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1、常用铸造合金的熔炼 及其铸件的生产,一、钢铁的生产过程,目录,钢锭,钢水浇注成钢锭的方法,二 常用合金铸件的生产,1、铸铁件的生产1）概述 铸铁分类,目录,影响铸铁石墨化的因素 化学成分 冷却速度2）普通灰口铸铁件的生产普通灰口铸铁的成分及组织 接近共晶成分,F+G片,F+P+G片,P+G片,普通灰口铸铁的性能机械性能：b:125250MPa、k 趋于零。工艺性能：不能锻造和冲压；焊接性很差；良好的铸造性；切削加工性好。其它性能：良好的减震性、耐磨性；缺口敏 感性低于钢。,牌号意义 单铸30mm试棒的抗拉强度值，分为六个牌号 HT100 HT150 HT200 HT250 HT300 HT35
2、0牌号的选用 根据铸件受力处的主要壁厚或平均壁厚，按国标GB943988所规定的参考值选。注：普通灰口铸铁的壁厚增大，强度降低。,普通灰口铸铁的牌号（GB9439-88）,灰铸铁的壁厚与强度的关系,灰铸铁的用途,孕育处理对大铸件截面硬度的影响,普通灰口铸铁的孕育处理 应用：静载下要求较高强度、高耐磨性或高气密性的铸件，特别是厚大铸件。,普通灰口铸铁的铸造工艺特点熔炼与浇注：在冲天炉内熔炼，不需炉前 处理，直接浇注。铸造工艺不需冒口和冷铁，一般采用同时凝固。浇注系统截面多采用封闭式 F内F横F直 或 F内F直F横对型砂的要求比钢低，粘土砂，中小型件可用湿型砂。一般不需热处理，或仅需时效处理,3）
3、可锻铸铁件的生产组织：钢基体上分布有团絮状石墨,P+G团絮,F+G团絮,性能（与普通灰口铁比）具有较高的韧性 12 k30J/cm2牌号：黑心可锻铸铁 KTH300-06 珠光体可锻铸铁KTZ450-06应用：结构复杂，承受冲击载荷的薄壁零 件，如水管弯头，农机具，阀门等。,可锻铸铁的牌号、机械性能及应用,生产特点 先铸出白口铸铁坯料 再进行长时间的石墨化退火,石墨化退火的总周期一般为4070小时,高温阶段的石墨化退火时间需1020小时,可锻铸铁的石墨化退火工艺,铸造性能（与普通灰口铁比）及铸造工艺特点铸造性能 熔点高，流动性差、收缩大 易产生冷隔、浇不足，缩孔，缩松、裂纹等 缺陷。铸造工艺
4、高的铁水温度；顺序凝固原则设计浇冒口；浇注系统截面加大，以缩短充型时间；提高型砂的退让性，设计适当的铸筋以减少裂纹。,4）球墨铸铁件的生产组织：钢基体上分布有球状石墨,P+G球,F+G球,F+P+G球,性能 良好的机械性能 b:400600MPa 0.2/b0.7=218%牌号 QT450-10应用 以铁代钢，生产重载机件，如曲轴。生产工艺特点 成分：高碳、高硅、低P、S 球化处理 孕育处理,球墨铸铁的牌号、机械性能及应用,球化处理工艺有冲入法和型内球化法,冲入法,型内球化法,铸造工艺 高的出炉铁水温度 浇注系统的截面积灰铸铁 采用半封闭或开放式浇注系统（球铁易氧 化）增加铸型刚度，安放冒口、
