大型
灰铁机床工作台、床身、立柱作为机床核心基础部件，需具备
高刚度、良好减震性、尺寸精度稳定等特性，其铸造加工工艺需围绕 “降低内部缺陷、控制变形、保证加工精度” 展开，整体流程可分为
铸造工艺和
机械加工工艺两大核心环节，具体如下：
大型灰铁机床铸件（如床身、立柱）体积大（常达数立方米）、重量重（从几吨到数十吨）、壁厚不均（局部厚大部位易产生缩孔 / 缩松），且对金相组织（珠光体基体为主）、硬度（一般要求 180-250HB）、力学性能（抗拉强度≥250MPa）要求严格，铸造工艺需重点控制 “铁水质量、造型、浇注、冷却” 四大关键步骤，主流工艺以砂型铸造为主（含树脂砂、水玻璃砂工艺），部分复杂件可辅助消失模工艺。
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原材料选择：
严格筛选生铁（低硫、低磷，如 L10、L08）、废钢（优质碳素废钢，避免混入合金元素）、增碳剂（石墨化增碳剂，提高石墨形态）、孕育剂（硅铁、硅钙合金，细化石墨、防止白口），确保成分稳定（灰铁牌号多为 HT250、HT300，需控制 C:3.2%-3.6%、Si:1.8%-2.2%、Mn:0.7%-1.0%、S≤0.12%、P≤0.15%）。
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熔炼设备：
采用中频感应电炉（容量 5-50t，适合大型铸件铁水需求），熔炼温度控制在 1480-1530℃，避免过烧；铁水出炉前需进行炉前成分快速分析（如直读光谱仪），调整成分至合格范围。
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铁水处理：
出炉后进行孕育处理（随流孕育或冲入式孕育），防止铸件出现 “白口”（硬脆组织，无法加工）；对厚大部位（如床身导轨面、立柱法兰），可采用 “局部孕育” 增强表层性能。
大型
机床铸件结构复杂（含导轨槽、油孔、筋板、安装孔），造型需兼顾 “溃散性、透气性、强度”，主流采用
树脂砂造型（冷芯盒 / 热芯盒工艺），具体流程：
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模样制作：
采用木质模样（小批量）或树脂模样（大批量），模样尺寸需预留 “铸造收缩率”（灰铁收缩率约 1.0%-1.2%），并在导轨面、结合面等关键部位设置 “工艺补正量”（后续加工余量，一般 5-15mm）。
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砂型制备：
树脂砂由原砂（石英砂 / 宝珠砂，粒度 50-100 目）、树脂（呋喃树脂）、固化剂按比例混合，手工或机械（砂箱尺寸常达 3m×2m×1.5m 以上，需配合行车吊装）造型；砂型需设置足够 “排气孔”（避免浇注时呛火、产生气孔），并在厚大部位（如床身底部筋板）放置 “冷铁”（铸铁冷铁或石墨冷铁，加速局部冷却，防止缩孔）。
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制芯工艺：
铸件内部的油孔、盲孔等空腔采用 “砂芯” 成型，砂芯用树脂砂制芯（冷芯盒工艺，效率高），芯子表面刷 “防粘砂涂料”（水基石墨涂料，避免砂芯与铁水粘连），并通过 “芯撑” 固定在砂型内，防止浇注时芯子偏移。
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浇注系统设计：
采用 “底注式 + 阶梯式浇注”（避免铁水直冲砂型导致冲砂、夹渣），浇口杯设 “过滤网”（陶瓷过滤网，拦截杂质）；冒口设置在厚大部位（如立柱顶部、床身导轨接头处），采用 “暗冒口”（保温冒口套，延长补缩时间，减少缩孔），冒口尺寸按 “模数法” 计算（确保冒口先于铸件凝固）。
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浇注参数控制：
浇注温度控制在 1380-1450℃（温度过低易产生浇不足、冷隔；过高易导致晶粒粗大、粘砂）；浇注速度匀速（大型铸件浇注时间常达 30-60 分钟，需通过流量控制阀调节），避免断流。
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落砂与清理：
