預(yù)防手板變形的措施是:應(yīng)盡量減少手板各部位間的溫度差,使其平均冷卻。為此在工藝上采取同時(shí)凝固的準(zhǔn)繩,行將澆口開在手板薄壁處,在厚壁處安放冷鐵 。使手板各局部溫度盡量相等,從而完成同時(shí)凝固。這種辦法固然能夠減小手板內(nèi)應(yīng)力,但易使手板內(nèi)部產(chǎn)生縮孔。因而,同時(shí)凝固準(zhǔn)繩主要用于收縮較小的普通灰口鑄鐵和結(jié)晶距離較寬的錫青銅等。這是由于灰口鑄鐵產(chǎn)生縮孔的傾向小,錫青銅主要產(chǎn)生顯微縮松,不需求思索補(bǔ)縮。
手板變形與裂紋
(1)變形手板內(nèi)的應(yīng)力超越其屈從極限值時(shí)就會(huì)產(chǎn)生塑性變形.特別是細(xì)而長(zhǎng)或大而薄的手板更容易變形。這種變形總是向著應(yīng)力減小的方向產(chǎn)生。
圖2-12所示為車床床身,其導(dǎo)軌局部較厚受拉應(yīng)力,床壁局部較薄受壓應(yīng)力,于是朝著導(dǎo)軌方向發(fā)作彎曲變形,使導(dǎo)軌呈內(nèi)凹。圖2-13所示為一平板手板,雖然壁厚平均,但中心局部比邊緣處散熱慢而受拉應(yīng)力,邊緣處則受壓應(yīng)力。由于鑄型上面比下面冷卻快,該平板的變形方向如圖中所示。
為避免手板變形,在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能使手板的壁厚平均、外形對(duì)稱。還可在鑄造工藝上采用同時(shí)凝固的辦法,經(jīng)過減小內(nèi)應(yīng)力來避免變形。關(guān)于長(zhǎng)而易變形的手板還能夠采用反變形法的工藝措施,即在容貌上做出與手板變形量相等但方向相反的預(yù)變形量來消弭手板的變形。
手板變形后,仍存在一定的剩余應(yīng)力,因而在切削加工前應(yīng)對(duì)某些重要的易變形手板停止去應(yīng)力退火(人工時(shí)效)或自然時(shí)效來消弭內(nèi)應(yīng)力。
(2)裂紋當(dāng)手板的內(nèi)應(yīng)力超越金屬的強(qiáng)度極限時(shí),手板便產(chǎn)生裂紋。裂紋是手板的嚴(yán)重缺陷,必需避免。裂紋可分為熱裂紋和冷裂紋。
①熱裂紋是在金屬凝固末期高溫下構(gòu)成的開裂,多由機(jī)械應(yīng)力形成。其裂紋短、縫隙寬、外形迂回,縫內(nèi)呈氧化色。鑄鋼和鋁合金手板易產(chǎn)生熱裂紋。為了避免熱裂紋,除改善手板構(gòu)造、進(jìn)步鑄型讓步性外,還要嚴(yán)厲控制鑄鋼和鑄鐵中的含硫量,由于硫能增加金屬的熱脆性.
②冷裂紋是在較低溫度下構(gòu)成的開裂,常呈現(xiàn)在手板受拉伸的部位,普通由手板變形形成。其裂紋細(xì)小,呈連續(xù)直線狀,裂口外表潔凈,皇金屬本性,有時(shí)也呈細(xì)微的氧化色。
壁厚差異大、外形復(fù)雜的手板,特別是大型薄壁手板,易產(chǎn)生冷裂紋。但凡減小鑄造內(nèi)應(yīng)力的要素,都能避免冷裂紋??刂坪辖鹬械暮琢磕軌蚍乐乖黾永浯嘈?。