重型車床鎖緊塊鑄造工藝改進(jìn)

劉智峰

天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司 甘肅天水 741024

1 序言

目前，我公司生產(chǎn)的重型車床鎖緊塊出品率低，成本較高，現(xiàn)場(chǎng)操作工藝復(fù)雜，并且有縮孔、縮松缺陷，基于這種情況，需進(jìn)行工藝改進(jìn)。

鎖緊塊屬于厚壁鑄件，壁厚2 6 0 m m，材 質(zhì)H T 2 5 0 ， 毛 坯 重4 4 0 k g ， 輪 廓 尺 寸φ260mm×1100mm。鑄件不得有縮松、縮孔、夾雜及氣孔等鑄造缺陷。

2 原工藝存在的問(wèn)題

2.1 造型操作工藝

原工藝（見(jiàn)圖1），從一端分型，鑄件全放在下箱，為保證重力補(bǔ)縮優(yōu)勢(shì)，需要較大的重力壓頭，因此上箱高度不能低于300mm。造型合箱后砂箱高度1700mm以上，使用兩箱造型時(shí)，涂料涂刷不便，且涂刷后燃燒不充分，產(chǎn)生表面粘砂而影響鑄件質(zhì)量。若采用三箱造型，則現(xiàn)場(chǎng)操作工藝復(fù)雜，砂鐵比較高，型砂使用多，造型成本增加。

圖1 原鑄造工藝

2.2 凝固方式

原工藝根據(jù)順序凝固原理，采用自下而上順序凝固，鑄件靠重力補(bǔ)縮，由于灰鑄鐵結(jié)晶溫度范圍較寬，再加之上砂型和出氣孔的冷卻，鑄件上部一段外殼結(jié)殼較快，不能滿足自下而上順序凝固的要求，在鑄件頂面向下150～200mm易出現(xiàn)縮松或縮孔缺陷，嚴(yán)重時(shí)可使鑄件報(bào)廢，灰鑄鐵由其自身特性決定，不易實(shí)現(xiàn)順序凝固[1]。

2.3 澆注系統(tǒng)和冒口

從鑄件質(zhì)量出發(fā)，總結(jié)原工藝生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在頂端加高200mm做為聯(lián)體補(bǔ)縮冒口，使鑄造缺陷上移，使其在加工過(guò)程中被去除，這樣基本滿足鑄件質(zhì)量要求。原來(lái)采用澆注系統(tǒng)補(bǔ)縮，為方便補(bǔ)縮，內(nèi)澆道截面使用高梯形，但內(nèi)澆道在液態(tài)凝固后期不能及時(shí)封閉，不能更好地應(yīng)用石墨化膨脹對(duì)后續(xù)凝固收縮進(jìn)行補(bǔ)縮，因此鑄件在凝固晚的部位易出現(xiàn)縮松、縮孔缺陷。使用這種鑄件生產(chǎn)工藝，不但鑄件出品率較低，而且切除聯(lián)體補(bǔ)縮冒口時(shí)增加了加工成本，鑄件質(zhì)量也不能穩(wěn)定地滿足要求。

3 工藝改進(jìn)措施

3.1 造型操作工藝改進(jìn)

如圖2所示，改變?cè)瓉?lái)的分型面，從φ260mm中心分型，上下對(duì)稱，大大降低了造型砂箱高度，兩箱造型綽綽有余，合箱后高度為500～600mm，涂料涂刷也很方便，簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)操作工藝，降低了砂鐵比，節(jié)約了造型成本。

圖2 改進(jìn)后鑄造工藝

3.2 凝固方式改進(jìn)

根據(jù)灰鑄鐵的結(jié)晶范圍較寬和凝固過(guò)程的石墨化膨脹兩大特性，改變?cè)瓉?lái)的順序凝固方式，應(yīng)用內(nèi)澆道、出氣孔、冷筋板（見(jiàn)圖2）調(diào)節(jié)熱量分布狀態(tài)，使其熱量平衡，達(dá)到同時(shí)凝固[1]。

3.3 澆注系統(tǒng)和冒口改進(jìn)

（1）澆注系統(tǒng)改進(jìn) 一箱四件，鐵液從一端進(jìn)入，過(guò)內(nèi)澆道放置小暗冒口，中間兩件用一道內(nèi)澆道，尺寸為（寬×高）80mm×15mm，兩端兩件使用兩道內(nèi)澆道，尺寸為（寬×高）40mm×15mm，每件熱量分布比較均勻，內(nèi)澆道截面采用扁平形，便于液態(tài)收縮后期及時(shí)封閉，最大化應(yīng)用石墨化膨脹特性。

（2）冒口改進(jìn) 由鑄件模數(shù)＝鑄件體積/鑄件表面積，計(jì)算得出此鑄件模數(shù)為5.8cm。匯總一段時(shí)間內(nèi)熔煉HT250化學(xué)成分分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 HT250化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （%）

由表1化學(xué)成分可得出，HT250碳當(dāng)量為4.16%～4.23%，且每批次都進(jìn)行孕育處理。另外，在鑄件頂部中間放置一條400mm×30mm×(80～100)mm冷筋板，并在冷筋板中間設(shè)一個(gè)φ30mm的出氣孔，同時(shí)在尾端1/4處放置φ30mm出氣孔一個(gè)（見(jiàn)圖2），使用冷筋板和出氣孔調(diào)節(jié)溫度分布，均衡中間部位熱量，達(dá)到均衡凝固，再加上內(nèi)澆道的及時(shí)封閉，最大化地使用石墨化膨脹。根據(jù)以上條件，此鑄件可進(jìn)行無(wú)冒口鑄造[2]。鑄造省去了頂端聯(lián)體補(bǔ)縮冒口，既克服了鑄件縮松、縮孔缺陷，又提高了出品率，降低了加工生產(chǎn)成本。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)工藝措施改進(jìn)，鑄件達(dá)到無(wú)冒口鑄造，該產(chǎn)品及同類產(chǎn)品質(zhì)量滿足了要求，出品率提高。與改進(jìn)前相比，不但保證了鑄件質(zhì)量，而且節(jié)約了生產(chǎn)成本，降低了工人的操作難度和勞動(dòng)強(qiáng)度，工藝也得到有效簡(jiǎn)化。