淺談鑄造工藝對機(jī)械軸承座性能的影響

夏紅賢

摘 要：鑄造這種古老的加工制造方法在20世紀(jì)下半葉得到完善，而后，經(jīng)過半個多世紀(jì)的創(chuàng)新與發(fā)展，逐步形成了自動化、大型化、高質(zhì)量、精密化的鑄造技術(shù)體系，并被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造領(lǐng)域。而機(jī)械軸承座的加工過程，因鑄造時澆注溫度與澆注時間的不同，對鑄件的沖擊以及磨損性能也會產(chǎn)生不同的影響。因此，本文以ZG35CrMo鋼軸承座為例，運(yùn)用試驗(yàn)比對的方法闡述鑄造工藝對機(jī)械軸承座加工質(zhì)量與鑄件性能產(chǎn)生的影響。

關(guān)鍵詞：鑄造工藝；機(jī)械軸承座；性能；影響

由于機(jī)械軸承座在工作過程中，長時間受到摩擦力作用，極易產(chǎn)生鑄件變形以及斷裂等現(xiàn)象，影響機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，在鑄造鑄件時，應(yīng)采取科學(xué)的鑄造工藝，合理控制澆注溫度與澆注時間，確保鑄件的質(zhì)量與精度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

一、試驗(yàn)準(zhǔn)備與試驗(yàn)方法

（一）試驗(yàn)方法

下面以ZG35CrMo鋼為主要原材料，采用取樣試驗(yàn)的方法，對機(jī)械軸承座的磨損以及沖擊性能進(jìn)行剖析，首先借助于X射線光譜對鋼材料的試樣進(jìn)行測試。機(jī)械軸承座沖擊性能的測試試驗(yàn)，必須在室溫條件下進(jìn)行，試驗(yàn)時使用JB30A型沖擊試驗(yàn)機(jī)，沖擊試樣的取樣位置是標(biāo)準(zhǔn)的V型缺口，試驗(yàn)結(jié)束后，利用電子顯微鏡觀察鑄件的斷面形態(tài)機(jī)理[1]。機(jī)械軸承座磨損試驗(yàn)使用的試樣直徑是10mm×50mm，采用MM200型磨損試驗(yàn)機(jī)測試鑄件的磨損性能。并利用JSM-1型掃描電鏡觀察鑄件磨損后的表面形態(tài)。

（二）澆注溫度與澆注時間

鑄造工藝對機(jī)械軸承座性能的影響測試試驗(yàn)選取不同的澆注溫度與澆注時間，對鑄件沖擊與磨損性能進(jìn)行分析比對。

二、對鑄件沖擊性能的影響

（一）澆注溫度對沖擊性能的影響

經(jīng)過試驗(yàn)測試，當(dāng)澆注溫度達(dá)到1460℃時，試樣1的沖擊吸收能為69J，此時的鑄件沖擊性能最差，沖擊吸收功處于最小值。當(dāng)澆注溫度上升至1480℃時，試樣2的沖擊吸收能是75J，相比于試樣1，沖擊吸收能增長了9個百分點(diǎn)，當(dāng)溫度繼續(xù)上升到至1500℃時，試樣3的沖擊吸收能達(dá)到了83J，比試樣2的沖擊吸收能增長了8個百分點(diǎn)，而澆注溫度達(dá)到1530℃時，試樣5的沖擊吸收能為高達(dá)97J，與試樣1相比，增長了28個百分點(diǎn)。但是，當(dāng)澆注溫度繼續(xù)升高，達(dá)到1540℃時，試樣6的沖擊吸收能就下降了6個百分點(diǎn)，為91J，當(dāng)澆注溫度為1560℃時，試樣7的沖擊吸收能繼續(xù)下降9個百分點(diǎn)，變?yōu)?2J，由此可見，機(jī)械軸承座沖擊吸收能隨著澆注溫度的不斷升高，而呈現(xiàn)出先增強(qiáng)后減弱的態(tài)勢。

