X8130A床身铸件的铸造工艺研发

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摘要：介绍了x8130a工具铣床床身的结构特点、技术要求，分析了铸件生产过程中可能出现的质量问题，并从铸造工艺设计上提出了质量控制措施，以达到提高产品质量的目的。

关键词：铣床 床身 铸造工艺

X8130A工具铣床是按照德国技术生产的，其中的床身铸件结构紧凑，壁厚相差很大，水平及垂直导轨不允许有任何铸造缺陷。六个轴孔加工后不能有组织疏松。本文从铸造生产过程中的各个工序分析，重点研究了该件铸造工艺的特殊性和过程控制要点。

1. 床身铸件结构特点和技术要求

X8130床身，外形尺寸为870×400×400，毛重261KG，有水平导轨和垂直导轨。铸件最薄处12MM，最厚处56MM，床身内部二、三、四轴轴孔中心线毛坏要求±1MM。材质为MTCrCu300，导轨面硬度为HB190-220，硬度差不大于HB25。结构示意见附图。

2. 浇注位置的确定

2.1 该件的导轨面为关键面，依据“关键面或重要面位于底面或侧面”的原则。并且考虑到各个轴孔下砂后易于检测，分型面选择为过五个轴孔的中心线。

2.2 模型分箱作业，芯盒采用脱落式结构。长度方向缩尺1.3%，其余方向1.1%。

2.3 依据铸件重量和平均壁厚，查得∑F内最小为18CM2，①该件为合金铸铁，壁厚相差较大，需快速充型，故将∑F内确定为22CM2。采用上下两层横浇口和内浇口，封闭式浇注系统，浇比为F∑内：F∑横：F∑直=1：1.7：1.7。

2.4 内浇口上下两层各四道，从床身敝口处壁厚为12MM处均布引入。导轨面设置冒口进行补缩，共6个冒口，冒口尺寸为20×40×180。窗口上平面均布放置10MM出气棒。

3. 造型操作控制

3.1 采用呋喃树脂砂造型，制芯。2#芯和3#芯下芯后要保证2，3，4轴与分型面位于同一平面。分别用下芯样板检测水平与垂直导轨在分型面的宽度尺寸、各芯组合后形成的壁厚尺寸符合图纸要求，检查气眼深度符合工艺要求。

3.2 下芯完毕检验合格后，按工艺规定在指定的位置放置芯撑，合箱后将各出气孔用出气绳引出箱外，以利浇注时点火引气。

4. 冶炼技术及浇注

4.1 MTCrCu300是耐磨铸铁，是在孕育铸铁的基础上，加入微量的铜和铬来达到细化晶粒，提高厚断面处的珠光体含量，减少断面硬度差，从而使铸件的本体硬度提高。

4.2 化学成分的确定：MTCrCu300耐磨铸铁要求原铁液中碳硅含量较低，必须保证有足够的白口倾向，孕育后才能达到足够的强度。炉前常用三角试块的白口宽度来检验孕育前后的铁液是否满足低碳硅铁液的要求。若孕育后白口宽度相同，孕育前白口宽度越大，则强度及硬度越高。①②此件确定CE=3.5-3.7，Si/C=0.6-0.7，Cu=0.9-1.2，Cr=0.2-0.4。④

4.3 采用5T自热式热风冲天炉熔炼铁水，焦碳为固定碳大于87%的一级铸造焦，原生铁为冀州春风18#铁，废钢为厚度大于5MM的A3下脚料。

4.4 铜和铬以冲入法加入为佳：成分偏析小，合金吸收率高。高温铁水冲入后，迅速搅拌铁水。

4.5 炉前直读光谱仪化验化学成分，三角试块检验孕育前后效果。要求孕育前白口宽度大于10MM，以保证导轨硬度达到HB190-230；孕育后白口宽度3MM，以保证12MM的薄边及窗口具有良好的加工性能。

4.6 铁水出炉温度大于1450℃，浇注温度1350-1370℃。

4.7 快速浇注，保证盆型浇口杯处于充满状态。浇注时间控制在t=40S之内。验算液面平均上升速度VL=C/t=38/40=0.95（CM/S），式中C-铸件在浇注位置时的高度（CM），t-浇注时间（S），VL-液面平均上升速度（CM/S），符合要求。③

5. 尺寸检测和本体硬度检测

铸件清理抛丸后，划线检测各尺寸符合图纸要求。用锤击式便携式硬度计检测铸件本体，导轨HB=195，12MM薄边HB=215，窗口HB=220，达到了图纸的技术要求。

6. 结束语

通过科学分析铸件结构特点，合理制定铸造工艺，并加强铸造生产过程中的工序检验和过程控制，生产出了合格的床身铸件。床身铸件的开发成功，为工具铣床其它系列的铸件生产提供了保证，同时也为生产高牌号铸铁件积累了丰富的经验。

参考文献

①《铸造手册-铸铁》 机械工业出版社

②《圣泉铸工手册》 东北大学出版社

③《铸造工艺设计技术与生产质量控制》 金版电子出版公司

④《北京仪表机床厂-机床铸件质量标准》 企业标准1996年