5、冷铁以防止缩 孔，缩松。严格控制型砂中的水分及原铁水的碳、硅 含量，降低铁水中含硫量和残余镁量，防 止产生气孔 Mg+H2O=MgO+H2 MgS+H2O=MgO+H2S,5）蠕墨铸铁件的生产组织 钢基体上分布有蠕虫状石墨,性能 强度、塑性、韧性、耐磨性优于灰铸铁 铸造性能优于球墨铸铁 具有良好的热疲劳性及导热性应用 代替灰铸铁生产较高要求的铸件，如液压阀，钢锭模等,牌号 RuT420生产特点 成分：高碳、高硅、低 P、S 球化处理 孕育处理铸造工艺 与灰口铁接近,蠕墨铸铁的牌号和机械性能,蠕墨铸铁的牌号及应用,2铸钢件的生产,1）铸钢的分类、性能及应用 性能：具有高的强度及塑韧性，焊接性好
6、应用：制造承受较大载荷及冲击载荷的重要机件，如 火车轮、车箱车钩、高压阀门。2）牌号（GB11352-89)ZG200-400 ZGMn13 ZG1Cr18Ni9Ti,3）铸钢的铸造性能及铸造工艺特点,铸造性能铸钢的熔点高，铸件易产生粘砂缺陷钢液易氧化、渣较多铸钢的流动性差铸钢的收缩大易产生热裂或变形,铸造工艺一般用水玻璃砂造型浇注系统多采用底注开放式，使液流尽量平缓浇注系统截面积要大、简单、拐弯不要多；浇注温度高。按顺序凝固原则设计浇冒口系统，热节处加冷铁或冒口在易产生裂纹处设收缩筋，对易变形的铸件则常设拉筋以加强刚性。铸钢件需热处理,3铝合金铸件的生产1）铸造铝合金的熔炼,设备：坩锅炉、反
7、射炉、工频炉熔炼特点：元素烧损大、易吸气熔炼方法：常规熔炼法:以Mg、Al、Zn金属锭作炉料，其余元素以中间合金形式加入。合金锭重熔法：直接按牌号购买铸造铝合金锭重熔一次熔炼法：大部分合金元素以纯金属锭加入。,熔炼工艺：熔剂（覆盖剂）KCl、NaCl精炼除气，熔炼后期通入氯气或压入氯盐、氯化物，如氯化锌、六氯乙烷等，以除去合金液内的气体和氧化夹杂。细化晶粒：Al-Mg、Al-Cu中加入Ti、B、Zr 等元素或其盐类，使晶粒细化。变质处理：Al-Si合金熔炼时，加变质剂，以细化晶粒。,2）铝合金的铸造工艺特点,铸造性能 极易吸气、氧化；收缩大；易产生缩孔、缩松、夹渣、变形、甚至开裂等缺陷。铸造工
8、艺充型：十分平稳，不产生涡流、飞溅和冲击现象，尽快充满铸型型砂：SiO2含量低的硅砂，粒度应较细100/200目,浇注系统：较矮铸件：顶注式或中间注入式其余：底注开放式或垂直缝隙式浇注系统内有时放过滤网，以撇渣。内浇道数量应多些，以便快速充型。浇注系统应有利于实现顺序凝固和冒口的补缩充分发挥冷铁作用以增强冒口的补缩效果。,4 铜合金铸件的生产1）铸造铜合金的熔炼 设备：坩锅炉、工频炉、中频炉 熔炼工艺 熔剂：熔化青铜时加入玻璃、硼砂以覆盖铜液 脱氧剂：出炉前加入0.30.6%的磷铜进行脱氧2）铜合金的铸造工艺特点,铜合金的铸造工艺特点,课堂讨论题 1 从石墨的存在和影响分析灰口铸铁的性能特点。2为什么灰铸铁件的截面增大其强度反而降低？3 孕育铸铁与普通铸铁有何区别？如何获得孕育铸铁？4 冲天炉熔炼时，加入废钢、硅铁、锰铁的作用是什么？若采用单一的生铁锭或回炉铁为原料，铸出的产品品质 如何？若采用单一的废钢来熔炼，铸出的产品属于铸钢 还是铸铁？5 分析比较灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁的 组织、性能、生产特点、铸造性能及铸造工艺。,5 分析比较灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁的 组织、性能、生产特点、铸造性能及铸造工艺。,