铸件浇注后自然冷却至 200℃以下（避免高温落砂导致开裂），通过行车吊出砂型，采用 “振动落砂机” 去除表面砂；后续清理包括：敲除浇冒口（大型冒口需气割切除）、打磨飞边毛刺（角磨机或砂轮机）、清理内腔砂芯（高压水枪冲洗或人工清理）、表面喷丸（去除氧化皮，露出灰铁本色）。
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时效处理（核心：消除内应力，防止加工后变形）：
大型机床铸件必须进行时效处理，分为两种方式：
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自然时效：铸件露天放置 6-12 个月（利用环境温度变化释放内应力），成本低但周期长，适合高精度机床（如坐标镗床床身）；
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人工时效：在 “时效炉” 中进行，升温至 550-600℃（低于灰铁相变温度，避免组织变化），保温 4-8 小时，随炉缓冷至 150℃以下出炉，效率高（1-2 天完成），适合批量生产。
部分要求极高的铸件（如重型车床床身）会采用 “二次时效”（自然时效 + 人工时效），进一步稳定尺寸。
大型
灰铁机床铸件（如工作台、床身、立柱）的加工精度直接决定机床整体精度（如定位精度、重复定位精度），需遵循 “粗加工 - 半精加工 - 精加工” 的 “渐进式” 加工原则，重点控制导轨面、结合面、安装孔的精度，常用设备为
重型数控铣床、落地镗铣床、导轨磨床等。
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铸件检测：
加工前需进行 “铸件质量复检”，包括：外观检查（无裂纹、气孔、夹渣）、硬度检测（关键部位抽样，确保 180-250HB）、无损检测（重要部位如导轨面采用 “超声波探伤”，检测内部缩孔 / 裂纹，等级需达 GB/T 7233.1-2009 的 Ⅲ 级以上）。
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装夹定位：
采用 “三点支撑” 或 “多点找平” 装夹（避免铸件因自重变形），定位基准选择 “非加工面”（如床身侧面的工艺基准面）或 “粗加工后的平面”，通过百分表、水平仪找平（保证加工基准与设计基准一致）。
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精度检测：
采用 “激光干涉仪” 检测导轨面的直线度、平行度（如床身导轨的单根导轨直线度≤0.01mm/1000mm）；用 “大理石平台 + 百分表” 检测结合面的平面度；用 “三坐标测量机” 检测复杂孔系的位置度（如立柱安装孔的位置度公差≤±0.03mm）。
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精整处理：
精加工后对导轨面进行 “刮研”（手工或机械刮研，高精度机床必需），通过刮研点（每 25mm×25mm 内 8-12 个点）保证导轨面的接触精度；对锐边进行 “倒钝”（去除毛刺，防止装配时划伤）；关键部位（如安装孔）涂抹防锈油，避免锈蚀。
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铸件变形问题：
原因：壁厚不均导致冷却速度差异，产生内应力。
解决：优化筋板设计（避免厚大筋板，采用 “交错筋”）；增加时效时间；加工采用 “分阶段时效 + 分阶段加工”（粗加工后时效，再精加工，释放加工应力）。
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导轨面质量问题（如硬度不足、缩松）：
原因：导轨面为厚大部位，冷却慢，易出现石墨粗大、缩松。
解决：浇注时在导轨面下方放置冷铁；采用 “孕育处理 + 表面淬火”（部分机床导轨需中频淬火，硬度达 HRC45-55，提高耐磨性）；超声波探伤重点检测导轨面下 20mm 范围内的内部质量。
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尺寸精度稳定性：
原因：内应力未完全释放，加工后随时间变形。
解决：采用 “人工时效 + 自然时效” 结合；精加工后放置 1-2 周再进行 “精度复校”，确认无变形后再出厂。
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