床身鑄件熱處理和時效處理及缺陷修復分析
床身鑄件為什么需要時效處理：床身鑄件有所需要的力學性能、物理性能和化學性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝是必不可少的。鋼鐵是機械工業(yè)中應用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學、物理和化學性能，以獲得不同的使用性能。整體熱處理是對鑄鐵平臺或床身鑄件進行整體加熱，然后以適當?shù)乃俣壤鋮s，以改變鑄鐵平臺或床身鑄件的整體力學性能的金屬熱處理工藝。
床身鑄件整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。床身鑄件回火時應嚴格遵守回火工藝，筋板密集或易變形部位應加支撐筋，防止應回火溫度導致變形和斷裂。應有專人看管回火爐溫度計，及時控制溫度，防止溫度過高或過低，這樣會對回火工件有很大的影響。機床床身鑄件產(chǎn)品作為一種大型鑄件必須要經(jīng)過時效處理才能提高本身的使用性能，改善床身鑄件的內(nèi)在質(zhì)量。金屬熱處理是機械制造中的重要工藝環(huán)節(jié)，與其它加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變鑄鐵平臺和床身鑄件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善鑄鐵平板和床身鑄件的內(nèi)在質(zhì)量。
加工床身鑄件精度操作方法：合理地選用設備。粗加工主要是切掉大部分加工余量，并不要求有較高的加工精度，所以粗加工應在功率較大、精度不太高的機床上進行，精加工工序則要求用較高精度的機床加工。機床鑄件粗、精加工分別在不同的機床上加工，既能充分發(fā)揮設備能力，又能延長精密機床的使用壽命。為了保證機床床身的加工精度，粗、精加工最好分開進行。因為粗加工時，切削量大，工件所受切削力、夾緊力大，發(fā)熱量多，以及加工表面有較顯著的加工硬化現(xiàn)象，工件內(nèi)部存在著較大的內(nèi)應力，如果粗、粗加工連續(xù)進行，則精加工后的零件精度會因為應力的重新分布而很快喪失。對于機床床身鑄件加工精度要求高的零件，在粗加工之后和精加工之前，還應安排低溫退火或時效處理工序來消除內(nèi)應力。加工床身鑄件精度和誤差的評定標準：機床鑄件加工后的實際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)相符合的程度。符合程度越高則加工的零件機床鑄件精度就越高。
床身鑄件加工后的實際幾何參數(shù)對理想幾何參數(shù)的偏離程度稱為加工誤差。加工誤差的大小表示了加工精度的高低，加工誤差是加工精度的度量。“加工精度”和“加工誤差”是評定零件幾何參數(shù)準確程度的兩種不同概念。生產(chǎn)實際中用控制加工誤差的方法或現(xiàn)代主動適應加工方法來保證加工精度。床身鑄件材質(zhì)材料選擇：造型方法應適合工廠條件。例如同樣是生產(chǎn)大型機床床身等鑄件，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、生產(chǎn)習慣、所積累的經(jīng)驗各不一樣，應該根據(jù)這些條件考慮適合做什么產(chǎn)品和不適合做什么產(chǎn)品。要兼顧鑄件的精度要求和成本。鑄鐵床身鑄件優(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。當濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。
