机床铸件的时效处理有哪些

一、机床铸件时效处理的核心方法

机床铸件在铸造过程中会产生残余应力，若不及时取消会导致变形、开裂等问题。时效处理是稳定铸件性能的关键工艺，主要包括以下四种方法：

1. 自然时效

将铸件露天放置6个月至2年（具体时间取决于铸件尺寸和环境温度），利用昼夜温差和自然应力释放达到稳定效果。优点是成本低、操作简单，但周期长且占用场地，适合对生产节奏要求不宽松的大型铸件。

2. 热时效（人工时效）

通过加热加速应力释放，典型工艺为：以50~100℃/h升温至500~600℃（铸铁件）或300~350℃（铸钢件），保温4~8小时后缓冷（参考《GB/T 9439-2010》）。该方法效率好（1~3天完成），但能耗大，需准确控温以避免组织相变。

3. 振动时效

采用机械振动装置（频率50~200Hz，振幅0.1~0.5mm）对铸件施加周期性载荷，促使内部应力重新分布。处理时间通常为20~40分钟，能耗仅为热时效的1/10，但对复杂结构件效果有限。

4. 亚共振时效

针对铸件固有频率设计振动参数（通常低于共振频率10%~15%），通过亚共振状态实现深层应力取消。美国金属学会（ASM）研究显示，该方法可使残余应力降低60%~80%，且无需加热，适合细致机床铸件。

二、时效工艺的选择与优化建议

1. 根据材料特性匹配工艺

- 铸铁件：优先热时效或自然时效，因石墨形态对温度敏感。

- 铸钢件：振动时效更适用，避免高温导致晶粒粗化。

2. 结合生产需求权衡

- 批量生产：热时效+振动时效组合可缩短周期。

- 单件大型铸件：自然时效或亚共振时效更经济。

3. 质量控制要点

- 热时效需监控炉温均匀性（±10℃以内）。

- 振动时效后需用X射线衍射法检测应力残留量（建议≤30MPa）。