铸造工艺对机械轴承座性能的影响探析

郑晓峰

摘 要 随着社会经济的发展，我国的铸造工艺有了很大进展。这也有效促进了我国工业化事业的机械改革创新的进步，尤其是在大型机械的部件性能优化方面也具有一定的关键促进性意义。本文将着重对机械轴承座性能的提升进行研究，主要是探索不同铸造工艺下的水平影响，从而有效促进我国机械设备性能的提升和改变。

关键词 铸造工艺；机械轴承座性能；浇注温度

引言

轴承座是用來支撑和固定轴承的构件，而且还承受和分担轴承传来的压力。它能够减轻轴承的扭动和振动，为机械设备的正常运作提供保证和支持。因此，轴承座的质量和性能对机械设备的运行起着越来越重要的作用。在轴承座的生产加工中，铸造是常用的生产工艺，它能获得较高质量的产品。虽然我国已成为铸件产量大国，但在技术上还有待提升和加强。为此，本文采用不同的工艺参数进行了机械轴承座铸件的冲击试验和磨损试验，研究了铸造工艺对机械轴承座冲击性能和耐磨损性能的影响，并找出了机械轴承座的最佳铸造工艺参数。

1 研究铸造工艺对机械轴承座性能影响的背景分析

轴承在实际的工作过程中不仅仅能够降低由于大量摩擦力对机械设备的工作过程中造成不同程度的磨损状态，延长机械设备的使用寿命，而且还可以有效保证其回转的精度，将机械本身承载的多种负荷进行压力的分解，使得机械设备的性能和安全可靠性被进一步的提升，从而使得机械设备的使用性能在一定的范围内发挥出最大的作用。对于轴承的生产加工和铸造来说，由于其结构的复杂性和质量的不稳定性，很容易由于受到不均衡的热环境影响而导致其形态发横变化，这样对于铸造工艺的要求也变得越来越严格和苛刻了。因此，本文对于机械轴承座铸件的冲击试验和磨损试验进行了不同工艺参数影响下的研究，主要是为了探索铸造工艺对于机械轴承座性能的影响，从而找出最适合的铸造工艺参数，帮助我国机械设备进行现代化的改革创新[1]。

2 实验材料与方法研究分析

2.1 试验材料和铸造工艺参数

试验材料为机械轴承座用ZG35CrMo钢。轴承座的尺寸为2360mm×1640mm×1280mm，壁厚为52～256mm。其化学成分采用SPECTROXEPOS型X射线光谱仪测试。铸造工艺选取重力浇注系统。

2.2 铸造工艺参数

为了在一定程度上提升机械轴承座性能，必须要在铸造的时候对其工艺参数进行研究，一般是借助重力浇注系统来研究其铸造工艺参数，具体的铸造工艺参数选择如下：当浇注温度控制在1460℃、1480℃、1500℃、1520℃、1530℃、1540℃、1560℃，这一温度区间的浇注时间都是90S，而1530℃的情况较为复杂，需要研究其在同一温度，不同浇注时间下的机械轴承座性能研究，将时间控制在45S、60S、75S、105S、120S之内。

2.3 测试方法

冲击试样为标准V型缺口试样。试验后的断口形貌用JSM6510型扫描电子显微镜（SEM）进行观察。试样尺寸为准50mm×10mm试样的磨损试验在MM200型磨损试验机上测试。具体参数为400r/min转速，100N工作压力，30min磨损时间，并于室温下进行相关测试。为了保证试验的结果准确且具有可比性，必须保持磨损材料的表面一致。试样磨损后的形貌图用JSM-1型扫描电镜进行观察[2]。

3 试验结果

3.1 冲击性能

整个轴承座的冲击吸收能够随着浇注温度的升高而呈现出先增大后减小的发展趋势。把浇注温度控制在1460℃的时候，试样的冲击吸收能力为69J，这时候的冲击性能是最差的；当浇注温度在1480℃的时候，其冲击吸收能力为75J，比起之前的增加了9%；而试验后期浇注温度为1520℃时，冲击吸收能力又被增强28%，达到了88J；后期浇注温度为1560℃时，冲击吸收能力有所小江，为82J。因此，为了使得机械轴承座性能呈现出最佳的结果，要选择浇注温度为1530℃左右最为适宜。

3.2 导热性能分析

在加热过程中温度过高，标钢可能会导致铸件发生脱碳的现象，根据锰钢的厚度能够对保温的时间进行计算，主要采用25mm/h的计算方法，这样能够确保组织的碳化物能够充分溶解。再进行预热和加热两个操作之后，需要采取迅速冷却的方法，这样能够起到韧性处理的作用。如果想要水韧处理的方式，则要确保入水的温度需要保持在1000℃左右，在入水时要进行三次以上的摆动。在整个过程中，需要采取循环水注入的方式进行冷却，这样能够防止水温过高。水韧处理要在450℃的情况下保持8h左右，这样能够提高锰钢的强度，最终达到提高锰钢的整体耐磨性能。在水切处理的过程中，对于温度的控制要十分精准，当温度大于450℃时，会使得碳化物发生变化，这样会降低锰钢的韧性，不能使锰钢达到高耐磨的性能。

3.3 耐磨损性能

当浇注时间为45s时，试样的磨损体积为41×10-3mm3，此时试样的磨损体积最大。当浇注时间达到60S时，磨损体积相对于前一个时间段减少了15%，磨损体积为35×10-3mm3，磨损体积在90S的时候，达到了最小值，磨损体积为14×10-3mm3；在后期更长时间的浇筑过程中，磨损体积又会慢慢增加。因此，为了使的机械轴承座性能呈现出最佳的结果，综合不同浇注温度和浇注时间处理下的轴承座试样的冲击性能和磨损性能试验结果，当浇注温度为1530℃，浇注时间为90s时，轴承座的冲击性能和耐磨损性能均达到最佳效果，浇注温度应优选为1530℃，浇注时间应优选为90s。

4 结束语

综上所述，为了有效促进我国工业化水平的发展和进步，对于相应的机械设备性能提升也需要进行良好的控制和优化。在很多不同规模的机械轴承座使用过程中，往往会由于使用时间过长而导致构件本身的性能受到影响而影响其使用寿命。因此，本次研究对机械轴承座性能的提升注重对其铸造工艺进行提升，最后能够明确的发现机械轴承座的性能会受到浇注时间和浇筑温度等因素带来的影响，从而帮助我国相关行业的工作人员能够对机械轴承座性能的提升进行一定优化措施的制定和改革创新。

参考文献

[1] 王益辉，王红阁.铸造工艺对机械叶轮铝合金性能的影响[J].热加工工艺，2018，47（07）：105-107，111.

[2] 任韶安，孙鑫志，李修杨.大型铸铁件的发展及对铸造材料的新需求[J].铸造技术，2012，34（6）：75-78.