床身鑄件缺陷修復：通過對幾種傳統(tǒng)焊補工藝在機床鑄件缺陷處的修補結果，分析機床鑄件修復結果不佳的原因。通過對鑄造缺陷修補機在機床鑄件的修復結果的研究，確定一種確實可行的在機床鑄件上修復的新技術及其工藝。利用鑄造缺陷修補機對鑄造件的缺陷進行修復，鑄件在修復過程中，不升溫、不變形、無裂紋產(chǎn)生、焊補點金屬致密，不產(chǎn)生硬點、無退火現(xiàn)象，可以進行任何機械加工。補材的選擇不受材質(zhì)的制約，通過不同材質(zhì)補材的選擇，可以達到焊補點性能、顏色與母體上的統(tǒng)一。補材與母體為冶金結合，結合強度高，不會產(chǎn)生脫落焊補質(zhì)量符合機床鑄件產(chǎn)品的質(zhì)檢標準，是值得廣泛推廣的一種新技術。
床身鑄件主要是用于機床的平板制造，簡單接受一下鑄造工藝。為充分利用低壓鑄造時液體金屬在壓力作用下自下而上地補縮鑄件，在進行工藝設計時，應考慮使用。低壓鑄造是使液體金屬在壓力作用下完成充填型腔及凝固過程二獲得鑄件的一種鑄造方法。由于所用的壓力較低，所以叫做低壓鑄造。床身鑄件在密封的坩堝中，通入干燥的壓縮空氣，金屬液在氣體壓力的作用下，沿升液管進入直澆道3上升，通過內(nèi)澆道2平穩(wěn)地進入型腔1，并保持坩堝內(nèi)液面上的氣體壓力，一直到鑄件完全凝固為止。然后解除液面上的氣體壓力，使升液管中未凝固的金屬液流回坩堝，再開型并取出鑄件。低壓鑄造過程的基本特點：充填速度、壓力可適當調(diào)整。低壓鑄造所用的鑄型，有金屬型和非金屬型兩類。金屬型多用于大批、大量生產(chǎn)的有色金屬鑄件，非金屬鑄型多用于單件小批量生產(chǎn)，如砂型，石墨型，陶瓷型和熔模型殼等都可用于低壓鑄造，而生產(chǎn)中采用較多的還是砂型。但低壓鑄造用砂型的造型材料的透氣性和強度應比重力澆注時高，型腔中的氣體，全靠排氣道和砂粒孔隙排出。鑄件遠離澆口的部位先凝固，讓澆口最后凝固，使鑄件在凝固過程中通過澆口得到補縮，實現(xiàn)順序凝固。
床身鑄件的材質(zhì)選用優(yōu)質(zhì)的灰口鑄鐵，機床床身鑄件使用優(yōu)質(zhì)HT250鑄鐵，鑄鐵的抗拉強度達25000PSI。在鑄造時，鑄鐵中加了硅、鋁、鎂、銅等合金元素，增強機床床身的強度。采用先進的樹脂砂、消失模鑄造工藝技術成型機床床身鑄件，使機床床身達到高抗震性及高剛性。機床床身吸震能力比普通鑄鐵床身提高10倍，提高了機床的穩(wěn)定性。機床床身鑄件采用最優(yōu)化設計方法、設計分布在機床內(nèi)部的各類加強筋及床身、立柱、工作臺等各大部件的尺寸，使機床床身鑄件盡可能低的重量承載最大的載荷，機床床身為三角形受力設計，立柱為A形結構，徹底排除機床在加工過程中立柱產(chǎn)生的偏移擺動，使機床工作臺的承載量大大提高。檢驗平臺全部按照國家相關標準及行業(yè)標準生產(chǎn)制造（非標產(chǎn)品依照圖紙生產(chǎn)），得到用戶的依賴。
床身鑄件采用樹脂砂實型鑄造工藝，樹脂砂型硬度高，澆注初期砂型強度高有利于鑄鐵凝固過程中石墨化膨脹，有效地消除縮孔、縮松等缺陷；實現(xiàn)灰鑄鐵，球墨鑄鐵件的少冒口、無冒口鑄造；實型鑄造生產(chǎn)中采用聚苯乙烯泡塑模樣應用呋哺樹脂自硬砂造型。當金屬液澆入鑄型時，泡沫塑料模樣在高溫金屬液作用下迅速氣化，燃燒而消失，金屬液取代了原來泡沫塑料所占據(jù)的位置，冷卻凝固成與模樣形狀相同的實型鑄件。不但省去了昂貴的木型費用，而且便于操作，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，具有尺寸精度高，加工余量小，表面質(zhì)量好等優(yōu)勢。要提高機床鑄件床身導軌硬度可通過采取提高出爐溫度、細化晶粒、合金化處理以及鑄造工藝改進等措施，成功生產(chǎn)出各項力學性能j均符合設計要求的機床床身鑄件，其導軌硬度值不僅達到180-230HB，而且加工前后以及薄厚斷面的硬度值也相差很小。
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