（二）澆注時間對沖擊性能的影響

經(jīng)過試驗(yàn)測試，當(dāng)澆注時間為45S時，試樣8的沖擊吸收能僅為61J，由此可以判斷出，此時鑄件的沖擊性能最差，沖擊吸收能最小，當(dāng)澆注時間達(dá)到60S時，試樣9的沖擊吸收能上升至68J，與試樣8相比較，增大了7個百分點(diǎn)。當(dāng)澆注時間增加至75S時試樣10的沖擊能達(dá)到79J。澆注時間繼續(xù)增加到90S時，試樣5的沖擊吸收能達(dá)到97J，與試樣8相比較，增加了36個百分點(diǎn)。當(dāng)澆注時間繼續(xù)增加到105S和120S時，試樣的沖擊性能分別為90J和81J，與試樣5相比較，均呈現(xiàn)出下降趨勢。可見，澆注時間為90S時，鑄件性能最好，而沖擊吸收能最大，進(jìn)而得出結(jié)論：機(jī)械軸承座的沖擊吸收能隨澆注時間的增加而呈現(xiàn)出先增強(qiáng)后減弱的態(tài)勢。

（三）優(yōu)選澆注溫度

當(dāng)澆注溫度為1460℃時，試樣的沖擊斷口比較粗大，而且斷口韌窩較淺，當(dāng)澆注溫度為1530℃時，鑄件的沖擊斷口比較細(xì)小，斷口韌窩較深。由此可知，鑄件表面的形態(tài)與沖擊吸收能的試驗(yàn)測試結(jié)果相符，因此，在鑄造機(jī)械軸承座時，優(yōu)選的澆注溫度應(yīng)為1530℃。

三、對鑄件磨損性能的影響

（一）澆注溫度對鑄件磨損性能的影響

在試驗(yàn)測試過程中，當(dāng)澆注溫度為1460℃時，試樣1的磨損體積為31×10-3mm3，此時的鑄件磨損性能最差，磨損體積處于最大值，當(dāng)溫度上升至1480℃時，試樣2的磨損體積減小了16個百分點(diǎn)，變?yōu)?6×10-3mm3。當(dāng)澆注溫度達(dá)到1530℃時，試樣5的磨損體積與試樣1相比，減小了55%，變?yōu)?4×10-3mm3，此時鑄件的磨損性能達(dá)到最佳值，磨損體積也最小。當(dāng)澆注溫度繼續(xù)上升至1540℃和1560℃時，鑄件的磨損體積分別為18×10-3mm3和24×10-3mm3，與試樣5相比，磨損體積呈現(xiàn)出增大態(tài)勢。

（二）優(yōu)選澆注溫度

經(jīng)過試驗(yàn)比對可知，澆注溫度在1460℃時，鑄件表面出現(xiàn)少量的蝕坑，而且磨痕較深，當(dāng)澆注溫度在1530℃時，鑄件表面的磨痕較淺、較細(xì)小，并未出現(xiàn)蝕坑，這與磨損性能的試驗(yàn)測試結(jié)果相吻合。

結(jié)束語：

在不同的澆注溫度與澆注時間下，機(jī)械軸承座的沖擊與磨損性能也受到一定影響。通過對試驗(yàn)測試結(jié)果的綜合比對分析，可以得出機(jī)械軸承座的最佳澆注溫度為1530℃，最佳澆注時間為90S。因此，在加工制造機(jī)械軸承座的過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照最佳的鑄造工藝方案進(jìn)行，以生產(chǎn)出質(zhì)量更好、精密度更高的機(jī)械零配件。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳建.淺談鑄造工藝對機(jī)械軸承座性能的影響[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（8）：100-101.

[2]鄭曉峰.鑄造工藝對機(jī)械軸承座性能的影響探析[J].科學(xué)與信息化，2019（2）：108，115.