工具機床身是鑄造成的，主要起到固定零部件或導向的作用。
基本介紹
- 中文名：床身鑄件
- 外文名：Bed casting
- 別稱：大型鑄件
- 工具機床身標準：GB9439—88
- 用於：機器零部件的毛坯
- 常用材料：灰鑄鐵
- 日常維護：防鏽蝕
概述,鑄件的生產,床身的特點,熱處理,時效處理,床身鑄件退火,床身鑄件淬火,回火,鑄造基本術語,床身鑄件要求,塗裝工藝技術要求,材質及化學成分,
概述
床身鑄件又可以稱為大型鑄件。一、：工具機床身標準GB9439—88
鑄件的生產
鑄件主要用作機器零部件的毛坯，有些精密鑄件，也可直接用作機器的零部件。鑄件在機械產品中占有很大的比重，如拖拉機中，鑄件重量約占整機重量的50～70%，農業機械中占40～70%，工具機、內燃機等中達70～90%。各類鑄件中，以機械用的鑄件品種最多，形狀最複雜，用量也最大，約占鑄件總產量的60%。其次是冶金用的鋼錠模和工程用的管道。
鑄件非加工表面和外觀質量對鑄件商品性頗有影響，它們包括：
⑴表面凹凸度（漲箱、縮陷和夾砂）；
⑵表面或內腔清潔度（粘砂、粘“塗料層”）；
⑶平面度偏差（非加工面起伏不平）；
⑷表面粗糙度；
⑸輪廓清晰度（凸台、臍子等結構單元的輪廓清晰度，用肉眼評定）。工具機鑄件對消失模的要求：塗模⑴：塗料要求：採用水基石墨塗料，其波美度為60-70之間，塗刷時在溫室內，烘乾前嚴禁搬動，以防止變形⑵刷塗要求：塗料攪拌均勻，刷塗時嚴謹露白.⑶塗層烘乾：塗料供乾後要有足夠的強度，在50-60℃的烘乾24h
床身的特點
(1)耐磨性與消震性好。由於鑄鐵中石墨有利於潤滑及貯油，所以耐磨性好。同樣，由於石墨的存在的消震性優於鋼。
(2)工藝性能好。由於灰口鑄鐵含碳量高，接近於共晶成分，故熔點比較低，流動性良好，收縮率小，因此適宜於鑄造結構複雜或薄壁鑄件。另外，由於石墨使切削加工時易於形成斷屑，所以灰口鑄鐵的可切削加工性優於鋼。
三、硬度和抗拉強度之間的關係：灰鑄鐵的硬度和抗拉強度之間，存在一定的對應關係，其經驗關係式為：
1、當O≥196N/mm㎡時
HB=RH(飛00+0 4380b) (B1)
2、當0≥796N/mm㎡時
HB=RH (44+O 7240b) (B2)
式中相對硬度(RH)值主要由原材料、熔化工藝、處理工藝及鑄件的冷卻速度所確定。
四、利用樹脂砂型鑄造工具機床身鑄件的優點
1樹脂砂型剛度好，澆注初期砂型強度高這就有條件利用鑄鐵凝固過程的石墨化膨脹，有效地消除縮孔、縮松缺陷，實現灰鑄鐵、球墨鑄鐵件的少冒口、無冒口鑄造。
2實型鑄造生產中採用聚苯乙烯泡塑模樣套用呋哺樹脂自硬砂造型。當金屬液澆入鑄型時，泡沫塑膠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膠所占據的位置，冷卻凝固成與模樣形狀相同的實型鑄件。
3相對來說，消失模鑄造對於生產單件或小批量的汽車覆蓋件，工具機床身等大型模具較之傳統砂型有很大優勢，它不但省去了昂貴的木型費用，而且便於操作，縮短了生產周期，提高了生產效率，具有尺寸精度高，加工餘量小，表面質量好等優勢。
熱處理
熱處理過程：
床身類鑄件產品作為一種大型鑄件必須要經過熱處理才能提高本身的使用性能，改善鑄鐵平板的內在質量。金屬熱處理是機械製造中的重要工藝之一，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部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量。
為使金屬工件具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，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業中套用最廣的材料，鋼鐵顯微組織複雜，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。
