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提高机床铸件质量的关键技术

目前机床铸件大部分仍为灰铸铁,国内外实践证明,高碳当量、高强度是灰铸铁的发展方向,它是灰铸铁在高强度下获得低的铸造应力,良好的加工性、铸造性的重要途径,是这三方面达到综合平衡的重要措施。但是,在高碳当量下获得高强度不是一个简单的成分调整,而是要控制好熔炼与孕育环节,尤其是提高灰铸铁的冶金质量,它是生产高碳当量、高强度铸铁的基础。

1、熔炼环节

(1)碳当量的控制。国内外机床铸件碳当量对比,可以看出,国内机床铸件的碳当量比国外的低。

(2)硅碳比的控制。国内外硅碳比的对比,可以看出,国内机床铸件的硅碳比也比国外的低。建议好将硅碳比控制在0.55~0.62。

(3)合金化的控制。铁液中加入合金元素能增加奥氏体枝晶数量,增加并细化珠光体,强化铁素体,细化石墨,细化共晶团,改善截面敏感性。国外主要机床件加入合金已规范化,一般为w(Cu)0.4~0.6或w(Cr)0.2~0.4。国内20世纪80年代曾颁布过机床合金铸铁规范,但执行一段时间后,未再继续。目前各厂机床铸件合金化各异,未纳入规范,生产中对加入合金元素的作用认识也不足。在高碳当量下加入某些稳定珠光体的合金元素以增加其强度与硬度,减少截面敏感性。低合金化是高碳当量,高强度灰铸铁不可缺少的措施。常加的合金元素有Cu、Cr、Sb、Sn,并常用Cu与Cr、Cu与Sb、Cu与Sn进行组合,加入合金元素的质量分数推荐如下组合:0.4~0.6Cu与0.2~0.4Cr、0.4~0.6Cu与0.02~0.04Sb、0.4~0.6Cu与0.02~0.04Sn。

2、配料

在冲天炉熔炼条件下,国内外机床铸件废钢配比如,可以看出,国外废钢加入的比例要比国内高。在电炉熔炼条件下,国内废钢加入量少,生铁加入量多,石墨品质差。而国外生铁加入量一般低于10,同时采用高废钢、高渗碳工艺,石墨品质好。

高废钢配比+渗碳的工艺是高碳当量、高强度的重要措施。大量实践证明,在同样碳当量下,高废钢配比的铸铁其抗拉强度高,硬度低,品质系数高。