其表面硬度為(190±10)HBS,機加工性能較佳。
在機床床身的兩個邊側均形成了較為明顯的皺皮缺陷,其底腳發生了積渣積碳現象;但這對機床的正常使用并不產生影響。
采用底注式澆注系統有利于鐵液的平穩流動,受熱均勻,避免鑄件在箱內發生變形。地坑造型設置了排氣措施,效果良好。同時吃砂量選用合理,避免出現“崩箱”跑火現象。
大型鑄件的鑄造辦法常用的是砂型鑄造,其次是特種鑄造辦法,如:金屬型鑄造、熔模鑄造、石膏型鑄造等。而砂型鑄造又能夠分為粘土砂型、有機粘結劑砂型、樹脂自硬砂型、消失模等等。
大型鑄件優先選用砂型鑄造,首要原因是砂型鑄造較之其它鑄造辦法成本低、出產工藝簡略、出產周期短。當濕型不能滿足要求時再考慮運用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤,而粘土干型出產的鑄件可重達幾十噸。 鑄造辦法應和出產批量相適應,低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造辦法,因設備和模具的價格昂貴,所以只合適批量出產,大型鑄件能夠單件鑄造也可批量出產。
床身類鑄件產品作為一種大型鑄件必須要經過熱處理才能提高本身的使用性能,改善鑄鐵鑄件的內在質量。金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一,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,或改變工件表面的化學成分,賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量。
為使金屬工件具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,熱處理工藝往往是必不可少的。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。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。
整體熱處理是對工件整體加熱,然后以適當的速度冷卻,以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。
床身鑄件退火
熱處理的退火種類:常見的退火工藝有:再結晶退火,去應力退火,球化退火,完全退火等。退火的目的:主要是降低金屬材料的硬度,提高塑性,以利切削加工或壓力加工,減少殘余應力,提高組織和成分的均勻化,或為后道熱處理作好組織準備等。
完全退火和等溫退火
完全退火又稱重結晶退火,一般簡稱為退火,這種退火主要用于亞共析成分的各種碳鋼和合金鋼的鑄,鍛件及熱軋型材,有時也用于焊接結構。一般常作為一些不重工件的較終熱處理,或作為某些工件的預先熱處理。
球化退火
球化退火主要用于過共析的碳鋼及合金工具鋼(如制造刃具,量具,模具所用的鋼種)。其主要目的在于降低硬度,改善切削加工性,并為以后淬火作好準備。
去應力退火
去應力退火又稱低溫退火(或高溫回火),這種退火主要用來消除鑄件,鍛件,焊接件,熱軋件,冷拉件等的殘余應力。如果這些應力不予消除,將會引起鋼件在一定時間以后,或在隨后的切削加工過程中產生變形或裂紋。
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