機(jī)床鑄件作為機(jī)床的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件,其質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接關(guān)乎機(jī)床的精度、穩(wěn)定性和使用壽命。在鑄造生產(chǎn)過(guò)程中,由于受到多種因素的交互影響,
機(jī)床鑄件容易出現(xiàn)各類(lèi)缺陷。深入了解這些缺陷,對(duì)提升
機(jī)床鑄件質(zhì)量、保 障機(jī)床性能至關(guān)重要。
一、氣孔類(lèi)缺陷
(一)侵入性氣孔
侵入性氣孔是由于鑄型或型芯在澆注過(guò)程中產(chǎn)生的氣體侵入金屬液而形成的。當(dāng)型砂透氣性不足,或者澆注速度過(guò)快,金屬液迅速封閉了氣體逸出通道時(shí),氣體會(huì)被困在鑄件內(nèi)部,形成大小不一、形狀規(guī)則的圓形或橢圓形氣孔。這些氣孔會(huì)削弱鑄件的力學(xué)性能,降低鑄件的氣密性,影響機(jī)床的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性,在承受較大載荷時(shí),可能成為裂紋源,引發(fā)鑄件斷裂。
(二)析出性氣孔
析出性氣孔則是因?yàn)榻饘僖涸谀踢^(guò)程中,氣體溶解度下降而析出形成的。比如,熔煉過(guò)程中金屬液吸收了過(guò)多的氫氣,當(dāng)鑄件冷卻凝固時(shí),氫氣無(wú)法及時(shí)排出,會(huì)在鑄件內(nèi)部形成大量彌散分布的微小氣孔。這類(lèi)氣孔會(huì)降低鑄件的致密度,影響鑄件的表面質(zhì)量和切削加工性能,導(dǎo)致加工后的表面出現(xiàn)針孔狀缺陷,影響機(jī)床外觀和精度保持性。
二、縮孔與縮松
(一)縮孔
縮孔通常出現(xiàn)在鑄件凝固的部位,如厚壁處或熱節(jié)中心。由于金屬液在凝固過(guò)程中體積收縮,當(dāng)沒(méi)有足夠的液體金屬進(jìn)行補(bǔ)充時(shí),會(huì)在鑄件內(nèi)部形成集中性的孔洞,形狀多為倒錐形,內(nèi)表面粗糙。縮孔的存在會(huì)嚴(yán)重降低鑄件的力學(xué)性能,使其承載能力大幅下降,直接影響機(jī)床關(guān)鍵部件的強(qiáng)度,威脅機(jī)床在重載工況下的安全運(yùn)行。
(二)縮松
縮松是鑄件在凝固后期,由于樹(shù)枝狀晶體間的液體金屬凝固收縮得不到補(bǔ)充,而形成的分散性小孔洞。它比縮孔更難以察覺(jué),會(huì)降低鑄件的氣密性和力學(xué)性能均勻性,在機(jī)床長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中,可能因局部性能薄弱引發(fā)故障,影響機(jī)床的可靠性和穩(wěn)定性。
三、砂眼與夾砂
(一)砂眼
砂眼是型砂或芯砂在澆注過(guò)程中卷入金屬液,或者鑄件表面型砂脫落,在鑄件內(nèi)部或表面形成的孔洞,孔洞內(nèi)填充著型砂。砂眼的存在破壞了鑄件的連續(xù)性,削弱了鑄件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,在機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),承受交變應(yīng)力的部位若存在砂眼,容易引發(fā)疲勞裂紋,縮短機(jī)床使用壽命。
(二)夾砂
夾砂是在鑄件表面形成的一種類(lèi)似魚(yú)尾狀的缺陷,是由于型砂受熱膨脹、起皮,然后被金屬液卷入而產(chǎn)生的。它不僅影響鑄件外觀,還會(huì)使鑄件表面質(zhì)量惡化,降低鑄件與其他部件的裝配精度,進(jìn)而影響機(jī)床整體的裝配質(zhì)量和運(yùn)行精度。
四、裂紋
(一)熱裂紋
熱裂紋是鑄件在凝固后期高溫下形成的,此時(shí)鑄件強(qiáng)度較低,由于收縮應(yīng)力、熱應(yīng)力等作用超 過(guò)了金屬的強(qiáng)度極 限而產(chǎn)生裂紋。熱裂紋具有沿晶界分布、形狀曲折、縫隙寬且內(nèi)表面被氧化呈暗色等特征。熱裂紋嚴(yán)重破壞鑄件的完整性,使鑄件報(bào)廢,一旦在機(jī)床關(guān)鍵鑄件中出現(xiàn)熱裂紋,將直接導(dǎo)致機(jī)床無(wú)法正常使用。
(二)冷裂紋
冷裂紋是鑄件在低溫下形成的,通常是由于鑄件在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力,加上鑄件本身的淬硬傾向、氫含量過(guò)高等因素共同作用的結(jié)果。冷裂紋一般穿晶擴(kuò)展,縫隙較窄,內(nèi)表面干凈。冷裂紋在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中可能逐漸擴(kuò)展,導(dǎo)致鑄件斷裂,嚴(yán)重威脅機(jī)床的安全運(yùn)行和操作人員的人身安全。