常用合金铸件的铸造工艺特点(ppt 31)

来自常用合金铸件的铸造工艺特点铸件按材料分类铸件材料铸铁件灰铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、特种性能铸铁(耐热铸铁、耐蚀铸铁和耐磨铸铁等)铸钢件铸造碳钢、铸造合金钢铜铸件铸造青钢、铸造黄铜轻合金铸件铸造铝合金、铸造镁合金其他铸件铸造锌合金、铸造钛合金、铸造轴承合金等来自中国最大的资料库下载一、铸铁及其铸造工艺特点铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金。铸铁的基体组织是铁素体（F）和珠光体（P）按碳在铸铁中存在形式的不同，可分为：白口铸铁碳主要以碳化物（Fe3C）形式存在灰口铸铁碳主要以片状石墨形式存在可锻铸铁碳主要以絮状石墨形式存在球墨铸铁碳主要以球状石墨形式存在来自中国最大的资料库下载碳以片状石墨的形态存在的铸铁。1．灰口铸铁1）化学成份：CSiMnSP2.7～3.6%1.1～2.5%0.6～1.2%≤0.15%≤0.5%来自)灰口铸铁的组织性能牌号铸件壁厚（mm）抗拉强度（MPa）硬度用途举例HT1002.5～1010～2020～3030～50130100908011016793～14087～13182～122负荷很小的不重要件或薄壁件，如防护罩、盖板、重锤等HT1502.5～1010～2020～3030～50175145130120136～205119～179110～167100～157承受中等负荷的零件，如机座、支架、箱体、皮带轮、法兰、轴承座、泵体、阀体等HT2002.5～1010～2020～3030～50220195170160157～236148～222134～200129～190承受中等负荷的重要铸件，如气缸、齿轮、齿条、刀架、飞轮、一般机床的床身等HT2504～1010～2020～3030～50270240220200174～262164～247157～236160～225气缸、机体、齿轮、床身、油缸、阀体、凸轮、齿轮箱、衬套、联轴器、飞轮等HT30010～2020～3030～50290250230182～272168～251161～241HT35010～2020～3030～50240290260199～298182～272171～257承受高负荷、耐磨和要求高气密性的铸件。如重型机床床身、压力机床身、活塞环、液压件、凸轮等来自）影响灰口铸铁组织和性能的因素A化学成份：①碳:是形成石墨化的元素；②硅:是强烈促进石墨化的元素；③硫：硫与铁的化合物在晶界上形成低熔点（985℃）的共晶体，使铸铁热脆性增加，流动性降低，收缩率增大；④锰：可以脱硫；⑤磷：含量超过0.3%时，将形成Fe3P与Fe的低熔点共晶体，使铸铁有冷脆性。来自冷却速度：铸件的冷却速度主要受铸型导热性和铸件壁厚的影响。来自）灰铸铁的工艺性能①铸造性能特别好，不能锻、冲，焊接性能较差；流动性好，收缩小，缩孔、缩松倾向很小；吸气性、偏析性均较小，可用于制造各种薄壁复杂铸件。一般用同时凝固，不加冒口和冷铁，即可获得优质铸件。②熔炼工艺特点：熔点低，对化学成份的要求不很严格，普通冲天炉即可满足熔炼要求。原材料（生铁、回炉料、废钢铁、石灰石、萤石等）价格低，来源广，铸铁成本低。③铸型特点：普通砂型（湿砂型、少量铸件用干型）即可满足要求。来自．球墨铸铁向一定成份的灰口铸铁铁水中加入球化剂（如稀土镁合金）和孕育剂（如硅铁）进行处理后获得具有球状石墨的铸铁。1）化学成份（高碳低硅、低硫、低磷）2)组织：F、F+P、P+C球3）球化剂：作用是使石墨结晶时呈球状析出。