長(cháng)期以來(lái)，我國機床鑄件的材質(zhì)是灰鑄鐵，并已制訂了灰鑄鐵的標準。為什么機床行業(yè)還要制訂機床鑄件的行業(yè)標準呢?這是因為作為工作母機的機床對鑄件有著(zhù)特殊的要求：高的抗拉強度、高的彈性模量、良好的導軌耐磨性、優(yōu)良的尺寸穩定性、良好的減振性、較好的加工性、較高的尺寸精度與表面光潔度。
機床鑄件的這些性能直接影響著(zhù)機床質(zhì)量。我國的機床質(zhì)量與世界水平還有相當差距，可從我國機床的進(jìn)出口情況反映出來(lái)。我國的機床生產(chǎn)數量雖是世界一，但擋不住進(jìn)口，目前我國機床進(jìn)口占世界機床進(jìn)口的23%，即機床進(jìn)口也是世界一，尤其是在數控機床方面，進(jìn)口數量很大。在機床出口方面差距更大，世界機床主要生產(chǎn)國的機床出口量與生產(chǎn)機床總量的比重為50%以上。我國作為機床產(chǎn)量世界一的大國，機床進(jìn)出口的這種狀況說(shuō)明我國機床在質(zhì)量與性能水平上與先進(jìn)國家相比仍有較大的差距。
影響機床質(zhì)量的因素是多方面的，占機床重量70%~80%的機床鑄件質(zhì)量是重要因素之一。隨著(zhù)我國數控機床的發(fā)展，對機床鑄件的質(zhì)量要求日益提高。國內機床鑄件存在的問(wèn)題與差距主要有以下方面。
①鑄件強度。國內機床鑄件強度的提高是在大幅降低碳當量下達到的。因此，在生產(chǎn)低碳當量的HT300，HT350時(shí)，因收縮增加導致的縮松，因鑄造應力增加引起的變形，因硬度增加導致加工性能的惡化是生產(chǎn)高牌號機床鑄件經(jīng)常發(fā)生的問(wèn)題。將縮松、變形列為有生產(chǎn)難度的企業(yè)占36%~45%。一些企業(yè)將縮松、變形、尺寸精度穩定性列為較需要解決的問(wèn)題之一。在灰鑄鐵中，鑄鐵的力學(xué)性能與鑄造性能是相互矛盾的。高碳當量、高強度是機床鑄件的發(fā)展方向，目前國內尚有較大差距。下面列舉的薄壁化、尺寸穩定性、減震性、加工性等存在的問(wèn)題，皆與國內機床鑄件的低碳當量有關(guān)，在低碳當量下獲得高強度是我國機床鑄件的首要差距。
(2)鑄件的薄壁化。我國機床的重量比國外約重8%~10%，機床鑄件主要壁厚也大于國外。國外中等機床鑄件的主要壁厚已達1425mm，小型機床已達8一12mm。國內低碳當量高強度灰鑄鐵是實(shí)現薄壁化及機床輕量化的重要障礙。在“現代機床的發(fā)展對機床鑄件的要求哪些方面提高了”一欄中，填寫(xiě)“薄壁化”的企業(yè)占72%。
(3)尺寸精度穩定性。低碳當量高強度的灰鑄鐵導致了內應力的增加。碳當量越低，內應力越高，變形也越大。有81%的企業(yè)認為機床鑄件高強度、高剛度與低應力矛盾是急需解決的難題。低碳當量、低Si/C比是造成內應力增加的重要原因之一。
(4)減振性。近50年來(lái)，機床的加工精度提高了100倍，發(fā)達國家的機床已進(jìn)入亞微米、納米級的水平，對機床鑄件的尺寸精度穩定性及減振性有較高的要求。同等強度下，高碳當量的灰鑄鐵較低碳當量的減振性，因為片狀石墨在應力下產(chǎn)生的微觀(guān)塑性變形與位錯加速了振動(dòng)的衰減，較多的石墨有利于減振性的提高。
(5)加工性能。低碳當量高強度灰鑄鐵使機床鑄件加工性能惡化，有45%的企業(yè)認為高強度與切削性能協(xié)調是急需解決的難題。在同強度下，具有較低的硬度是我們希望的，但在低碳當量高強度下是難以達到的。
(6)大型化。重型機床的發(fā)展使機床鑄件向大型化方向發(fā)展，生產(chǎn)40~150t的重型鑄件日益增多。有72%的企業(yè)認為現代機床對機床鑄件在大型化方面的要求提高了。因生產(chǎn)大斷面、大噸位鑄件導致強度低、硬度低、截面敏感性差、組織不均勻的問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，尤其是生產(chǎn)灰鑄鐵重型鑄件時(shí)，其碳當量的降低，致使縮松、內應力增加，薄壁處滲碳體增多及裂紋等傾向更為突出。大型鑄件的試棒性能與本體性能相差甚遠，往往試棒合格，而本體鑄件石墨粗大，性能下降，導軌組織不均勻，導致淬火后硬度不均，并產(chǎn)生微裂紋。大型鑄件一般不會(huì )輕易報廢，故焊補、修補工作量加大，回用品增多，質(zhì)量下降。
(7)消除鑄造應力的時(shí)效處理。采用熱時(shí)效的企業(yè)占70%，振動(dòng)時(shí)效的占20%，自然時(shí)效的占10%。在時(shí)效過(guò)程中，時(shí)效不到位，時(shí)效流于形式，甚至有增加新應力及熱時(shí)效后斷裂的現象。用熱時(shí)效消除鑄造應力的效果與升溫速度、保溫溫度、降溫速度關(guān)系密切，執行不到位往往事倍功半。退火窯內的溫度差應為120℃，溫差過(guò)大導致鑄造應力增加，工件在退火窯中的擺放方式，放置位置也與消除應力關(guān)系密切，執行不到位，效果相差甚遠。
(8)球墨鑄鐵材質(zhì)。隨著(zhù)大型數控機床的發(fā)展，球墨鑄鐵機床件的數量急劇增加。該材質(zhì)在增加機床鑄件強度、剛度的同時(shí)，減輕了機床重量，但因球墨鑄鐵材質(zhì)制造的特殊性，也帶來(lái)了縮松，夾渣，球化不良等一系列問(wèn)題。機床球墨鑄鐵件往往是大件，同樣存在大斷面球鐵易產(chǎn)生的種種問(wèn)題。目前生產(chǎn)40~150t的球墨鑄鐵機床件日益增多，目前國內生產(chǎn)的大噸位，大斷面球墨鑄鐵件有很多是用在機床上的。大斷面球墨鑄鐵件產(chǎn)生的球化衰退、組織異常、石墨球數減少、形狀畸變及球化衰退等問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。
(9)彈性模量。國內企業(yè)未列入內控指標。
