機床是裝備制造業(yè)的主要產(chǎn)品,也是各行業(yè)廣泛采用的加上設(shè)備。隨著汽車、航空航天、軍事,以及制造業(yè)的整體發(fā)展,對機床產(chǎn)品的要求也越來越高,高精數(shù)控機床產(chǎn)品成為機床行業(yè)的主流,國外的數(shù)控機床產(chǎn)品技術(shù)水平高、發(fā)展速度快。近幾年,國內(nèi)的高檔數(shù)控機床自主研發(fā)能力也不斷提高,技術(shù)水平獲得階段性突破,與國外同行業(yè)的差距逐漸縮小。由于機床的結(jié)構(gòu)件和許多主要部件都是以鑄件為坯料的,因此機床鑄件的好壞,對機床的質(zhì)量、壽命、精度保持性都有重要的影響。
(1)較高的抗壓強度與抗拉強度。
(2)良好的精度穩(wěn)定性。
(3)高的彈性模量。
(4)良好的耐磨性。
(5)較好的減震性。
(6)良好的切削性能。
(7)良好的鑄造性能。
(8)較高的尺寸精度,較低的表面粗糙度。
國內(nèi)外生產(chǎn)機床鑄件主要從化學成分、力學性能、金相組織、尺寸精度和時效處理等幾方面進行控制。
強度與碳當量目前,國外數(shù)控機床鑄件大多數(shù)采用HT350, HT300高強度灰鑄鐵,比我國高1~2個牌號。但是在提高鑄件強度的同時往往伴隨著碳當量的降低,收縮的增大,流動性的降低,以及鑄造性能的惡化,而且國外機床鑄件在向高強度發(fā)展的同時,還向輕量化方向發(fā)展,鑄件的主要壁厚從過去的20~25mm減至14~20mm,切削力小的機床,其床身主要壁厚僅8-10mm,所以在保證同一強度下有較高的碳當量或在同一碳當量下有較高的強度,國外在配料,增加廢鋼的同時,采用高溫熔煉滲碳及強有力的孕育措施等,獲得高溫優(yōu)質(zhì)鐵液,可在較高的碳當量下獲得高的機械強度。不僅可以提高機械強度,還可增加彈性模量,因此控制化學成分尤其是碳當量,是保持強度的同時具有優(yōu)良鑄造性能的重要指標,這對于機床鑄件的輕量化,避免鑄造性能的惡化而導致廢品率的上升及能源的浪費是十分重要的。
目前我國機床主要鑄件(如床身、上作臺、立柱、橫梁等)一般采用HT200, HT250, HT300三個牌號。國外機床大部分采用抗拉強度300M P a或350MPa的高強度灰鑄鐵,比我國機床鑄件高1~2個牌號。從使用角度上看,機床鑄件的剛性比其強度更重要,計算表明,即使達到機床較大切削力,高牌號鑄鐵件的抗壓強度、抗拉強度仍有較大的安全系數(shù),卻會出現(xiàn)因其剛度差、抗變形能力不夠而使強力高速切削的數(shù)控機床失去加上精度。因此,對現(xiàn)代數(shù)控機床鑄件材質(zhì)的剛性指標很重要,即灰鑄鐵的彈性模量越大,材質(zhì)抗變形能力也越大。
鑄鐵彈性模量在強力切削下對數(shù)控機床保持精度的穩(wěn)定性的作用越來越重要。彈性模量與強度有著密切的關(guān)系,強度越高,彈模量也越高。
目前已進入數(shù)控機床的時代,高強度HT350,HT300已占機床鑄件I體,鑄件的殘余應力值也隨強度增大而升高,因此鑄件的時效處理相當重要。目前,機床鑄件的時效處理I要有三種方法:一是熱時效;二是振動時效;三是不進行熱時效的低應力鑄鐵。
在當前全球竟爭舊益激烈的環(huán)境下,只有不斷提高裝備制造業(yè)的技術(shù)水平,加大科技投入,切實推動科技自i創(chuàng)新,加強人才的培養(yǎng),提高科技水平,增加產(chǎn)品的技術(shù)含量和市場價值,才能使我國的鑄造水平從鑄造大國向鑄造強國邁進。