鑄造應(yīng)力的產(chǎn)生,主要是由于鑄件各部分溫差不同,冷卻速度不一致,以及鑄型、型芯、芯骨、澆注系統(tǒng)等阻礙收縮的結(jié)果。因此,為了減小吊鉤拋丸機的鑄件中形成的鑄造應(yīng)力,主要應(yīng)采取各種措施減小鑄件冷卻過程中各部分的溫差,以及改善鑄型和型芯的退讓性。首先是減小鑄件各部分的溫差。工藝上采取冒口、冷鐵配合使用,加快厚大部分的冷卻,盡量讓鑄件形成同時凝固;在滿足使用要求的前提下,減小鑄件的壁厚差,分散或減小熱節(jié);提高鑄型溫度,以減小各部分的溫差,此法廣泛用于金屬型和熔模鑄造。改善鑄型和型芯的退讓性??梢圆捎每刂坪线m的型、芯緊實度,加入退讓性比較好的材料(如木屑等),鑄件提早打箱或松砂,以減小收縮時的阻力等措施。在滿足鑄件使用性能的前提下,選擇彈性模量 E和收縮系數(shù)α小的鑄造合金。消除鑄造應(yīng)力的方法即使采用上述措施,也不可能使鑄件中的應(yīng)力徹底消除,鑄件中仍然有剩余應(yīng)力存在,可通過下列方法加以消除。
人工時效,這種方法是將鑄件重新加熱到合金的臨界溫度tK以上,即使鑄件處于塑性狀態(tài)的溫度范圍。在此溫度下保溫一定時間,使鑄件各部分的溫度均勻,讓應(yīng)力充分消失,然后隨爐緩慢冷卻以免重新形成新的應(yīng)力,通常將此法稱為人工時效(也叫熱時效、消除內(nèi)應(yīng)力退火等)。人工時效的加熱速度、加熱溫度、保溫時間和冷卻速度等一系列工藝參數(shù),要根據(jù)合金的性質(zhì)、鑄件的結(jié)構(gòu)以及冷卻條件等因素來確定。這種方法的特點是:去除應(yīng)力徹底、周期短、占地少,生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用;其缺點是燃料消耗大、易產(chǎn)生氧化皮和尺寸變化、費用較高。自然時效。此法是將具有剩余應(yīng)力的鑄件露天放置數(shù)個月乃至一年多時間,隨著吊鉤拋丸機的長時間自然溫度的變化,使鑄件發(fā)生非常緩慢的變形,從而使剩余應(yīng)力消除。這種方法的特點是:費用低,但時間較長、占地面積大、生產(chǎn)效率低、去除應(yīng)力也不徹底。因此,在現(xiàn)代生產(chǎn)中較少應(yīng)用。振動時效。這種方法是將鑄件在共振條件下(振動頻率在400~6000Hz)振動10~60min,以達到消除剩余應(yīng)力的目的。時間短、設(shè)備費用低、結(jié)構(gòu)輕便,鑄件無氧化皮和尺寸變化、不受鑄件尺 寸的限制,節(jié)省人力和燃料,便于生產(chǎn)的機械化和自動化。吊鉤拋丸機的鑄件中剩余應(yīng)力測定的方法很多 (有機械電測法、應(yīng)力框、開口圓環(huán)和半圓環(huán)等), 但其基本原理都是一樣的, 即把試樣內(nèi)拉、 壓兩種相互平衡的應(yīng)力加以破壞,(或試樣產(chǎn) 生變形),然后測量變形量求得剩余應(yīng)力的大小。