大型数控机床铸件的研制.pdf

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1、大型铸锻件翩造技术专题。大型数控机床铸件的研制齐齐哈尔重型铸造有限责任公司(黑龙江161005)柴树繁近年来，随着国家政策的调整，机床产品发展非常快，研制了很多大型高精端数控机床，打破了国外长期对我国技术封锁的局面。我公司主要大型高精端数控机床有立式、卧式等几种产品。该类机床大型铸件主要有立柱、工作台、横梁、主轴箱体、尾座体等。这些铸件质量要求非常严格，必须满足高强度、高精度、耐磨等技术要求，同时对尺寸精度、内部清洁度、表面粗糙度及冶金质量要求也非常严格。一、大型立柱类铸件1．工艺研究立柱铸件的净重66t

2、，毛重78t，浇注总重88t，图1铸造工艺数值模拟轮廓尺寸10040mm×3315mm×1930mm，材质(2)冒口的设置导轨部分为18个~60mm×HT350。其腔内肋板厚30mm，导轨强度、硬度要1200mm卡脖冒口，立柱长度方向的两个端面是11求高。个070mm的卡脖冒口，立柱的大平面上为25mm×2．工艺设计50mm×800mm的出气冒口，以满足铸件的补缩和出气要求。立柱分为19层腔，结构为双层壁，为保证充型完整，工艺设计了从铸型的三个面进行浇注，为了3．造型保证铸件导轨疏松级别，导轨位于铸型侧面

3、。另我们采用了地坑组芯造型。整个铸型由140个外，由于此件为封砂结构，为确保形成各腔的砂芯砂芯组成，完成外型和内腔的构造(浇注系统的陶出气通畅，铸造工艺开设了出气孔。为保证此件的瓷管也都是被直接埋入砂芯子中)。每层砂芯之间浇注成功，对此件进行了铸造工艺数值模拟。建立的气道是畅通的，也是造芯过程中，直接将气道做三维模型，铸件、浇注系统、冒口、冷铁如图1所好，保证了浇注时产生气体的及时排出，使整个浇不。注过程平稳。(1)浇注系统将浇注系统分别设置在长度浇注完成后，为了防止铸件变形、开裂，毛坯方向的两个端面，以

4、及与导轨的对面平面处，其冷却时间为30天。中内浇道为~40mm陶瓷管57道，直浇道分别为2一4．化学成分控制妒120mm~N4妒120mm陶瓷管。浇注系统的截面wc一2．9％～3．0％、Ws．=1．3％～1．4％、WM一积比：∑直：YA横：∑Al～=1：1．4：1．5。浇注过程1．0％～1．1％、WP≤0．07％、Ws≤0．12％、Wc-_0．5％180s完成，三面浇注。～0．6％磊⋯挚115．数值模拟字温度计，下属重型铸造厂有一台20t中频感应电炉，一台20t保温炉，两台30t铁液包，4台20t铁液用数

5、值模拟软件(华铸)模拟结果表明，立柱凝固时，内腔各肋板先行凝固(厚30mm)，而导包，丽台10t铁液包等；中型铸造厂有两台9t冲天炉轨(270mm×120mm×8500mm)、铸件上箱、与(前炉15t)，两台15t铁液包等。连接梁把合部分(210mm×280mm×1830mm位于7．熔炼工艺的控制下箱)为最后凝固部分。工艺在导轨面及与连接梁(1)原材料生铁使用Z14或Z18；废钢采用把合部分铺放了石墨冷铁，促使铸件冷却，上箱最普通碳素钢；回炉铁采用含Cr量非常低的灰铸铁废后凝固部分，浇注时进行多次补浇，保

6、证铁液供件或浇冒口及粒度为5～20mm的75SiFe、锰铁、增给。图2、图3、图4是从立柱中间剖开后所观察到碳剂等。的凝固情况。(2)炉料配比生铁30％、废钢60％、回炉铁10％。(3)铁液熔炼的控制我公司生产的大型铸件，浇注重量在60～lOOt采用了电炉、冲天炉双联熔炼。由于重型铸造厂没有冲天炉，采用中型铸造厂9t~qh天炉熔炼铁液再运输到重型铸造厂进行提温和成分调整，具体操作方法如下。①重型铸造厂用20t中频感应电炉(以下简称感应电炉)熔炼铁液，当炉内温度达到1450~时，图2凝固开始测定铁液c、Si

7、、Mn、P、s等元素的含量。使各主要元素含量测试偏差控制在≤±0．05％范围内。当原铁液含c低时，用增碳剂增碳，其吸收率为80％～90％。②感应电炉熔炼铁液20t，调好成分后合入保温炉。③感应电炉再熔炼铁液20t，调好成分后合入铁液包。④然后从中型铸造厂9t冲天炉运输铁液15t合入图3凝固1181．5s时感应电炉，其余5t根据化验结果进行成分调整，此后铁液都这样进行调配。⑤在冲天炉熔炼铁液和运输过程中，感应电炉对倒包的铁液进行升温，每包铁液最好不要超过3．5h就要合回感应电炉进行升温，避免有铁液凝固在包内

8、。⑥高温精练。在熔炼过程中，每电炉铁液升温至1500℃以上，进行短时间精练，达到去气、去杂质的目的。图4凝固8002．3s时8，强化孕育通过数值模拟后，确定了整个工艺方案可行。(1)随流孕育在出铁时，随流加入粒度86．生产条件～10mm75SiFe孕育剂0-3％，加入时间为出铁时间配有一台德国进口光谱分析仪，46PY45型数的80％～90％。’12：l20年箬9期热处玛肇卑够学争⋯磊。j’热‘’加工——www．metu1wor