机械制造基础 教学课件 作者 李长河第2章2.2.ppt

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1、2.2合金铸件的生产工艺2.2.1铸铁件生产2.2.2铸钢件生产2.2.3铜、铝合金铸件生产作业2.2合金铸件的生产工艺铸铁是近代工业生产中应用最为广泛的一种铸造合金。铸铁可分为一般工程应用铸铁和特殊性能铸铁。在一般工程应用铸铁中，碳主要以石墨形态存在。按照石墨形貌的不同，这一类铸铁又可分为灰铸铁(片状石墨)、球墨铸铁(球状石墨)、可锻铸铁(团絮状石墨)和蠕墨铸铁(蠕虫状石墨)等四种。特殊性能铸铁既有含石墨的，也有不含石墨的(白口铸铁）。这一类铸铁的合金元素含量较高，可应用于高温、腐蚀或磨料磨损的工况条件。2.

2、2.1铸铁件生产1.铸铁的分类和特点2.2合金铸件的生产工艺（1）灰铸铁目前大多数灰铸铁采用冲天炉熔炼，冲天炉炉料由金属炉料、燃料（焦炭、天然气）和熔剂（石灰石、氟石）组成。灰铸铁主要采用砂型铸造，因其铸造性能优良，便于制出薄而复杂的铸件。一般不需要设置冒口和冷铁，使得铸造工艺简化；由因其浇注温度较低，故中小型铸件多采用经济简便的湿型铸造。2．铸铁件的生产工艺特点2.2.1铸铁件生产2.2合金铸件的生产工艺（2）球墨铸铁生产工艺特点1）铁水的化学成分:与灰铸铁基本相同，但要求严格。由于铁水温度经球化和孕育处理后

3、要降低50～100℃，为了防止浇注温度过低，出炉的铁水温度必须高达1400℃以上。2）球化处理和孕育处理:球化剂的作用是使得石墨呈球状析出。常用稀土镁合金，其球化能力强，球化效果好，与铁水反应平稳，工艺过程简单。3）球墨铸铁的铸造工艺特点:球墨铸铁含碳量高，接近共晶成分，其流动性与灰铸铁相近，可生产最小壁厚为3～4mm的铸件。2.2.1铸铁件生产2.2合金铸件的生产工艺（3）可锻铸铁可锻铸铁由于碳、硅含量低，凝固时没有石墨析出，凝固收缩大，熔点比灰铸铁高。结晶温度范围较宽，故其流动性差，所以易产生浇不足、冷隔、

4、缩孔、缩松和裂纹等缺陷。因此在工艺设计时，应特别注意冒口和冷铁的位置，以增强补缩能力。同时要求铁液出炉温度要高，一般不低于1360℃。另外，由于白口铸铁液比灰铸铁的含气量要高，加上粘度大，易产生皮下气孔，为此要求型砂的含水量要低，并有足够的透气性。2.2.1铸铁件生产2.2合金铸件的生产工艺（4）蠕墨铸铁：1）蠕墨铸铁的铸造性能：在充分蠕化的条件下，其铸造性能与灰铸铁相近。它具有比灰铸铁更高的流动性（除气和净化好），可浇注复杂铸件及薄壁铸件。收缩性介于灰铸铁和球墨铸铁之间，倾向于形成集中缩孔。因具有共晶成分或接

5、近于共晶成分，故热裂倾向小。有一定的韧性，不易产生冷裂纹。2.2.1铸铁件生产2.2合金铸件的生产工艺2）蠕墨铸铁件的铸造工艺特点：蠕墨铸铁件的生产过程与球墨铸铁件相似，主要包括熔炼铁液、蠕化孕育处理和浇注等。但一般不进行热处理，而以铸态使用。为此，须特别重视其化学成分和蠕化孕育效果。孕育剂采用75%硅铁，多用液流法进行孕育处理。必要时可采用两次孕育处理：第一次在蠕化处理时，把硅铁放于出铁槽内，第二次把细粒度硅铁撒布于浇注的铁液流中。蠕墨铸铁件浇注时，也要注意防止蠕化孕育的衰退现象，并须特别注意铁液中有适宜的残

6、留稀土量（RE=0.02%～0.03%），以保证蠕化效果。2.2.1铸铁件生产2.2合金铸件的生产工艺铸钢也是一种重要的铸造合金。按照化学成分，铸钢可分为铸造碳钢和铸造合金钢两大类：铸造碳钢应用最广，占总产量的80%以上。铸钢的综合力学性能高于各类铸铁，不仅强度高，且具有优良的塑性和韧性。此外，铸钢的焊接性好，可实现铸焊联合，制造重型零件。铸钢件晶粒粗大，组织不均匀，且常存在残余内应力，致使铸件的强度，特别是塑性和韧性不够高。因此，铸钢件必须进行热处理，一般采用正火或退火。正火后铸钢的力学性能较退火高，且成本低

7、。2.2.2铸钢件生产1.概述2.2合金铸件的生产工艺目前在铸钢件生产中应用最普遍的炼钢设备是三项电弧炉。用于炼钢的感应电炉多为中频炉（500～1000Hz），其容量多为0.25～30t。在重型机械厂中，也有使用平炉作为炼钢设备的，通常容量在100t以下，适于浇注重型铸件。2.2.2铸钢件生产3.铸钢的铸造工艺特点2.2合金铸件的生产工艺铸钢的熔点高（约1500℃），流动性差，收缩率高（达到2%）。在熔炼过程中，易吸气和氧化，在浇注过程中易产生粘砂、浇不足、冷隔、缩孔、变形、裂纹、夹渣和气孔等缺陷。由于铸钢的流

8、动性差，收缩率大，其浇注系统的形状较简单，截面积较大，并且应遵守顺序凝固原则进行工艺设计，配置大量冒口和冷铁来防止缩孔的产生。对薄壁或易产生裂纹的铸钢件，采用同时凝固原则。2.2.2铸钢件生产3.铸钢的铸造工艺特点2.2合金铸件的生产工艺铸钢主要用于一些形状复杂，用其他方法难以制造，而又要求有较高力学性能的零件。如高压阀门壳体、轧钢机的机架或某些齿轮等。某些有很高耐磨性要求的零件，如碎