2.2.3常用铸造合金的熔炼及其铸件的生产.ppt

1、2.2.3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 HT

2、250 HT300 HT350 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

3、型砂。 一般不需热处理，或仅需时效处理,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

4、易产生冷隔、浇不足，缩孔，缩松、裂纹等 缺陷。 铸造工艺 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

5、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、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

6、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 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

7、，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

8、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