大连大橡机械制造有限责任公司，辽宁大连，116000
摘要：本文介绍了灰铸铁HT300机床滑鞍铸件的造型工艺和熔炼工艺研制过程。首先根据铸件结构和性能需求确定材料成分配比;然后通过合理使用冒口及冷铁来保证铸件内部质量；再应用铸造模拟对工艺进行修正；最后投产试制并收集数据，分析结果完善工艺。
关键词：灰铸铁；机床件；工艺
机床类铸件作为铸造产业传统产品一直在行业内占据重要地位，随着时代发展，机床类铸件的产品特点也趋近于复杂化和多样化，对于铸造行业而言机床类铸件的工艺方法也面临着不断更新和提升的考验，为生产出符合用户技术要求的合格机床铸件对于铸造企业来说仍然需要下足功夫。本文主要记录了HT300机床类滑鞍铸件的研制工艺过程，其净重850kg，在小型机床中滑鞍铸件具有结构特殊，要求严格等特点，在铸造小型机床铸件中较具有代表性。
材质 | 主壁厚（mm） | 铁水量（kg） |
HT300 | 30mm | 1400kg |
图Ⅰ
单铸试棒抗拉强度及硬度值
硬度（HBW） | 最小抗拉强度 Rm（min）Mpa |
190～210 | 300 |
1 滑鞍的成分设计
鉴于产品以上的机械性能及硬度要求，滑鞍铸件的成分应满足其相应的技术要求，由于其除导轨位置，其余部分皮厚相对均匀，在成分考虑上兼具补缩及强度要求，在冶炼时控制精炼温度及时长，同时严格控制其残余稀有元素含量，有效采取孕育可达到铸件一系列质量要求，成分含量如下表示：
表1 滑鞍化学成分控制（%）
元素 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Cu | Ti | Sb | Mo | V | Sn |
min | 3.10 | 1.8 | 1.10 | — | — | 0.15 | — | — | 0.015 | — | — | — |
max | 3.20 | 1.7 | 1.20 | 0.04 | 0.07 | 0.25 | — | 0.03 | 0.025 | 0.01 | 0.01 | — |
2 铸造工艺参数设计 图Ⅱ
从工艺设计理论出发，结合产品工艺质量要求，进行产品铸造工艺设计，包括木型结构、铸造缩尺、浇注系统设计、冒口尺寸设计等相关工艺参数；利用先进模拟软件进行仿真模拟，对其充型过程、凝固温度场变化进行分析，通过反复优化与模拟验证，确定了最佳工艺参数。充型过程结果见图Ⅱ，
充型过程中较为平稳，无卷气及充型紊流发生；凝固过程中无明显温度场差变化，除部分皮厚较大位置增加冷铁激冷外，整体铸件可得到有效补缩，在实际批量生产中，已验证产品各项性能及质量指标。
3 研制结果及产品情况
通过对产品前期工艺设计的反复推敲及模拟，确定了产品合理的工艺参数，在机械性能指标及硬度、尺寸方面均达到用户要求，对该铸件的批量化生产提供了有力保证。
机械性能（单铸试棒三组）
硬度（HBW） | 抗拉强度 Rm（min）Mpa | ||||
192 | 196 | 201 | 312 | 305 | 307 |
4 过程经验
近年来，国内小型机床行业发展势头平稳，企业规模也呈扩大趋势，对于小型机床铸件的需求量也将呈现上升态势；对于小型机床类铸件而言，合理的工艺条件及严谨的过程控制是保证产品质量的关键，亦是打开长期合作的钥匙。
从造型工艺上，合理的设计木型、浇注系统以及冒口等参数；熔炼工艺上，确立合理的成分区间，控制熔化过程中的相关工艺要点，配合使用模拟软件不断优化是取得产品成功的一系列重要过程；同时合理的使用冷铁、改良孕育过程亦可以提升铸件的质量水平。
过程中，经多次试验优化，浇注温度为1335℃～1345℃温度区间进行浇注，铸件的表面质量及粘砂情况趋于最优；成分中含S量控制在0.06%～0.07%区间内，并采取有效随流孕育，铸件石墨形态稳定在A型石墨状态，通过一系列产品的参数设定及过程控制，最终产品实现稳定批量生产。
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