机床铸件在铸造时,由于各部分冷却速度不一,或多或少地存在着内应力,这种残余内应力通常称为浇铸应力。它有时候会超过机床铸件的屈服强度或极限强度,结果引起了机床铸件的扭曲或开裂。为了消除或减少机床铸件的残余内应力,可以采用热处理的办法,即采用低温退火(亦称人工时效)来消除残余内应力。
这种热处理操作也包括加热、保温和冷却三个阶段。
(1)加热
机床铸件进行低温退火时,加热须十分缓慢,以避免由于机床铸件本身壁厚不同,温度相差太大,以致有新的内应力产生。在实际工作时,根据机床铸件形状的复杂程度,加热速度一般都选定在60~170℃/h的范围内,并应采用冷炉或低温炉加热。加热温度经常选择550~600℃范围内。提高加热温度不仅可以缩短保温时间,并且可以比较彻底地消除残余内应力。但是加热温度超过500℃,可能有部分渗碳体发生分解(尤其是铸铁中含硅量较多时),破环了由铸造所获得的组织与性能,这是我们所不希望的。所以,只有当机床铸件强度要求较低而又允许降低硬度时,退火温度可以提高一些,例如,提高到500~600℃范围内。但是,当机床铸件的硬度不允许降低时,则应根据机床铸件中之含硅量大于或小于2%,退火温度分别在450℃及500℃左右进行。
(2)保温
保温时间须充分,以保证机床铸件各个部分完全加热到规定的温度,一般约为4~10h,而且保温时间与机床铸件的形状、大小、技术要求以及加热温度和装炉量等都有直接关系
(3)冷却
机床铸件须以非常缓慢的速度冷却至150~250℃才可以出炉,在实际生产中,多采用炉冷(冷却速度25~75℃/h)到150~250℃以下,出炉空冷。