對於鑄件的缺陷來說,造成氣孔缺陷的主要因素包括型砂的透氣性、濕抗壓強度和水分、坭芯和鑄型的排氣是否通暢等。砂眼缺陷產生的主要原因包括:鑄型或型芯及塗料強度不夠,混砂不均勻;型砂太濕或含氣體物質過多。因此,在選擇材料的化學成分的同時,一定要考慮到這些環節上的控製。
對於鑄件表麵和近表麵的缺陷來說,製殼工藝的操作不當、控製不嚴是產生這些缺陷的主要原因。因此,必須加強對製殼工序麵層和幹燥過程的控製,盡量減少麵層裂紋的產生。麵層幹燥濕度穩定在80%~90%範圍內,保持生產環境的溫度、濕度均勻。控製好塗料漿的粘度、SiO2含量、pH值等指標進行分析,確保塗料漿成分和性能的穩定。減少蠟在型殼內殘留的數量,多次反複脫蠟。
三、熔煉和澆注部分的關鍵技術
熔煉和澆注部分是鑄件製備的關鍵環節,許多環節的參數影響鑄造質量,如鐵水的化學成分、鐵水的澆注溫度等。目前機床鑄件大部分為灰鑄鐵,實踐證明,高碳當量、高強度是灰鑄鐵的發展方向,提高灰鑄鐵的冶金質量,需要在熔煉和澆注環節抓住關鍵節點,提高質量。
在熔煉環節,要注意把握碳當量的控製。高碳當量是灰鑄鐵在高強度下獲得低鑄造應力、良好的加工性和柱造性的必經途徑,目前,國內的機床鑄件碳當量比國外機床鑄件的碳當量對比要低,可適量提高。同時,較高的矽碳比能有效防止在薄壁出產生白口,有利於提高鑄件組織的均勻性、強度、硬度,並減少殘留應力,然而,當碳當量較高時,鑄鐵組織中出現鐵素體的機會明顯增大,這對提高鑄件的綜合性能極為不利,因此,矽碳比最好控製在0.6左右。鐵液中加入合金元素能夠增加並細化珠光體,強化鐵素體,細化石墨,細化共晶團,改善界麵敏感性。在高碳當量下需要加入某些穩定珠光體的合金元素以增強其強度和硬度,減少界麵敏感性。低合金化也是機床鑄件熔煉不可缺少的措施。在熔煉過程中,還有適當調整配料的配比,生鐵加入量一般低於10%,廢鋼配比適時提高,並控製鐵液溫度為1500~1550℃。
在澆注部分,鐵水中的化學成分對質量有很大影響。如碳是形成滲碳體的元素,含碳量增加則滲碳體數量增加,因而硬度增加。適當提高原鐵液碳當量,一方麵增加了凝固時的石墨化膨脹,另一方麵降低了爐前孕育量,避免造成過孕育而引起的共晶團數急劇增加,因此能夠降低縮鬆滲漏傾向;但碳當量過高容易造成孕育量不足,石墨粗大,降低鑄件力學性能。在澆注過程中,澆注係統中的泥砂、溶蝕的流鋼磚或脫氧產物,從模內鋼液中浮出來,被正在凝固的錠殼捕獲,而形成夾砂。由於精煉變質處理後除渣不幹淨,或是精煉變質後靜置時間不夠,澆注係統不合理,精煉後合金液攪動或被汙染等造成的,當保護渣熔化不良時,也會被上升的鋼液卷入表層而形成夾渣。為防止夾砂的形成,必須時常清掃澆注係統並改善保護渣配方。此外,如果澆道設置不準確,澆注時發生沸騰,而使型砂進入金屬液,造成鑄型緊實不均勻,合箱時鑄型或型芯被破損等。因此,澆注環節主要要注意模具的澆道要設置準確,排氣道和溢流要做得好,設置準確的金屬液體的化學成分,包括碳、矽、磷、鈦、稀土殘餘和鎂殘餘等,合金澆注溫度要適當提升,控製好澆注溫度,並控製好沙箱濕度。
四、後處理部分的關鍵技術
後處理工藝從冷卻、開箱、落沙、澆口分離、拋丸、毛整、除鏽,然後裝箱。後處理工藝主要對鑄件的定型和完成的一些細節進行有效的處理,從而控製鑄件的尺寸、應力、表麵粗糙度和形狀等。如果後處理工藝進行的不夠完全和仔細,則很容易造成整個工藝流程的前功盡棄,降低鑄件產品的合格率。這是作為質量管理最不願意看到的。然而,後處理工藝往往是整個質量控製環節最容易忽視的環節,需要在落砂、毛整和除鏽設置關鍵結點,進行質量把控。此外,在產品檢測方麵,務必要完善金相組織的檢驗,並設立對彈性模量、鑄造應力、鑄件變形的檢驗。
機床鑄件的質量與整個機械製造業關係極為密切,在一定程度上代表了一個國家的鑄造水平。提高機床鑄件質量是一整套的技術控製過程,必須把技術環節和質量管理有機地結合在一起,做到嚴格控製,沒有紕漏。