數控機床床身鑄件缺陷分析
1 數控機床床身鑄件多肉類缺陷
數控機床鑄件多肉類缺陷主要有飛翅(飛邊,披峰),毛刺,抬型(抬箱)等.
數控機床床身鑄件飛翅與毛刺區別:飛翅主要產生的分型面等活動塊結合處,通常垂直于數控機床床身鑄件表面.又稱飛邊或披峰.毛刺指數控機床鑄件表面形狀不規則刺狀突起.常出現在型,芯開裂處.
數控機床床身鑄件飛翅與毛刺的形成原因:飛翅形成主要是壓射前機器的鎖模力調整不佳導致分型面等活動塊的配合不嚴;模具及滑塊損壞,閉鎖組件失效.數控機床床身鑄件毛刺形成主要是緊實度不均勻,澆注溫度過高等致使數控床身鑄件開裂產生.
數控機床床身鑄件飛翅與毛刺的防止方法:飛翅是檢查合模力或增壓情況,調整壓射增壓機構,使壓射增壓峰值降低;檢查模具滑塊損壞程度并修整.毛刺的防止方法是澆注溫度不宜過高,加大起模斜度等.
數控機床床身鑄件飛翅與毛刺的補救措施:輕微的用滾筒或噴丸清理,較厚的用鏟,磨,沖切等方法去除.
抬型與飛翅區別:抬型是機床鑄件在分型面部位高度,并伴有厚大飛翅;單純飛翅厚度較薄,機床鑄件分型面部位高度不增加.
2 數控床身鑄件孔洞類缺陷
數控機床床身鑄件孔洞類缺陷主要有:氣孔,針孔,縮孔,縮松和疏松.
針孔屬于氣孔的一種.氣孔主要是指出現在數控機床鑄件內部或表層,截面呈圓形,橢圓形,腰圓形,梨形或針頭狀,孤立存在或成群分布的孔洞.
床身鑄件氣孔形成原因:爐料潮濕,銹蝕,油污,氣候潮濕;澆注系統不合理;壓室充滿度不夠;排氣不暢;模具型腔位置太深;涂料成分不當或過多;金屬液除渣不良等.
數控機床床身鑄件氣孔的防止方法:坩鍋等要充分預熱和烘干;直澆道的噴嘴截面積應盡可能比內澆口截面積大;提高壓室充滿度;深腔處開設排氣塞;重熔料的加入比例要適當;加強除渣,除氣;充型速度不宜過高,澆注位置與澆注系統的設置應保證金屬液平穩在充滿型腔;適當提高澆注溫度和鑄型溫度,合理設置排氣塞和溢流槽等.
數控機床床身鑄件氣孔的補救措施:超出驗收標準時報廢;單獨大氣孔焊補;成群小氣孔可用浸滲處理方法填補,質量要求高的可采用熱等靜壓處理法消除氣孔.
縮松屬于縮孔的一種,指細小的分散縮孔.
數控機床床身鑄件縮孔與氣孔及縮松,疏松的區別:縮孔形狀不規則,表面粗糙,產生在機床鑄件熱節和后凝固部位,常伴有粗大樹枝晶;氣孔形狀規則,表面光滑,分布在床身鑄件表面或遍布整個鑄件或某個局部,斷口不呈海綿狀;縮松與疏松斷口呈海綿狀,常產生在床身鑄件厚大部位,不遍布整個機床鑄件,縮松與疏松無嚴格分界,只是程度差別.
縮孔,縮松,疏松產生的原因:凝固時間過長;澆注溫度不當,過高易產生縮孔,過低易產生縮松和疏松;凝固溫度間隔過寬,易產生縮松和疏松;合金雜質過多;澆注系統設置不當;機床鑄件結構不合理,壁厚變化突然;內澆道問題;合金雜質過多;模溫問題.
縮孔,縮松,疏松的防止方法:改進鑄型工藝設計;改進鑄件結構設計;加強合金精煉;降低澆注溫度和澆注速度,延長澆注時間.
