常用合金铸件的铸造工艺特点(ppt 31)3611.pptx

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1、1.4 常用合金铸件的铸造工艺特点常用合金铸件的铸造工艺特点铸件按材料分类一、铸铁及其铸造工艺特点一、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：碳以片状石墨的形态存在的铸铁。1灰口铸铁灰口铸铁1）化学成份：）化学成份：2)灰口铸铁的组织性能灰口铸铁的组织性能3）影响灰口铸铁组织和性能的因素）影响灰口铸铁组织和性能的因素 A 化学成份：化学成份：碳:是形成石墨化的元素；硅:是强烈促进石墨化的元素；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；锰：可

2、以脱硫；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。B 冷却速度：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。4）灰铸铁的工艺性能）灰铸铁的工艺性能 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。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。铸型特点：普通砂型（湿砂型、少量铸件用干型）即可满足要求。2球墨铸铁

3、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）化学成份（高碳低硅、低硫、低磷）2)组织：组织：F、F+P、P+C球球3）球化剂：）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11.6%；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0.41.0%。4）牌号、性能和用途（）牌号、性能和用途（GB1348-88）几种铸铁与铸钢的屈强比5）铸造性能）铸造性能 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

4、，缩短浇注 时间。收缩大（体收缩率比灰口铸铁大23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。易产生皮下气孔 MgS+H2OMgO+H2S 故应降低铸型和型芯水份，提高铸型透气性。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。6）熔炼工艺特点）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。精选炉料，严格控制原铁水的休学成份；适当提高炉温；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

5、化法 型腔内球化法7）球铁的热处理）球铁的热处理 退火：可获得高韧性的铁素体球铁；正火：增加珠光体含量，细化基体，提高强度、硬度和耐 磨性；调质：可获得良好的综合机械性能。如曲轴、连杆等；等温淬火：可获得贝氏体基体组织。韧而耐磨，螺旋齿轮 等；表面淬火：在工件表面层可获得马氏体组织，硬而耐磨。3可锻铸铁可锻铸铁 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：2.42.8%，Si：0.81.4%1）化学成份）化学成份2)组织和性能组织和性能 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；黑心可锻铸铁：白

6、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。铁素体可锻铸铁：基体主要为铁素体的黑心可锻铸铁；珠光体可锻铸铁：基体主要为珠光体的黑心可锻铸铁；3）铸造工艺特点）铸造工艺特点 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）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。4稀土系球墨可锻铸铁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

7、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）球墨可锻铸铁的特点 与球墨铸铁比较：与球墨铸铁比较：组织均一性好，质量稳定；机械性能与球铁相当，低温冲击韧性优于球铁；抗缩松的能力优于球铁；导热性优于球铁，抗氧化性、抗热疲劳性等与球铁相当；对原材料的要求不如球铁严格，生产成本低于退火球铁。与可锻铸铁比较：与可锻铸铁比较：机械性能优于可锻铸铁，综合性能好 碳当量可在较宽的范围内选择，允许出现麻口组织；铸造性能优于可锻铸铁；退火周期较可锻铸铁短，节约能源。3）球墨可锻铸铁的应用）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

8、好的效果。二、铸钢二、铸钢 1.铸钢的性能及分类铸钢的性能及分类 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。2铸造碳钢的牌号、成份、性能及用途铸造碳钢的牌号、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。3铸钢的工艺性能铸钢的工艺性能 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；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。收缩率大，E体

9、约为1014%，E线 约为1.82.5%，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。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熔炼工艺特点熔炼工艺特点5铸型特点铸型特点 目的：目的：消除内应力，细化晶粒，提高机械性能。低碳钢：可用正火代

10、替退火；中、高碳钢：用退火处理。6铸钢的热处理：铸钢的热处理：7铸造合金钢铸造合金钢 对化学成份、熔炼工艺要求更严格。三、铸造铝合金三、铸造铝合金 1常用铸造铝合金常用铸造铝合金1)常用铸造铝合金的牌号，化学成分性能及用途2）铸造性能）铸造性能流动性好线收缩较小，但有一定的缩孔倾向，多采用顺序凝固，加冒 口补缩。易氧化，吸气。2Al+O2Al2O3 Al2O3的熔点为2050，比重大于铝，易形成氧气夹杂；降低铝铸件的机械性能。液态铝可溶解大量氢，凝固时，氢的溶解度下降15倍左 右；过饱和的氢来不及析出，以分子态聚集在铸件内部，形 成许多小针孔(1mm),降低铸件的机械性能和致密性。3)熔炼工艺

11、要点熔炼工艺要点熔炼设备：感应电炉或焦碳坩埚炉。为防止氧化，保证合金化学成分，在炉料上面加熔剂(KCl，NaCl)覆盖合金液表面，可隔离空气，防止金属的氧化、烧损。在熔炼后期应通入氯气(Cl2)进行精炼：3Cl2+2Al=2AlCl3(沸点为183)Cl2+H2=2HCl 生成的AlCL3,HCl及Cl2气泡上浮时产生搅拌作用，将 铝合金液中的气体的和Al2O3夹杂物一并带出涂面而去除。4)铸型特点铸型特点用细粒度原砂，可提高铸件表面光洁度；严格限制铸型和炉料中的水分及含氢物质；采用开放式浇注系统。F直F横F内 使合金液流动平衡，减少吸气和对金属的氧化。批量生产时，多余用金属型，压力铸造、低压

12、铸造等方法。2、铸造铜合金、铸造铜合金 1)铸造黄铜铸造黄铜(铜锌合金铜锌合金)A 黄铜的牌号，成份、性能及用途黄铜的牌号，成份、性能及用途铸造黄铜的机械性能及应用(GB117687)B 黄铜的铸造性能黄铜的铸造性能 流动性好 收缩大，易形成缩孔。应采用顺序凝固加冒口补缩。铜易形成Cu2O夹杂物。熔炼时加入硼砂、玻璃作熔剂，覆盖在合金液面上，可 隔离空气，防止氧化；黄铜中的锌元素是良好的脱氧剂，锌 的蒸发可把铜液中的杂质带出而排除。熔剂层可减少锌的过 量蒸发损失。2）铸造青铜）铸造青铜 常用铸造青铜的牌号、成份、性能与用途（GB1176-87）青铜的铸造性能：青铜的铸造性能：锡青铜锡青铜(Cu

13、-Sn)：机械性能，致密性均比黄铜差；结晶间隔大，流动性差，不易产生缩孔，但易产生显微缩松。对轴承等零件，有利于储 润滑油，提高耐磨性。当厚度不大时，采用同时凝固，可细化 晶粒，使缩松均匀分布。锡青铜很容易被氧化。烤炼时，在加入熔剂隔离空气的同 时，还要加入磷进行脱氧。铝青铜：铝青铜：是以铝和铜为主要成为的合金。用铝代锡可节省锡资源，降低成本，并具有良好的机械性能和耐磨损，耐大气、海水、有机酸腐蚀的性能。铝青铜的收缩大，缩孔倾向大，铸造工艺上多采用顺序 凝固加冒口补缩的方案。“常用合金铸件的铸造工艺特点”部分结束请转入：“铸件结构工艺性铸件结构工艺性”谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH