常用合金铸件的铸造工艺特点

1.4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1）化学成份：2)灰口铸铁的组织性能3）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。B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。2．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%。4）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。6）熔炼炼工艺特特点由于球铁铁铸件比比灰铸件件的性能能要求高高，在熔熔炼工艺艺上应采采取相应应的措施施，才能能保证质质量。①精选选炉料，，严格控控制原铁铁水的休休学成份份；②适当当提高炉炉温；③严格格控制球球化处理理和孕育育处理工工艺过程程，掌握握好浇注注温度，，浇浇注速速度；铁水仓内内冲入球球化法型腔内球球化法7）球铁铁的热处处理①退火火：可获获得高韧韧性的铁铁素体球球铁；②正火火：增加加珠光体体含量，，细化基基体，提提高强度度、硬度度和耐磨磨性；③调质质：可获获得良好好的综合合机械性性能。如如曲轴、、连杆等等；④等温温淬火：：可获得得贝氏体体基体组组织。韧韧而耐磨磨，螺旋旋齿轮等等；⑤表面面淬火：：在工件件表面层层可获得得马氏体体组织，，硬而耐耐磨。3．可锻锻铸铁先铸成白白口铸铁铁，再经经高温长长时间石石墨化退退火而得得到的有有较高韧韧性的铸铸铁，又又称“韧韧性铸铁铁”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白心心可锻铸铸铁：白白口铸铁铁在氧化化气氛中中退火，，产生几几乎是全全部部脱碳碳的可锻锻铸铁，，在我国国极少应应用；②黑心心可锻铸铸铁：白白口铸铁铁在中性性气氛中中热理，，使碳化化铁分解解成成絮状状石墨与与铁素体体，正常常断口呈呈墨绒状状并带有有灰色外外圈的可可锻铸铁铁。③铁素素体可锻锻铸铁：：基体主主要为铁铁素体的的黑心可可锻铸铁铁；④珠光光体可锻锻铸铁：：基体主主要为珠珠光体的的黑心可可锻铸铁铁；3）铸造造工艺特特点①含碳碳、硅量量较低，，熔点较较高，结结晶温度度范围大大，流动动性差；；为为防止止产生浇浇不足、、冷隔，，应适当当提高炉炉温和浇浇注温度度（（>1360℃））②白口口铁收缩缩大，缩缩孔、缩缩松和裂裂纹倾向向大，应应设置冒冒口补缩缩；要求求砂型的的耐火性性、退让让性要好好。4．稀土土系球墨墨可锻铸铸铁将一定化化学成份份的原铁铁水进行行变质处处理，控控制其石石墨化的的能力，，使用权权其按介介稳定系系凝固，，同时析析出少量量石墨，，再经石石墨化退退火，使使渗碳体体分解，，得到具具有球状状石墨组组织的铸铸铁。这是我国国自行研研究开发发的一种种新型铸铸造合金金。1）球墨墨可锻铸铸铁的特特点与球墨铸铸铁比较较：①组织织均一性性好，质质量稳定定；②机械械性能与与球铁相相当，低低温冲击击韧性优优于球铁铁；③抗缩缩松的能能力优于于球铁；；④导热热性优于于球铁，，抗氧化化性、抗抗热疲劳劳性等与与球铁相相当；⑤对原原材料的的要求不不如球铁铁严格，，生产成成本低于于退火球球铁。与可锻铸铸铁比较较：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。3）球墨墨可锻铸铸铁的应应用目前，已已在汽车车配件、、玻璃模模具、线线路金具具等产品品上应用用，取得得了良好好的效果果。二、铸钢钢1.铸铸钢的的性能及及分类铸钢具有有良好的的综合机机械性能能，常用用于制造造形状复复杂，要要求具有有高强度度、塑性性、韧性性或其它它特殊性性能的机机器零件件。2．铸造碳碳钢的牌号号、成份、、性能及用用途以ZG270-500铸钢为为例，“ZG”表示示“铸钢””，后面的的第一组数数字表示屈屈服强度值值，第二组组数字表示示抗拉强度度值。3．铸钢的的工艺性能能①焊接性性能比铸铁铁好，可采采用铸-焊焊复合工艺艺，制造大大型复杂杂铸件；；②铸钢的的熔点高（（约1500℃），，流动性差差，在熔炼炼过程中易易吸吸气气和氧化，，因而铸造造性能差。。要求铸钢件件壁厚≥8mm（砂砂型铸造））；要适当当提高浇注注温度度和浇注速速度。③收缩率大大，E体约为10～～14%，，E线约为1.8～2.5%，缩孔孔、缩缩松松倾向大，，应采用顺顺序凝固加加冒口补缩缩，要求铸铸钢件壁厚厚尽可能能均匀，避避免热节，，适当增大大转角处的的圆角半径径。铸钢熔点高高，对化学学成份要求求严格。故故不能用冲冲天炉熔炼炼，多采用用电弧炉或或感应电炉炉进行熔炼炼。由于钢水温温度高，流流动性差，，收缩应力力大，要求求型砂和芯芯砂的耐火火性、强度度、透气性性、退让性性都要好。。为防止粘粘砂，型腔腔表面要涂涂以石英粉粉或锆砂粉粉等耐高温温涂料。为减少气体体来源，提提高流动性性，增加强强度，大件件多采用干干型或水玻玻璃砂快干干型。对小而复杂杂的铸钢件件，可采用用熔模精密密铸造。4．熔炼工艺特点5．铸型特点目的：消除内应力力，细化晶晶粒，提高高机械性能能。①低碳钢钢：可用正火代代替退火；；②中、高高碳钢：用退火处理理。6．铸钢的热处理：7．铸造合金钢对化学成份份、熔炼工工艺要求更更严格。三、铸造铝铝合金1．常用铸铸造铝合金金1)常用铸造铝合金的牌号，化学成分性能及用途2）铸造性性能①流动性好好②线收缩较较小，但有有一定的缩缩孔倾向，，多采用顺顺序凝固，，加冒口口补缩。③易氧化，，吸气。2Al+O2→Al2O3Al2O3的熔点为2050℃℃，比重大大于铝，易易形成氧气气夹杂；降降低铝铸铸件的机械械性能。液态铝可溶溶解大量氢氢，凝固时时，氢的溶溶解度下降降15倍左左右右；过过饱和的氢氢来不及析析出，以分分子态聚集集在铸件内内部，形成成许多小小针孔(<1mm),降低铸铸件的机械械性能和致致密性。3)熔炼炼工艺要点点①熔炼设备备：感应电电炉或焦碳碳坩埚炉。。②为防止氧氧化，保证证合金化学学成分，在在炉料上面面加熔剂(KCl，，NaCl)覆盖盖合金液表表面，可隔隔离空气，，防止金属属的氧化、、烧烧损。。③在熔炼后后期应通入入氯气(Cl2)进行精炼炼：3Cl2+2Al=2AlCl3↑(沸点点为183℃)Cl2+H2=2HCl↑生成的AlCL3,HCl及及Cl2气泡上浮时时产生搅拌拌作用，将将铝铝合金金液中的气气体的和Al2O3夹杂物一并并带出涂面面而去除。。4)铸型型特点①用细粒度度原砂，可可提高铸件件表面光洁洁度；②严格限制制铸型和炉炉料中的水水分及含氢氢物质；③采用开放放式浇注系系统。F直<F横<F内使合金液流流动平衡，，减少吸气气和对金属属的氧化。。④批量生产产时，多余余用金属型型，压力铸铸造、低压压铸造等方方法。2、铸造铜铜合金1)铸造黄黄铜(铜锌锌合金)A黄铜的的牌号，成成份、性能能及用途铸造黄铜的机械性能及应用(GB1176—87)B黄铜的的铸造性能能①流动性性好②收缩大大，易形成成缩孔。应应采用顺序序凝固加冒冒口补缩。。③铜易形形成Cu2O夹杂物。。熔炼时加入入硼砂、玻玻璃作熔剂剂，覆盖在在合金液面面上，可隔隔离空气气，防止氧氧化；黄铜铜中的锌元元素是良好好的脱氧剂剂，锌的的蒸发可把把铜液中的的杂质带出出而排除。。熔剂层可可减少锌的的过量量蒸蒸发损失。。2））铸铸造造青青铜铜①常常用用铸铸造造青青铜铜的的牌牌号号、、成成份份、、性性能能与与用用途途（（GB1176-87））②青青铜铜的的铸铸造造性性能能：：锡青青铜铜(Cu-Sn)：：机械械性性能能，，致致密密性性均均比比黄黄铜铜差差；；结结晶晶间间隔隔大大，，流流动动性性差差，，不不易易产产生生缩缩孔孔，，但但易易产产生生显显微微缩缩松松。。对对轴轴承承等等零零件件，，有有利利于于储储润润滑滑油油，，提提高高耐耐磨磨性性。。当当厚厚度度不不大大时时，，采采用用同同时时凝凝固固，，可可细细化化晶晶粒粒，，使使缩缩松松均均匀匀分分布布。。锡青青铜铜很很容容易易被被氧氧化化。。烤烤炼炼时时，，在在加加入入熔熔剂剂隔隔离离空空气气的的同同时时，，还还要要加加入入磷磷进进行行脱脱氧氧。。铝青青铜