常用球化剂是稀土镁合金，加入量1～1.6%；孕育剂：作用是促进碳的石墨化，防止产生白口。常用孕育剂是75硅铁，加入量是0.4～1.0%。CSiMnSP3.6～4.0%1.4～1.8%0.5～0.90.04%0.1%来自）牌号、性能和用途（GB1348-88）牌号基体σb（Mpa）σ0.2（MPa）δ（%）HBS用途举例QT400-18QT450-10F4004502503101810130～180160～210受压阀门、后桥壳、牵引架、铸管、农机件QT500-7F+P5003207170～230油泵齿轮、阀门、轴瓦等QT600-3QT700-2QT800-2F+PPP600700800370420480322190～270225～305245～335曲轴、连杆、凸轮轴、水轮机主轴、缸体、缸套、农机配件QT900-2贝氏体或回火马氏体9009002280～360犁铧、螺旋伞齿轮等几种铸铁与铸钢的屈强比球墨铸铁材料铸钢（退火后）可锻铸铁铁素体基体珠光体基体屈强比（σ0.2/σb）0.35～0.50.5～0.60.65～0.750.7～0.8来自）铸造性能①流动性比灰口铸铁差，铸件壁厚不宜太薄；应适当提高铁水出炉温度和浇注温度，增大浇口截面积，缩短浇注时间。②收缩大（体收缩率比灰口铸铁大2～3倍），缩孔、缩松倾向大，工艺上多采用顺序凝固加冒口补缩。要求铸件壁厚尽量均匀，避免热节，转角处应有较大的圆角。③易产生皮下气孔MgS+H2O→MgO+H2S↑故应降低铸型和型芯水份，提高铸型透气性。④铸件易膨胀变形：在铸件凝固后期，先凝固的铸件外壳还不结实，内部凝固时析出大量石墨，体积膨胀，降低继续冷却的速度。来自）熔炼工艺特点由于球铁铸件比灰铸件的性能要求高，在熔炼工艺上应采取相应的措施，才能保证质量。①精选炉料，严格控制原铁水的休学成份；②适当提高炉温；③严格控制球化处理和孕育处理工艺过程，掌握好浇注温度，浇注速度；铁水仓内冲入球化法型腔内球化法来自）球铁的热处理①退火：可获得高韧性的铁素体球铁；②正火：增加珠光体含量，细化基体，提高强度、硬度和耐磨性；③调质：可获得良好的综合机械性能。如曲轴、连杆等；④等温淬火：可获得贝氏体基体组织。韧而耐磨，螺旋齿轮等；⑤表面淬火：在工件表面层可获得马氏体组织，硬而耐磨。来自．可锻铸铁先铸成白口铸铁，再经高温长时间石墨化退火而得到的有较高韧性的铸铁，又称“韧性铸铁”或“马铁”。C：2.4～2.8%，Si：0.8～1.4%1）化学成份2)组织和性能①白心可锻铸铁：白口铸铁在氧化气氛中退火，产生几乎是全部脱碳的可锻铸铁，在我国极少应用；②黑心可锻铸铁：白口铸铁在中性气氛中热理，使碳化铁分解成絮状石墨与铁素体，正常断口呈墨绒状并带有灰色外圈的可锻铸铁。③铁素体可锻铸铁：基体主要为铁素体的黑心可锻铸铁；④珠光体可锻铸铁：基体主要为珠光体的黑心可锻铸铁；来自中国最大的资料库下载可锻铸铁的牌号、性能和用途类别牌号σb（Mpa）σ0.2（MPa）δ（%）HBS用途举例黑心可锻铸铁KTH300-06KTH330-08KTH350-10KTH370-12300330350370--300-681012≤150机床搬手、汽车拖拉机的转向机构、后桥壳体、水管零件（如三通、弯头、阀门），农机零件等珠光体可锻铸铁KTZ450-06KTZ550-04KTZ650-02KTZ700-024505506507002703404305306422150～200180～230210～260240～290曲轴、连杆、凸轮轴、活塞环、万向接头、棘轮、线路金属用具3）铸造工艺特点①含碳、硅量较低，熔点较高，结晶温度范围大，流动性差；为防止产生浇不足、冷隔，应适当提高炉温和浇注温度（1360℃）②白口铁收缩大，缩孔、缩松和裂纹倾向大，应设置冒口补缩；要求砂型的耐火性、退让性要好。