【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及鑄件鑄造領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種高精度成型磨床床身鑄件鑄造工藝。
技術(shù)介紹
1、磨床是一種高精度的加工設(shè)備，通常用于加工各種金屬零件的表面。床身作為磨床的基礎(chǔ)支撐部分，其主要功能是支撐各個零部件，確保整個磨床在工作過程中具有足夠的剛性和穩(wěn)定性。
2、磨床床身的材料選擇對于其性能至關(guān)重要。傳統(tǒng)上，灰口鑄鐵是最常用的材料，灰口鑄鐵的石墨組織具有良好的減震能力，有助于減少加工中的振動影響。鑄鐵材料容易進行切削和成型，適合各種復雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計。與鋼材相比，灰口鑄鐵的成本較低，且易于大規(guī)模鑄造。
3、常規(guī)磨床床身材質(zhì)采用ht300，鑄件導軌硬度要求180-200hb。床身鑄件加工成零件后導軌平面度0.006mm/1000mm，直線度0.006mm/1000mm;導軌全長10000mm范圍內(nèi)平面度不大于0.03mm。直線度不大于0.03mm。由于導軌處壁厚大于100mm，硬度不易滿足大于180hb，所以工藝采用石墨冷鐵進行激冷，使導軌處組織致密，硬度大于180hb。澆注系統(tǒng)設(shè)置為兩端進鐵水，鑄件變形量在8-10mm。
4、雖然ht300鑄鐵的強度、硬度和剛性適中，但對于要求更高剛性的工件無法滿足需求，但在較大負載或振動條件下，容易出現(xiàn)微小變形，進而影響加工精度和使用壽命。兩端進鐵水的設(shè)計容易導致溫度場不均，產(chǎn)生縮孔或縮松等缺陷，石墨冷鐵雖能促進冷卻，但均布設(shè)計可能引發(fā)局部應力集中和疲勞強度下降。同時，冷鐵的冷卻效率有限，無法完全抑制熱裂紋或粗晶問題，導致鑄件內(nèi)部應力較大，增加后續(xù)加工變形風險。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決上述問題，本申請?zhí)峁┮环N高精度成型磨床床身鑄件鑄造工藝。
2、本申請?zhí)峁┑囊环N高精度成型磨床床身鑄件鑄造工藝采用如下的技術(shù)方案：
3、一種高精度成型磨床床身鑄件鑄造工藝，包括以下步驟：
4、按質(zhì)量百分比計，將80-85%生鐵、5-10%鋼、10%球墨鑄鐵混合熔煉，再加入合金元素材料，得到鐵水，鐵水中按質(zhì)量百分比包括c:3.4-3.6%、si:2.20-2.60%、mn：0.4-0.6%，p：＜0.04%、s：＜0.02%、cu:0.6-0.8%、mo:0.3-0.4%；
5、根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)，通過型砂在砂箱內(nèi)制得對應鑄件尺寸的型腔，在砂箱中的型砂內(nèi)開設(shè)澆道，并通過鑄件結(jié)構(gòu)計算澆道尺寸，將鐵水通過澆道澆注至型腔內(nèi)，澆注溫度1350-1380℃；
6、待逐漸冷卻成型后，得到鑄件毛坯，對鑄件毛坯進行退火處理。
7、通過采用上述技術(shù)方案，本工藝采用了改進的材料配比，通過生鐵、鋼和球墨鑄鐵的混合熔煉，進一步加入合金元素來優(yōu)化鐵水的成分，使得鑄件剛性大大提升。鐵水中的碳含量（3.4-3.6%）確保了鑄件的硬度和抗磨性，避免了脆性相的形成；硅（2.20-2.60%）改善了鑄鐵的流動性和韌性，并提升了抗氧化能力；錳（0.4-0.6%）增強了硬度和耐磨性，同時抑制硫的有害影響。磷和硫的含量嚴格控制在0.04%和0.02%以下，以保持材料的韌性和可加工性。銅（0.6-0.8%）提升了抗腐蝕性和高溫硬度，鉬（0.3-0.4%）則增強了鑄件的高溫強度和耐磨性，確保其在高負載和振動條件下的穩(wěn)定性與耐久性。這些合金元素的配比使得鑄件具備了優(yōu)異的力學性能和長時間工作的可靠性。
8、可選的，所述澆道沿鑄件長度方向開設(shè)有多組，相鄰兩組所述澆道間間隔1.2-1.5m，每組所述澆道包括直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道，所述直澆道沿鑄件高度方向開設(shè)在型砂內(nèi)，所述橫澆道沿鑄件水平方向平行設(shè)置，所述內(nèi)澆道與鑄件底部垂直設(shè)置，所述直澆道一端開口位于砂箱上表面、另一端與橫澆道內(nèi)部連通，所述內(nèi)澆道一端與橫澆道連通、另一端與砂箱內(nèi)型腔連通。
9、可選的，所述直澆道的計算方法為阻流截面積：直澆道管徑=內(nèi)澆道直徑*1.4。
10、可選的，所述橫澆道的計算方法為：橫澆道管徑=內(nèi)澆道直徑*1.2。
11、可選的，所述內(nèi)澆道的計算方法為：內(nèi)澆道管徑=阻流截面積。
12、通過采用上述技術(shù)方案，現(xiàn)有技術(shù)中的兩端進鐵水設(shè)計容易導致溫度場不均，進而產(chǎn)生縮孔或縮松等缺陷，而本申請中的澆道設(shè)計采用沿鑄件長度方向開設(shè)多組澆道，配合直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道的合理布局，使得金屬液能夠均勻地填充型腔，避免了局部過熱或冷卻不足的情況，從而減少了縮孔和縮松問題。雖然石墨冷鐵在現(xiàn)有技術(shù)中有助于冷卻，但其均布設(shè)計可能導致局部應力集中，從而影響疲勞強度。本申請通過精確的澆道設(shè)計和阻流截面積匹配（直澆道管徑=內(nèi)澆道直徑1.4、橫澆道管徑=內(nèi)澆道直徑1.2等），使金屬液流動更加平穩(wěn)，降低了局部冷卻過快引發(fā)的應力集中現(xiàn)象，從而提高了鑄件的整體結(jié)構(gòu)強度和疲勞壽命?，F(xiàn)有技術(shù)中，冷鐵的冷卻效率有限，可能無法完全抑制熱裂紋或粗晶現(xiàn)象。本申請通過合理的澆道布局，優(yōu)化了金屬液的流動和冷卻路徑，減少了冷鐵對冷卻過程的依賴性，使鑄件冷卻過程更加均勻，避免了因冷卻不均導致的熱裂紋和粗晶問題，改善了鑄件的整體質(zhì)量。由于本申請中的澆道設(shè)計能夠有效控制溫度場的均勻分布，減少了鑄件在冷卻過程中形成的內(nèi)部應力，這顯著降低了后續(xù)加工中的變形風險，提升了鑄件的尺寸穩(wěn)定性和后續(xù)加工的精度。