整體熱處理是對工件整體加熱，然後以適當的速度冷卻，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。
時效處理
在進行工具機床身鑄造時，由於工具機鑄件設計形狀、壁厚、冷卻速度的不同，會在工具機鑄件，特別是大型工具機鑄件的內部產生鑄造應力。這種應力不及予以消除，會使鑄件在隨後的切削加工或使用過程中產生變形或裂紋，為了消除鑄件殘餘的鑄造應力，應當採用低溫退火工藝進行鑄造。
床身鑄件鑄造過程中應嚴格遵守回火工藝，為鑄件變形或斷裂，在易變形部位應加入支撐筋；專人值守回火爐溫度計，合理控制溫度，防止溫度過高或過低對床身鑄件產生影響。
床身鑄件退火
熱處理的退火種類：常見的退火工藝有：再結晶退火，去應力退火，球化退火，完全退火等。退火的目的：主要是降低金屬材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或壓力加工，減少殘餘應力，提高組織和成分的均勻化，或為後道熱處理作好組織準備等。
床身鑄件完全退火和等溫退火
完全退火又稱重結晶退火，一般簡稱為退火，這種退火主要用於亞共析成分的各種碳鋼和合金鋼的鑄，鍛件及熱軋型材，有時也用於焊接結構。一般常作為一些不重工件的最終熱處理，或作為某些工件的預先熱處理。
球化退火
球化退火主要用於過共析的碳鋼及合金工具鋼（如製造刃具，量具，模具所用的鋼種）。其主要目的在於降低硬度，改善切削加工性，並為以後淬火作好準備。
去應力退火
去應力退火又稱低溫退火（或高溫回火），這種退火主要用來消除鑄件，鍛件，焊接件，熱軋件，冷拉件等的殘餘應力。如果這些應力不予消除，將會引起鋼件在一定時間以後，或在隨後的切削加工過程中產生變形或裂紋。
床身鑄件淬火
2．淬火
數控床身我們淬火最常用的冷卻介質是鹽水，水和油。鹽水淬火的工件，容易得到高的硬度和光潔的表面，不容易產生淬不硬的軟點，但卻易使工件變形嚴重，甚至發生開裂。而用油作淬火介質只適用於過冷奧氏體的穩定性比較大的一些合金鋼或小尺寸的碳鋼工件的淬火。
回火
回火的目的有以下幾個方面：
1． 降低脆性，消除或減少內應力，鋼件淬火後存在很大內應力和脆性，如不及時回火往往會使鋼件發生變形甚至開裂。 2． 獲得工件所要求的機械性能，工件經淬火後硬度高而脆性大，為了滿足各種工件的不同性能的要求，可以通過適當回火的配合來調整硬度，減小脆性，得到所需要的韌性，塑性。 3． 穩定工件尺寸4． 對於退火難以軟化的某些合金鋼，在淬火（或正火）後常採用高溫回火，使鋼中碳化物適當聚集，將硬度降低，以利切削加工。
鑄造基本術語
2.1 鑄造 casting, founding, foundry 熔鍊金屬，製造鑄型，並將熔融金屬澆入鑄型，凝固後獲得具有一定形狀、尺寸和性能金屬零件毛坯的成形方法。
2.2 砂型鑄造 sand casting process 在砂型中生產鑄件的鑄造方法。
2.3 特種鑄造 special casting process 與砂型鑄造不同的其他鑄造方法。如熔模鑄造、殼型鑄造、陶瓷型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造、連續鑄造等。
2.4 鑄件 casting 將熔融金屬注入鑄型，凝固後得到的具有一定形狀、尺寸和性能的金屬零件或零件毛坯。
2.5 毛坯鑄件 rough casting 待進一步加工成為零件或成品的鑄件，一般應符合鑄件圖的要求。
2.6 砂型鑄件 sand casting 用砂型鑄造法生產的鑄件。同樣，其他鑄造方法生產的鑄件可相應稱為壓鑄件、離心鑄件、熔模鑄件等。
2.7 試製鑄件 pilot casting 用正式投入生產前的模樣試製的少量鑄件。用以檢查鑄造合金、鑄造工藝和工藝裝備是否合乎要求。
2.8 鑄態鑄件 as-cast casting 鑄造後已經過落砂和去除澆冒口，未經精整、機械加工和性能處理的鑄件。