来自．稀土系球墨可锻铸铁将一定化学成份的原铁水进行变质处理，控制其石墨化的能力，使用权其按介稳定系凝固，同时析出少量石墨，再经石墨化退火，使渗碳体分解，得到具有球状石墨组织的铸铁。这是我国自行研究开发的一种新型铸造合金。1）球墨可锻铸铁的特点与球墨铸铁比较：①组织均一性好，质量稳定；②机械性能与球铁相当，低温冲击韧性优于球铁；③抗缩松的能力优于球铁；④导热性优于球铁，抗氧化性、抗热疲劳性等与球铁相当；⑤对原材料的要求不如球铁严格，生产成本低于退火球铁。来自中国最大的资料库下载与可锻铸铁比较：①机械性能优于可锻铸铁，综合性能好②碳当量可在较宽的范围内选择，允许出现麻口组织；③铸造性能优于可锻铸铁；④退火周期较可锻铸铁短，节约能源。平均机械性能材料抗拉强度（Mpa）延伸率（%）硬度（HBS）球墨可锻铸铁42015.12145可锻铸铁36512.75124来自）球墨可锻铸铁的应用目前，已在汽车配件、玻璃模具、线路金具等产品上应用，取得了良好的效果。来自中国最大的资料库下载二、铸钢1.铸钢的性能及分类铸钢具有良好的综合机械性能，常用于制造形状复杂，要求具有高强度、塑性、韧性或其它特殊性能的机器零件。分类使用性能用途低碳铸钢导磁性好铸造电机壳体、电磁吸盘中碳铸钢综合机械性能好机车车架、轧辊、轧钢机架、曲轴连杆等重要的机器零件碳素铸钢高碳铸钢韧性差很少应用低合金铸钢合金总含量5%，比同类碳钢有更高的机械性能中合金铸钢合金总含量5～10%合金铸钢高合金铸钢合金总含量10%，具有耐酸、耐热、耐磨、抗冲击等特殊性能高锰钢：颚式破碎机颚板、拖拉机履带耐热钢：汽轮机叶片、加热炉炉撑不锈钢：耐酸泵体等来自．铸造碳钢的牌号、成份、性能及用途以ZG270-500铸钢为例，“ZG”表示“铸钢”，后面的第一组数字表示屈服强度值，第二组数字表示抗拉强度值。化学成份机械性能牌号CMnSiσs（Mpa）σb（Mpa）δ（%）用途ZG200-4000．200．8020040025承受载荷不大，要求韧性的零件如机座、变速箱壳体等ZG230-4500．3023045022有一定强度、较好塑性，用于轴承盖、底板、阀体、上壳等ZG270-5000．400．5027050018有较高强度、较好塑性，用于轴承座、连杆、箱体、机架、缸体等ZG310-5700．5031057015承受载荷较高的零件，如大齿轮、缸体、制动轮、辊子等ZG340-6400．600．900．6034064010有高强度、硬度用于起重运输机中齿轮、联轴器及重要机件来自．铸钢的工艺性能①焊接性能比铸铁好，可采用铸-焊复合工艺，制造大型复杂铸件；②铸钢的熔点高（约1500℃），流动性差，在熔炼过程中易吸气和氧化，因而铸造性能差。要求铸钢件壁厚≥8mm（砂型铸造）；要适当提高浇注温度和浇注速度。③收缩率大，E体约为10～14%，E线约为1.8～2.5%，缩孔、缩松倾向大，应采用顺序凝固加冒口补缩，要求铸钢件壁厚尽可能均匀，避免热节，适当增大转角处的圆角半径。来自中国最大的资料库下载铸钢熔点高，对化学成份要求严格。故不能用冲天炉熔炼，多采用电弧炉或感应电炉进行熔炼。由于钢水温度高，流动性差，收缩应力大，要求型砂和芯砂的耐火性、强度、透气性、退让性都要好。为防止粘砂，型腔表面要涂以石英粉或锆砂粉等耐高温涂料。为减少气体来源，提高流动性，增加强度，大件多采用干型或水玻璃砂快干型。对小而复杂的铸钢件，可采用熔模精密铸造。4．熔炼工艺特点5．铸型特点来自中国最大的资料库下载目的：消除内应力，细化晶粒，提高机械性能。①低碳钢：可用正火代替退火；②中、高碳钢：用退火处理。6．铸