13、可選的，所述退火處理的具體方法為：
14、將鑄件毛坯從室溫開始升溫2h至250℃，保溫1h，再以≤30℃/h的速度升溫至400℃并保溫1h，保溫結(jié)束后再以相同速度升溫至570-610℃并保溫5h，保溫結(jié)束后鑄件毛坯隨爐冷卻至＜200℃時出爐，完成第一次退火；
15、將第一次退火后的鑄件進行粗加工，粗加工后的鑄件在室溫下以≤50℃/h的速度升溫至200℃并保溫1-2h，再升溫至400℃，保溫1-2h，再升溫至570-610℃保溫5-7h，保溫結(jié)束后以≤30℃/h，降溫至500℃時保溫1h，降溫至410℃時保溫1h，再降至350℃時保溫1h，降至350℃保溫1h，降至230℃保溫1h，當溫度降至100攝氏度以下時出爐，完成第二次退火；
16、將第二次退火后的鑄件半精加工，半精加工后的鑄件在室溫下以≤30℃/h的速度升溫至240-260℃，保溫6h，保溫完成后隨爐冷卻至＜60℃時出爐，完成第三次退火。
17、通過采用上述技術(shù)方案，多次退火過程中，高溫長時間保溫（570-610℃），有助于使鑄件的晶粒尺寸均勻化，消除粗大的晶粒結(jié)構(gòu)，從而提高鑄件的韌性和抗沖擊性能。通過多次控溫退火，鑄件內(nèi)部的組織逐步細化，晶界得到強化，使得材料的抗拉強度和耐疲勞性得到明顯提高。逐漸升溫和緩慢冷卻的熱處理方法避免了溫度劇烈變化，減少了因熱應力集中產(chǎn)生的熱裂紋傾向，確保鑄件的表面和內(nèi)部缺陷得到有效控制。多次退火后，鑄件的殘余應力顯著減少，內(nèi)部組織更穩(wěn)定，這意味著在后續(xù)的機械加工過程中，鑄件不易發(fā)生變形，有助于提高加工精度和尺寸穩(wěn)定性。
18、可選的，所述型腔內(nèi)預留8-12mm反變形量。
19、通過采用上述技術(shù)方案，鑄件在冷卻過程本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種高精度成型磨床床身鑄件鑄造工藝，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度成型磨床床身鑄件鑄造工藝，其特征在于：所述澆道沿鑄件長度方向開設(shè)有多組，每組所述澆道包括直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道，所述直澆道沿鑄件高度方向開設(shè)在型砂內(nèi)，所述橫澆道沿鑄件水平方向平行設(shè)置，所述內(nèi)澆道與鑄件底部垂直設(shè)置，所述直澆道一端開口位于砂箱上表面、另一端與橫澆道內(nèi)部連通，所述內(nèi)澆道一端與橫澆道連通、另一端與砂箱內(nèi)型腔連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度成型磨床床身鑄件鑄造工藝，其特征在于：所述內(nèi)澆道的計算方法為：內(nèi)澆道管徑=阻流截面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度成型磨床床身鑄件鑄造工藝，其特征在于：所述直澆道的計算方法為阻流截面積：直澆道管徑=內(nèi)澆道直徑*1.4。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度成型磨床床身鑄件鑄造工藝，其特征在于：所述橫澆道的計算方法為：橫澆道管徑=內(nèi)澆道直徑*1.2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度成型磨床床身鑄件鑄造工藝，其特征在于：所述退火處理的具體方法為：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度成型磨床床身鑄件鑄造工藝，其特征在于：所述砂箱內(nèi)型砂采用復合樹脂型砂，所述復合樹脂型砂的制備方法為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高精度成型磨床床身鑄件鑄造工藝，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度成型磨床床身鑄件鑄造工藝，其特征在于：所述澆道沿鑄件長度方向開設(shè)有多組，每組所述澆道包括直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道，所述直澆道沿鑄件高度方向開設(shè)在型砂內(nèi)，所述橫澆道沿鑄件水平方向平行設(shè)置，所述內(nèi)澆道與鑄件底部垂直設(shè)置，所述直澆道一端開口位于砂箱上表面、另一端與橫澆道內(nèi)部連通，所述內(nèi)澆道一端與橫澆道連通、另一端與砂箱內(nèi)型腔連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度成型磨床床身鑄件鑄造工藝，其特征在于：所述內(nèi)澆道的計算方法為：內(nèi)澆道管徑=阻流截面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度成...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃建華，李晨濤，
申請(專利權(quán))人：四川簡陽海特有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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