2.9 鑄型[型] mold 用型砂、金屬或其他耐火材料製成，包括形成鑄件形狀的空腔、型芯和澆冒口系統的組合整體。砂型用砂箱支撐時，砂箱也是鑄型的組成部分。不準將鑄型稱為“鑄模”或“模型”。
2.10 鑄造工藝 casting process，foundry technology 套用鑄造有關理論和系統知識生產鑄件的技術和方法。包括造型材料製備、造型、制芯、金屬熔煉、澆注和凝固控制等。
2.11 鑄造用材料 foundry materials 用於鑄造生產的原材料和工藝材料。
2.12 鑄造工藝材料 consumable materials 在鑄造生產的熔煉、澆注、造型材料製備、造型（芯）等過程中所用的消耗性材料。不包括可轉化為鑄件的金屬材料。
2.13 鑄造設備 foundry equipment ,foundry facilities 鑄造生產中所使用的各種機械和設備的總稱。
2.14 鑄工 caster，founder，foundry worker 從事鑄造生產的工人，包括直接生產工人和輔助生產工人，但不包括模樣製造工人。
2.15 鑄造工作者 foundryman 在工廠、科研機構、學校、管理部門從事鑄造生產、技術、管理、科研和教學的工作人員。
2.16 鑄造車間 foundry shop 生產鑄件的車間。通常由熔化、造型、澆注、清理和砂處理等工部組成。
2.17 鑄造廠 foundry 生產鑄件的工廠。一般指獨立進行生產、管理和經營的專業鑄造廠。
2.18 鑄造分廠 attached foundry，captive foundry，tied foundry 附屬於企業或主機製造廠的相對獨立的鑄造廠。通常是為本企業或母公司生產鑄件。
2.19 鑄造三廢 foundry effluent 從鑄造車間排出的廢氣、廢水和廢渣的總稱。
2.20 一批 a batch 鑄件交貨驗收基本單位。指在一段時間內，在同一生產廠，用相同設備和相同工藝（包括熱處理）生產的具有相同品質的鑄件集合。
2.21 一爐 a cast，a heat，a melt 一次熔化獲得的金屬液總量或一次熱處理鑄件裝爐量。對於沖天爐熔煉，一次熔化量指一次出鐵量或二次隔焦間的出鐵量。
2.22 鑄焊 cast welding，flow welding 將高溫金屬液澆入待焊接處的鑄型中，使其與被連線件熔接成一體的焊接方法。主要用於連線鋼軌或其他對焊接質量要求不高的大截面構件。
2.23 鑄錠 ingot 將熔融金屬澆入錠型鑄成的用作金屬爐料或供進一步熱加工的金屬錠塊。例如鋼錠、生鐵錠、鋁錠等。
床身鑄件要求
鑄件非加工表面和外觀質量對鑄件商品性頗有影響，它們包括：
（1）表面凹凸度（漲箱、縮陷和夾砂）；
（2）表面或內腔清潔度（粘砂、粘“塗料層”）；
（3）平面度偏差（非加工面起伏不平）；
（4）表面粗糙度；
（5）輪廓清晰度（凸台、臍子等結構單元的輪廓清晰度，用肉眼評定）
樹脂工藝優點:
工具機床身鑄件均採用樹脂砂型、消失模工藝鑄造。這種工藝使得床身尺寸精度高，均勻一致，不扣箱，鑄件無飛邊、毛刺；表面光滑度接近精密鑄造，內部結構穩定，排除或降低了砂眼、氣空等鑄造缺陷，整個生產過程無污染材質為優質的高強度鑄鐵抗拉力強，使用壽命長。
鑄造完成後會採用化學熱處理，是使工件表面滲入一種或幾種化學元素的原子，從而改變工件表面的化學成分、組織和性能。經淬火和低溫回火後，工件表面具有高的硬度、耐磨性和接觸疲勞強度，而工件的芯部又具有高的強韌性。
工具機床身用途廣泛用於:儀器儀表、電子、輕工、標準件、軸承業、汽配行業等零部件的加工.特別適合有色金屬。
塗裝工藝技術要求
1.床身鑄件塗裝前要對床身鑄件進行檢查，對表面凹凸不平處要使用工具進行修整，表面的污物要予以清除。
2.經過機械加工後的床身鑄件，塗漆前必須用金屬清洗劑或潔淨的工業汽油進行淋洗或刷洗，確保徹底清除表面的油污和其他污物。
3.底漆刷塗或噴、浸要均勻，底漆在使用前必須充分攪拌均勻，稀釋至適當的年度再進行塗抹。
4.填充鑄件凹陷的原子灰要按照產品的使用說明加入適量的固化劑，使用前必須充分攪拌均勻。