縮孔,縮松,疏松的補救措施:焊補;浸滲;重要零件可進行熱等靜壓處理.
3 裂紋,冷隔類數控機床床身鑄件缺陷
  裂紋,冷隔類缺陷主要有:冷裂,熱裂,白點(發裂),冷隔等.
  冷裂,熱裂及白點的定義:冷裂指數控機床床身鑄件凝固后冷卻到彈性狀態時,因數控機床鑄件局部的鑄造應力大于合金的限強度而引起的裂紋.熱裂是機床鑄件在凝固末期或終凝后不久,機床鑄件尚處于強度和塑性很低狀態下,因機床鑄件固態收縮受阻而引起的裂紋.白點是淬透性高的合金鋼機床鑄件在快速冷卻時,因析出氫及產生較高的組織應力和熱應力而引起的微細裂紋.
冷裂,熱裂及白點(發裂)的區別:冷裂為穿晶裂紋,呈平直折線,常貫穿整個機床鑄件截面;熱裂為沿晶裂紋,呈較寬,粗細不均的不規則曲線,多發生在機床鑄件壁厚突變和后凝固部位;白點僅發生在超級合金及高淬透性鋼中,裂紋微細,呈毛發狀沿晶斷裂,無方向性.在斷口特征方面,冷裂一般有金屬光澤;熱裂氧化嚴重,無金屬光澤;白點為銀白色圓斑或橢圓斑,呈冰糖花樣.
  冷裂,熱裂及白點的防止方法:改進床身鑄件結構設計,壁厚力求均勻,平滑過渡,床身鑄件內腔圓角夠大,工藝設計合理,盡量減少機床床身鑄件收縮阻力;適當降低澆注溫度;提高模溫;縮短開模及抽芯時間;嚴格控制有害雜質,鋅合金降低鉛,錫,鎘,鐵的含量,鋁合金降低鋅,銅,鐵的含量.
  冷裂,熱裂及白點的補救措施:冷裂允許焊補的機床鑄件,焊后應進行消除應力處理;熱裂機床鑄件一般應報廢,若允許焊補則應在挖除缺陷區的金屬后進行焊補,焊后應進行消除應力處理;白點致裂機床鑄件應報廢.
  冷隔定義:冷隔是數控機床床身鑄件上穿透或不穿透的縫隙,邊緣呈圓角狀,由充型金屬流股匯合時熔合不良造成.
  冷隔與裂紋類及未澆滿的區別:冷隔床身鑄件整體上是澆滿的,與未澆滿區別;冷隔邊緣呈圓角狀,可與裂紋類區別.
  冷隔防止方法:減少金屬液中的氣體和氧化夾渣,提高金屬液的流動性;提高澆注溫度和澆注速度;提高充型速度;改變澆注位置和澆注系統;適當增加機床床身鑄件薄壁部位的厚度;加強床身鑄件排氣.
4 表面缺陷
  表面缺陷主要有拉模,流痕,皺皮,縮陷,填充不良,氣泡等.
  拉模原因:型芯,型壁的鑄造斜度太小或出現倒斜度;型芯,型壁有壓傷痕;合金粘附模具;數控機床床身鑄件頂出偏斜,或型芯軸線偏斜;型壁表面粗糙;涂料常涂噴不到;鋁合金中含鐵量低于0.6.
  拉模的改善措施:修正模具,保證制造斜度;打光型芯,型壁的壓痕;修正模具結構(如頂出偏斜等);合理設計澆注系統避免金屬流對沖型芯型壁,適當降低填充速度;打光型壁 表面粗糙處;涂料用量薄而均勻;適當增加含鐵量至0.6-0.8.
  流痕特征:機床鑄件表面呈現與金屬液流動方向相一致的,用物感覺得出的局部下陷光滑紋路.
  流痕產生原因:兩股金屬流不同步充滿型腔而留下的痕跡;模溫低;填充速度太高;涂料用量過多.
  流痕改善措施:調整內澆口截面積或位置;調整模溫,溢流槽;調整填充整度以改變金屬液填充型腔的流態;涂料使用薄面噴勻.
