1、铸件变形

        铸件清理后,发生翘起或扭曲变形,其几何形状与图样不符,这种缺陷称为铸态变形。铸态变形可分为技术铸态变形和操作铸态变形两大类。由于铸件结构设计不合理,铸造工艺不恰当,铸造过程失控而产生的变形缺陷称为技术铸态变形。由于人为因素(如模样制作错误、合型时砂芯下错等),而造成的变形缺陷称为操作铸态变形。检查时应注意加以区别。

        2、铸件产生变形的原因

        1)铸件的扩口变形  如一半圆形齿轮铸钢件。图纸要求开口处直径为Do;但此件在铸态时,其尺寸为D1,并且半圆边端翘起,这种变形为扩口变形。其形成原因是在开口尺寸处的砂芯或砂型阻碍了铸件的收缩,使铸件开口自由结构部分发生塑性变形(永久变形),从而产生了扩口变形缺陷。

        2)翘曲变形  清砂后的铸件发生两端或一端甚至外围边端翘曲变形,使铸件中部下凹,导致铸件不平整,这种形式变形称为翘曲变形。铸件发生翘曲变形时,其中部下凹处最大变形量称为挠度f。其形成原因为:由于铸件冷却时,铸件厚薄或粗细不均,存在温差,造成铸件各部位冷却速度不同,产生不均匀的塑性变形,导致形成了翘曲变形。翘曲变形是一种超过材料的屈服强度的塑性变形。

        3)微量自变形  合金材料中,灰铸铁最容易发生微量自变形。灰铸铁落砂清理后,存在的残余应力主要是残余热应力。残余应力除了会使铸件产生冷裂,铸件变形等缺陷外,也是产生微量自变形的主要原因。残余应力即使没有超过材料的屈服强度,但在其作用下,灰铸铁随着时间的延续,也会缓慢地发生微量塑性变形,这种变形称为微量自变形。随着这种变形的发生,残余应力得到松弛,故微量自变形也称为松弛变形。灰铸铁发生这种变形,会使尺寸发生变化,导致机械加工后的灰铸铁零件尺寸不稳定,称为尺寸失稳。

        3、铸件变形防止措施

        1)铸件扩口变形的防止措施  对于柔性结构铸件的扩口变形,可用拉筋消除开口的自由结构部分,使柔性结构铸件具有刚性,待铸件热处理后再去除拉筋;也可增加形成开口尺寸处的砂型或砂芯退让性,减小扩口变形。对于半圆齿轮铸件,可采用整圆铸造,待热处理后,再切成两个半圆铸件。

        2)铸件翘曲变形的防止措施  首先,合理设计铸件结构,力求壁厚均匀,条形或板形铸件应具有刚性断面,有利于防止翘曲变形。其次,采取合理的铸造工艺措施,铸件实现同时凝固有利于防止翘曲变形。根据铸件翘曲变形的方向(下凹为负值,外凹为正值)和大小采用反挠度制作模样,也可消除铸件翘曲变形。从铸件工艺上说,为了防止铸件翘曲变形,应采用干型(刚性好);对柔性结构铸件应尽早卸除压箱铁或松开砂型的紧固装置。

3)微量自变形的防止措施  为了防止灰铸铁的微量自变形,保证零件的尺寸稳定性,可采取选择硅/碳比值高的灰铸铁(如HT250以上)。这样,不仅保证灰铸铁的强度、刚度和弹性,同时提高了材质的静刚度,改善了铸造性能。减少了微量自变形;使铸件各部分实现同时冷却和同时凝固,以减少铸件残余应力。可采用分散引入内浇口,使铸件冷却时温度均匀,或在型砂或芯砂中加入木屑,增加铸型或砂芯的退让性,获得残余应力较低的灰铸铁件;在机械加工以前,对铸件进行时效热处理。