5.如果使用過氯乙烯填充床身鑄件的凹陷，每次刮塗不宜太厚，刮塗厚度一般在0.5毫米左右，每次刮塗必須等上以次刮塗的材料乾後再進行。
6.使用過氯乙烯填充床身鑄件凹陷後必須等其乾燥後才能進行打磨，每次打磨後均需要徹底清除表面的磨漿和粉塵。
7.採用水磨技術進行打磨，為防止工具機鑄件經過加工的表面生鏽，需要採用防鏽水進行打磨。
8.經過打磨後，如果有金屬外露現象，需要不刷配套的底漆。
9.在最後一到膩子打磨清理乾淨後，需要噴塗過氯乙烯第二道底漆，這樣可以提高漆膜的平整度，提高漆膜的光澤。
材質及化學成分
大型床身鑄件用不銹鑄鋼的鋼號與化學成分 單位：（質量分數）（%）
鋼 號 | C | Si | Mn | P ≤ | S ≤ | Cr | Ni | Mo | 其他 |
ZG15Cr13 （ZG1Cr13） | ≤0.15 | ≤1.50 | ≤1.00 | 0.040 | 0.040 | 11.5~ 14.0 | ≤1.00 | ≤0.05 | --- |
ZG20Cr13 （ZG2Cr13） | 0.16~ 0.24 | ≤1.00 | ≤0.60 | 0.030 | 0.035 | 11.5~ 14.0 | --- | --- | --- |
ZG30Cr13 （ZG3Cr13 | 0.20~ 0.40 | ≤1.50 | ≤1.00 | 0.040 | 0.040 | 11.5~ 14.0 | ≤1.00 | ≤0.05 | --- |
ZG12Cr18Ni9Ti （ZG1Cr18Ni9Ti） | ≤0.12 | ≤1.50 | 0.80~ 2.00 | 0.030 | 0.040 | 17.0~ 20.0 | 8.00~ 11.00 | Ti5（C—0.03）~0.80 | |
ZG06Cr13Ni4Mo （ZG0Cr13Ni4Mo） | ≤0.06 | ≤1.00 | ≤1.00 | 0.030 | 0.030 | 11.5~ 14.0 | 3.50~ 4.50 | 0.40~ 1.00 | |
ZG06Cr13Ni6Mo （ZG0Cr13Ni6Mo） | ≤0.06 | ≤0.70 | ≤0.80 | 0.030 | 0.030 | 12.0~ 14.0 | 5.50~ 6.50 | 0.40~ 1.00 | |
ZG08Cr19Ni9 （ZG0Cr19Ni9） | ≤0.08 | ≤2.00 | ≤1.50 | 0.040 | 0.040 | 17.0~ 21.0 | 8.00~ 11.00 | ||
ZG08Cr19Ni11Mo3 （ZG0Cr19Ni11Mo3） | ≤0.08 | ≤1.50 | ≤1.50 | 0.040 | 0.040 | 18.0~ 21.0 | 9.00~ 13.00 | 3.00 4.00 | |
ZG12Cr22Ni12 （ZG1Cr22Ni12） | ≤0.12 | ≤2.00 | ≤1.50 | 0.040 | 0.040 | 20.0~ 23.0 | 10.00~ 13.00 | ||
ZG20Cr25Ni20 （ZG20Cr25Ni20） | ≤0.20 | ≤2.00 | ≤1.50 | 0.040 | 0.040 | 23.0~ 27.0 | 19.00~ 31.00 | ||
ZG12Cr17Mn9Ni4Mo3Cu2N (ZG1Cr17Mn9Ni4Mo3Cu2N) | ≤0.12 | ≤1.50 | 8.00~ 10.00 | 0.060 | 0.035 | 16.00~ 19.00 | 3.00~ 5.00 | 2.90~ 3.50 | Cu 2.00~250； N 0.16~0.26 |
ZG12Cr18Mn13Mo2CuN (ZG1Cr18Mn13Mo2CuN) | ≤0.12 | ≤1.50 | 12.00~ 14.00 | 0.060 | 0.035 | 17.00~ 20.00 | --- | 1.50~ 2.00 | Cu 1.00~1.50； N 0.19~0.26 |
