球铁生产综合实验

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1、《球铁生产综合实验》实验教学指导书球墨铸铁自1947年问世以来，大体经历了十年的过程，便以一种新型工业金属材料投入生产，并得到了迅猛发展。机械制造、交通、冶金、矿山、纺织、化工、电力以及原子能等制造行业的大批锻钢件、铸钢件和可锻铸铁件被球墨铸铁所取代，而且有待开拓的领域很多。由于球墨铸铁的发展历史较短，球铁的理论尚不完善。为了加深学生对球铁理论及生产工艺的理解和掌握，特开设《球铁生产综合实验》课，包括球铁型砂、芯砂混制及造型工艺操作、球墨铸铁的熔制、球墨铸铁的金相组织观察、球墨铸铁的热处理、球墨铸铁力学性能、球墨铸铁生产

2、综合分析六个实验。通过实验不仅可使学生掌握球墨铸铁生产的全过程、加深对球化理论的理解，而且可大大提高学生综合分析和解决实际问题的能力。实验一球铁型砂、芯砂混制及造型工艺操作一、实验目的1、了解球铁型砂、芯砂的配料成分。2、了解球铁型砂和芯砂的混制及造型工艺的操作方法。3、掌握球铁型砂中水分对质量的影响规律。二、实验内容1、型砂、芯砂配料成分的选择，分析型砂中水分对铸件质量的影响2、型砂、芯砂的混制。3、型砂、芯砂的造型工艺操作。4、完成实验报告。三、实验内容说明球墨铸铁铁件的型砂,基本与普通灰墨铁件相同,但球墨铸铁铁件凝

3、固时,其外型容意胀大而引起内部缩松,所以要求铸型有较高的坚实度。因而在采用温型铸造时,应尽量提高型砂温压强度。此外应尽量压低水份含量，以减少高温时的型壁迁异和防止铸造缺陷。型砂水份越高,铸型型壁在高温时迁移量越大,也比较容易产生皮下气孔。对于大型铸件,还应使型砂具有较高的耐热强度，可以往型砂中加入石墨粉等耐热材料。其余如型砂透气性等指标,与灰铸铁型砂相同。本实验将考察型砂水分对铸件质量的影响规律。由于球化处理，使球墨铸铁的铁水中含有球化元素Mg，它将与型砂中的水发生如下反应：Mg+H2O=MgO+2[H]H溶入铁水，形成

4、皮下气孔。为此应加入煤粉，煤粉中的碳与空气中的氧发生如下反应：C+O2=CO结果在铸型表面形成一层气化膜，阻止了水与铁水的接触，防止了Mg与H2O的反应，从而可减轻皮下气孔。三、实验用设备仪器及材料混砂机，型砂，粘土，澎润土，水，煤粉，砂箱，炉前三角试块模具、冲击试块模具。四、实验方法及步骤1、实验前预习实验指导书。　　　　　　　　　　2、按表1-1的配方，称取型砂，粘土，澎润土，水，煤粉以备混砂用。3、用碾轮混砂机混制型砂。4、造型操作：将炉前三角试块、冲击试块造型模具放如砂箱，将混好型砂放入砂箱中，用砂舂子捣制型砂，

5、注意捣制的力度，保持型砂具有较高的紧实度。5、在随后的浇注实验中，浇注冲击试块，在砂轮机上磨去表皮，观察皮下气孔的情况。表1-1型砂的配比组　　别原砂粘　　土煤粉水旧砂第一组5~10%5%1.0~1.5%4%其余第二组5~10%5%1.0~1.5%7%其余第三组5~10%5%1.0~1.5%10%其余五、实验报告要求1、根据实验结果，确定型砂的最佳配方。2、写出型砂的混制工艺及造型工艺操作过程。3、分析水分对皮下气孔的影响，说明原因。实验二球墨铸铁的熔制一、实验目的1、掌握球墨铸铁化学成分、球化剂和孕育剂加入量的选择原则

6、。2、掌握熔炼球墨铸铁时的配料计算方法。3、掌握球化、孕育等炉前处理的方法和注意事项。4、掌握球墨铸铁炉前质量鉴定方法。二、实验内容1、确定球铁的化学成分及炉前处理工艺；2、配料计算；3、铁水熔化及球化、孕育处理；4、浇注铸件。5、铸铁炉前质量鉴定。三、实验用设备仪器及材料高频感应电炉，箱式高温电炉，测温仪表，铸造生铁，废钢，球化剂，孕育剂，覆盖剂，铁水浇包，三角试块和冲击试块的铸型。四、实验方法及步骤1、确定球铁的牌号及成分实验前由指导教师指定划分球铁牌号，确定工艺规程，同学在实验前预习和掌握球铁有关章节。选择四种牌号

7、的球铁进行熔炼，其化学成分见表2-1。学生分成四组，每组分给一个牌号。表2-1各牌号球铁化学成分牌号成分（%）CSiMnPSReMgQT400-183．5—3．72．8—3．2<0．5<0．1<0.030．02—0．040．03—0．05QT500—73．5—3．62．4—2．80．5—0．8<0.1<0.030．02—0．040．03—0．05QT120—13．3—3．62．8—3．1<0．5<0.1<0.030．02—0．04．0．03—0．05QT800—23．5—3．62—2．5<0．5<0.1<0.030．02

8、5—0。040．03—0．052、确定炉前处理工艺炉前处理工艺包括球化处理工艺和孕育处理工艺。包括球化剂和孕育剂的种类、加入量、处理温度、加入方法等。本实验稀土镁合金合金球化剂，采用冲入法进行处理时用量根据硫量、铁液温度及铸件壁厚大致为处理铁液质量的1.3~1.8%，本实验四种牌号的球铁正常加入1.5%。为了考察球化