  皺皮特征:機床鑄件表面不規則的粗粒狀或皺褶狀疤痕,一般帶有較深的網狀溝槽.
  縮陷指鑄件厚斷面或斷面交接處上平面塌陷.縮陷下面常伴有縮孔和縮松.
  縮陷產生原因:數控機床床身鑄件結構設計不合理,有局部厚實部位,產生熱節;合金收縮率大;內澆口截面積太小;比壓低;模具溫度太高.
  縮陷防止方法:修改數控機床床身鑄件設計,避免斷面厚度突然變化,或在厚薄斷面交接處加大圓角;選擇收縮率小的合金;正確設置澆注系統,加大內澆口的截面積;壓射力;調整模具熱平衡條件,采用溫控裝置及冷卻等.
  填充不良的改善措施:改善合金的流動性(采用正確的熔煉工藝,排除氣體及非金屬夾雜物;適當提高澆注溫度和模具溫度;提高壓射速度;補充氮氣,提高有效壓力;采用定量澆注;改進鑄件結構,適當調整壁厚);改善澆注系統(正確選擇澆口位置和導流方式;內澆口截面積和提高壓射速度);改善排氣條件(增設溢流槽和排氣道,深凹型腔處可開設通氣塞;涂料使用薄而均勻,吹干燃盡后合模;降低模溫).
  氣泡產生原因:模具或湯料溫度太高;填充速度太高,金屬卷入氣體過多;涂料發氣量大,用量過多;排氣不暢;開模過早.
  氣泡改善措施:冷卻模具或湯料至適當溫度;降低壓射速度,避免渦流包氣;選用發氣量小的涂料,用量薄而均勻;清理和增設溢流槽和排氣道;調整留模時間.
5 殘缺類鑄件缺陷
  殘缺類缺陷主要有澆不到,未澆滿,損傷等.
  澆不到與未澆滿的區別:澆不到床身鑄件的澆注系統是充滿的,未澆滿的澆注系統是未充滿的.
損傷的形成原因:鑄件結構不良;鑄件在搬運,裝卸過程中受撞擊而損壞;鑄件在機械加工時夾緊力和切削力過大;澆道,冒口,出氣冒口截面積過大,與鑄件本體連接處無縮頸或縮頸尺寸太大;圓角過小;敲除冒口方法不當;數控機床床身鑄件強度和韌性差;數控機床床身鑄件內部有較大殘留應力或已有裂紋.
損傷的防止方法:改進鑄件結構,避免薄弱結構,避免壁厚懸殊過大和尖角過渡;小心清理,存放,運輸鑄件;正確設計冒口;敲除冒口的方向和方法要正確;提高合金力學性能.
6 形狀及重量差錯類數控機床床身鑄件缺陷
  形狀及重量差錯類缺陷是指數控機床床身鑄件的形狀,尺寸,重量與數控機床床身鑄件圖樣或技術條件的規定不符.主要有尺寸和重量差錯,變形,錯型(錯箱),錯芯,偏芯(漂芯),舂移等.
變形的改善措施:改進床身鑄件結構,使壁厚均勻;確定佳開模時間,加強床身鑄件剛性;放大鑄造斜度;小心取放數控機床床身鑄件;合理堆放及去除澆口;合理布置推桿位置.
錯型與錯芯和舂移的區別:錯型是鑄件外形在分型面處錯位,一側多肉,另一側缺肉;錯芯是數控機床床身鑄件內腔沿分芯面錯位,一側多肉,一側缺肉;舂移是數控機床床身鑄件外形在分型面附近局部突起,形成多肉,通常是單側多肉,另一側不缺肉.
錯型的改善措施:合理設置內澆口;調整鑲塊加以緊固;更換導柱導套;進行修整,消除誤差.
7 夾雜類數控機床床身鑄件缺陷
  夾雜類缺陷是數控機床床身鑄件中各種金屬和非金屬夾雜物的總稱,是常見的缺陷之一.主要分為金屬夾雜物和非金屬夾雜物.常見的非金屬夾雜物主要有夾渣和砂眼.