機床鑄件作為機床的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件,其質(zhì)量優(yōu)劣直接關(guān)乎機床的精度、穩(wěn)定性和使用壽命。在鑄造生產(chǎn)過程中,由于受到多種因素的交互影響,
機床鑄件容易出現(xiàn)各類缺陷。深入了解這些缺陷,對提升
機床鑄件質(zhì)量、保 障機床性能至關(guān)重要。
一、氣孔類缺陷
(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,或者澆注速度過快,金屬液迅速封閉了氣體逸出通道時,氣體會被困在鑄件內(nèi)部,形成大小不一、形狀規(guī)則的圓形或橢圓形氣孔。這些氣孔會削弱鑄件的力學(xué)性能,降低鑄件的氣密性,影響機床的整體強度和穩(wěn)定性,在承受較大載荷時,可能成為裂紋源,引發(fā)鑄件斷裂。
(二)析出性氣孔
析出性氣孔則是因為金屬液在凝固過程中,氣體溶解度下降而析出形成的。比如,熔煉過程中金屬液吸收了過多的氫氣,當(dāng)鑄件冷卻凝固時,氫氣無法及時排出,會在鑄件內(nèi)部形成大量彌散分布的微小氣孔。這類氣孔會降低鑄件的致密度,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程中體積收縮,當(dāng)沒有足夠的液體金屬進行補充時,會在鑄件內(nèi)部形成集中性的孔洞,形狀多為倒錐形,內(nèi)表面粗糙??s孔的存在會嚴(yán)重降低鑄件的力學(xué)性能,使其承載能力大幅下降,直接影響機床關(guān)鍵部件的強度,威脅機床在重載工況下的安全運行。
(二)縮松
縮松是鑄件在凝固后期,由于樹枝狀晶體間的液體金屬凝固收縮得不到補充,而形成的分散性小孔洞。它比縮孔更難以察覺,會降低鑄件的氣密性和力學(xué)性能均勻性,在機床長期運行過程中,可能因局部性能薄弱引發(fā)故障,影響機床的可靠性和穩(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)強度,在機床運轉(zhuǎn)時,承受交變應(yīng)力的部位若存在砂眼,容易引發(fā)疲勞裂紋,縮短機床使用壽命。
(二)夾砂
夾砂是在鑄件表面形成的一種類似魚尾狀的缺陷,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,進而影響機床整體的裝配質(zhì)量和運行精度。
四、裂紋
(一)熱裂紋
熱裂紋是鑄件在凝固后期高溫下形成的,此時鑄件強度較低,由于收縮應(yīng)力、熱應(yīng)力等作用超 過了金屬的強度極 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,使鑄件報廢,一旦在機床關(guān)鍵鑄件中出現(xiàn)熱裂紋,將直接導(dǎo)致機床無法正常使用。
(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程中產(chǎn)生的應(yīng)力,加上鑄件本身的淬硬傾向、氫含量過高等因素共同作用的結(jié)果。冷裂紋一般穿晶擴展,縫隙較窄,內(nèi)表面干凈。冷裂紋在機床運行過程中可能逐漸擴展,導(dǎo)致鑄件斷裂,嚴(yán)重威脅機床的安全運行和操作人員的人身安全。