机床铸件变形的原因有哪些同出现冷裂问题

其一、大型机床铸件变形的原因有哪些？
大型机床铸件在高温下浇注，在凝固冷却过程中，因温度下降而产生收缩和发生相变，如收缩和相变受到阻碍，便会在铸件中产生铸造应力。铸造应力按其形成原因可分为热应力、相变应力和机械阻碍应力三种。铸造应力是热应力、相变应力和机械应力三者之和。常用的去除应力的方法如下：
一、自然时效法自然时效去除应力效果好，但要达到去除残余应力的目的，就要使铸件长期暴露的空气中数年。长时间的放置全部不适合现代企业生产，一般不予采用。
二、热时效法热时效能去除应力，但对设备成本高、耗能高，根据时效窑的功率不同一般需要30h以上。是普通使用的去除残余应力的工艺方式。但在能源日益紧张的情况下，也不适合应用，而且其经济成本高，不符合企业生产的综合经济效益。所以需要寻找一种能够替代热时效的工艺方法。
三、振动时效法振动时效的实质是以振动的形式给工件施加附加应力。当附加应力与残余应力叠加后，达到或超过材料的屈服限时，工件发生微观或宏观的塑性变形，从而降低和均化工件的残余应力，从而使工件几何尺寸稳定。该工艺方法耗能低、设备简单使用方便，目前普遍应用。
机床铸件材料大多选用灰铁铸铁材质，也有少量的铸钢机床铸件，现代机床铸件设计中用结构钢焊接的床身比例逐渐上升。机床铸件有良好的尺寸稳定性，用来做机床铸件不宜变形，有利于长期保持机床精度。
其二、大型机床铸件出现冷裂问题是怎么回事？
大型床身铸件在凝固和以后的冷却过程中要发生体积收缩或膨胀，这种体积变化往往受到外界和铸件各部分之间的约束而不能自由地进行，于是便产生了铸造应力。如果产生应力的原因去除后，铸造应力随之去除，这种应力叫做临时铸造应力。如果产生应力的原因去除后铸造应力仍然存在，这种应力叫做铸造残留应力。大型床身铸件在凝固和随后的冷却过程中，由于壁厚不同，冷却条件不同，其各部分的温度和相变程度都会有所不同，因而造成大型床身铸件各部分体积变化量不同。如果此时铸造合金已经处于弹性状态，铸件各部分之间便会产生相互制约。铸造残留应力往往是这种由于温度不同和相变程度不同而产生的应力。
壁厚尺度差通常可降低，在图样上选用公役等级代号标示，如GB6411-CT10.当要约束错箱值为，应标出较大错箱值。如GB/T6411-19-较大错箱值1.0.大型床身铸件铸造生产经常要用的材料有各种金属、焦炭、木材、塑料、气体和液体燃料、造型材料等。所需设备有冶炼金属用的各种炉子，有混砂用的各种混砂机，有造型造芯用的各种造型机、造芯机，有清理大型床身铸件用的落砂机、抛丸机等。还有供特种铸造用的机器和设备以及许多运输和物料处理的设备。对于热裂一般是在凝固末期，金属处于固相线附近的高温时形成的。其形状特征是裂缝短，缝隙宽，形状曲折，缝内呈氧反应颜色。大型床身铸件/机床铸件结构不正确，合金收缩大，型（芯）砂退让性差以及铸造工艺不正确等均可引发热裂。钢和铁中的硫、磷降低了钢和铁的韧性，使热裂倾向增大。热裂的防止去正确地调整合金成分，严格控制钢和铁中的硫、磷含量，正确地设计铸件结构，采用同时凝固的原则和改进型（芯）砂的退让性，都是防止热裂的措施。
对于机床铸件冷裂的产生，具体分析如下：冷裂是大型床身铸件冷却到低温处于弹性状态时所产生的热应力和收缩应力的总和，如果大于该温度下合金的强度，则产生冷裂。冷裂是在较低温度下形成的，其裂缝细小，呈连续直线状，缝内干净，有时呈轻微氧反应色。壁厚差别大、形状复杂的铸件，尤其是大而薄的铸件易于发生冷裂。冷裂这样去防止凡是减小大型床身铸件铸造内应力或降低合金脆性的措施，都能防止冷裂的形成。钢和铸铁中的磷能显著降低合金的冲击韧性，增加脆性，容易产生冷裂倾向，因此在金属熔炼中严格加以限制。
由于大型机床铸件产生缺陷的原因是多方面的和复杂的，有些缺陷是由多个因素引起的，故不容易划分各自应承担责任的百分比。为了解决由于划分不公开器争端，应该加强中间检查，应对各道工序的质量（特别是主要工艺参数和执行操作规程的情况）进行严格的控制，从而确定个人或小组质量责任，例如质控站按规程抽查砂型的性能，如果不符合标准的规定，就应当根据超过标准的百分数来衡量配置砂型者的工作质量，并据伺来决定惩罚的程度。铸铁件质量对机械产品的性能有很大影响。铸铁件的质量包括外观质量、内在质量和使用质量。
而大型机床铸件的外观质量指大型机床铸件表面粗糙度、表面缺陷、尺寸偏差、形状偏差、重量偏差；内在质量主要指大型机床铸件的化学成分、物理性能、机械性能、金相组织以及存在于大型机床铸件内部的孔洞、裂纹、夹杂、偏析等情况；使用质量指铸铜件在不同条件下的工作长时间能力，包括不易磨损、不易腐蚀、耐激冷激热、疲劳、吸震等性能以及被切削性、可焊性等工艺性能。