先進(jìn)鑄造技術(shù)與工藝是大型鑄件生產(chǎn)中節(jié)能節(jié)材的基礎(chǔ)保證，并有很大潛力。結(jié)合我公司大型鑄件生產(chǎn)，主要談一些大型鑄件的鑄造工藝技術(shù)要點(diǎn)和應(yīng)用。
我公司主要生產(chǎn)的
大型鑄件主要為機(jī)床產(chǎn)品，如大型立車的105t工作臺(tái)、78t立柱，79t橫梁，大型臥車的87t尾座體、95t主軸箱體、9.5m床身等。
實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)每個(gè)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)編制相應(yīng)的工藝。大型鑄件主要有細(xì)長形(如橫梁、床身)、圓形(如工作臺(tái))和高大型(如尾座體、主軸箱體)，如細(xì)長形的橫梁和床身，為了防止鑄件變形，模樣設(shè)計(jì)出預(yù)變形撓度，即鑄件的反變形量，這種鑄件的中間型腔砂芯通用性較好，可以減少芯盒的數(shù)量；圓形鑄件的中心孔較大時(shí)，可將中心孔圓形砂型分成1/2或1/4，從而減小芯盒的尺寸。至于外圍的扇形型芯，通用性也很高。
對于大型鑄件，除了輪廓尺寸大，壁厚也較大，因此所采取的工藝措施顯得非常重要。
1)冷鐵分為內(nèi)冷鐵和外冷鐵，對于尾座體、主軸箱體、工作臺(tái)的厚大部位，在其內(nèi)部我們設(shè)計(jì)了焊接內(nèi)冷鐵架(材質(zhì)為鋼筋)，外部放置石墨冷鐵。
2)保溫冒口針對鑄件上箱的厚大部分，放置不同規(guī)格的保溫冒口，可以起到較好的補(bǔ)縮效果，且減少金屬液用量。
3)對于高大型鑄件，我們設(shè)計(jì)兩套澆注系統(tǒng)，上面為一套(距上箱約1/3總高)，中下區(qū)域?yàn)橐惶?，鐵液先充入中下區(qū)域的澆注系統(tǒng)，上面澆注系統(tǒng)后進(jìn)，同時(shí)，上面的鐵液溫度比先澆的要高一些，這樣的澆注系統(tǒng)對鑄件有很好的補(bǔ)縮效果。
4)鑄造工藝模擬對大型鑄件的各種預(yù)設(shè)工藝方案進(jìn)行模擬，可以避免大型鑄件不能先試驗(yàn)在生產(chǎn)中帶來的風(fēng)險(xiǎn)，可以提高大型鑄件的成功率，我廠的105t工作臺(tái)、78t立柱、87t尾座體、95t主軸箱體都曾進(jìn)行工藝模擬，起到了為質(zhì)量保駕護(hù)航的作用。
質(zhì)量的提高是較好的節(jié)能節(jié)材。鑄件生產(chǎn)工序多、影響因素多，質(zhì)量控制難度大，特別是大型鑄件，每一個(gè)細(xì)節(jié)都需處理好。尤其是鐵液的質(zhì)量對于鑄件生產(chǎn)的成敗很關(guān)鍵，除了滿足材質(zhì)的牌號(hào)要求外，鐵液的溫度、性能等都對鑄件有影響。裂紋是大型鑄件的一個(gè)敏感問題。我公司的鑄件如方形工作臺(tái)和立柱、刀板等均出現(xiàn)過裂紋，分析原因除了是零件結(jié)構(gòu)本身壁厚差大之外，由鐵液材質(zhì)的性能所導(dǎo)致的裂紋產(chǎn)生占較大比例。另外，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇合適的原材料和配比，對于大型鑄件的澆注成功也至關(guān)重要。
鑄造作為一種傳統(tǒng)金屬成形行業(yè)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，也在逐漸融合其他行業(yè)的材料和技術(shù)，本身也在蛻變和成長。未來原材料包括生鐵、廢鋼和回爐的成分、性能，以及熔煉過程中發(fā)生一系列反應(yīng)而形成鐵液，又經(jīng)過充型、降溫、凝固、冷卻等各個(gè)環(huán)節(jié)，會(huì)更清晰地被業(yè)界所了解。在模樣制造方面，樹脂、鋼材等材料也將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的木材，根據(jù)需要可以在鑄件內(nèi)鑲各種鋼管，鑄件結(jié)構(gòu)也會(huì)更合理，這些都是大型鑄件的未來發(fā)展趨勢和方向，同時(shí)為鑄造節(jié)能節(jié)材帶來重要影響。
機(jī)床床身鑄造方法常用的是砂型鑄造，其次是特種鑄造方法，如：金屬型鑄造、熔模鑄造、石膏型鑄造；而砂型鑄造又可以分為粘土砂型、有機(jī)粘結(jié)劑砂型、樹脂自硬砂型、消失模等等。
鑄造方法選擇的原則：
1、優(yōu)先采用砂型鑄造，主要原因是砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)周期短；當(dāng)濕型不能滿足要求時(shí)再考慮使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型；粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤，而粘土干型生產(chǎn)的鑄件可重達(dá)幾十噸。
2、鑄造方法應(yīng)和生產(chǎn)批量相適應(yīng)，低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法，因設(shè)備和模具的價(jià)格昂貴，所以只適合批量生產(chǎn)。
3、造型方法應(yīng)適合工廠條件，例如同樣是生產(chǎn)大型機(jī)床床身等鑄件，一般采用組芯造型法，不制作模樣和砂箱，在地坑中組芯；而另外的工廠則采用砂箱造型法，制作模樣；不同的企業(yè)生產(chǎn)條件（包括設(shè)備、場地、員工素質(zhì)等）、生產(chǎn)習(xí)慣、所積累的經(jīng)驗(yàn)各不一樣，應(yīng)該根據(jù)這些條件考慮適合做什么產(chǎn)品和不適合（或不能）做什么產(chǎn)品。
4、要兼顧鑄件的精度要求和成本，機(jī)床鑄件的質(zhì)量主要包括外觀質(zhì)量、內(nèi)在質(zhì)量和使用質(zhì)量。
機(jī)床鑄件的外觀質(zhì)量指集機(jī)床鑄件表面粗糙度、表面缺陷、尺寸偏差、形狀偏差、重量偏差；機(jī)床鑄件的內(nèi)在質(zhì)量主要指機(jī)床鑄件的化學(xué)成分、物理性能、機(jī)械性能、金相組織以及存在于機(jī)床鑄件內(nèi)部的孔洞、裂紋、夾雜、偏析等情況；機(jī)床鑄件的使用質(zhì)量指機(jī)床鑄件在不同條件下的工作耐久能力，包括耐磨、耐腐蝕、耐激冷激熱、疲勞、吸震等性能以及被切削性、可焊性等工藝性能；機(jī)床鑄件質(zhì)量對機(jī)械產(chǎn)品的性能有很大影響；例如，機(jī)床鑄件的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性，直接影響機(jī)床的精度保持壽命。
