铸造工艺与技术.doc

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1、铸造工艺与技术第七部分铸造工艺与技术铸铁，铸钢孙丽华负责第1章基础知识第1节铸铁铸铁是一•种含碳量在2.0%以上的铁碳合金。碳、硅、猛、磷、硫是铸铁的主要合金元素，通常称之为铸铁的五人元索。此外，铸铁小还含有多种微量元索，如：钛、锐、侪、铜、0巾、铝、铅、镁、彼、锡等。1.铸铁的分类、特征及用途1）分类根据碳在铸铁屮存在的形式和断口特征，可将铸铁分为门口铸铁、灰口铸铁和麻I」铸铁。根据石墨的形状，灰口铸铁又可分为普通灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁和可锻铸铁。根据使用性能，铸铁可分为灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、嫦墨铸铁、冷駛铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。根据化学成分，铸铁可分为普通铸

2、诙和合金铸铁。按照合金元素的含量不同，合金铸铁又可分为低合金铸铁（合金元素含量小于3%）、中合金铸铁（合金元素含量3〜10%）和高合金铸铁（合金元索含量人于10%）O2）特征及用途铸铁的特征及主要川途见表7.1.L生铁是含碳量2.11%-6.67%并含有非铁杂质较多的铁碳合金，生铁是高炉产品，按具第1页共29页用途可分为炼钢生铁和铸造生铁两人类。习惯上把炼钢生铁叫做生铁，把铸造生铁简称为铸铁2.铸铁的凝固1）碳当量碳当量表示铸铁屮硅和磷对铁碳共晶综合影响的指标，用來估计某一铸铁成分在一定冷却速度时接近共晶的程度。CE=C+l/3（Si+P）武中CE——碳当量（%）:C——总碳含

3、量(％)；Si——硅含量(%)；P——含磷量(%)。2)共晶度普通铸铁屮含碳暈与共晶点含碳量的比值。反映铸诙成分接近共晶的程度。Sc=C/[4.26-1/3(Si+P)]Sc——共晶度；C——总碳含量(%)；Si——硅含量(%)；P——含磷量(%)O3)铸铁冷却曲线冷却曲线反映铸铁合金的凝固结晶情况，是快速测定铸诙碳当量和碳、硅含暈的依据。典型的铸铁冷却曲线见图7.1.E图7.1.1铸铁的冷却曲线4)铸铁的凝固结晶过程及其组织根据碳当量或共晶度，铸铁可分为CE<4.26%或Sc4.26%或Sc>l为过共晶铸铁。2.F

4、为铁素体，G为石墨，P为珠光体，C为渗碳体。第2页共29页3.影响铸铁组织和性能的因素灰铸铁金相组织包括石墨与金属基体两个部分。1)铸铁小石墨的形状、分布、人小和数量对铸铁机械性能有着重要影响。在石墨均匀分布的条件下，石墨尺寸越人，铸铁的性能越差。细小分布的石墨可有效地提高铸铁的力学性能。此外，铸铁屮石墨的数量对力学性能亦产生一定影响，通常石墨数量越多，机械性能越差。2）灰铸铁的基体可分为铁素体基体、铁素体和珠光体混合基体、珠光体基体等三类。以铁索体为基体的铸铁机械性能强度差、硕度和華•性亦较差。铁索体和珠光体混合基体灰铸铁强度和硕度随着珠光体数量的增多而提高。以珠光体为基体的

5、灰铸铁强度和硕度均较高，并且随着珠光体的细化而明显提高。铸铁川磷共晶若呈网状存在时，其强度人人降低，脆性增加。因此磷共晶在铸诙屮以分散孤立分布为好。铸铁基体屮如果出现碳化物和自由渗碳体，则使铸铁性能恶化，强度降低，脆性增加，硬度剧增，切削加T性能也变坏。因此对铸铁小的自山渗碳体和碳化物要严加限制。3）化学元索对组织与性能的影响见表7.1.4。第3页共29页4）铸件冷却速度对铸铁组织与性能的影响：在保证析岀冇墨的冷却速度范围内，冷却速度慢，过冷度小，石墨粗人；反之石墨细化。冷却速度过快，过冷度人，则形成细小的过冷石墨。影响铸件冷却速度的因索很多，主要令：（1）铸件壁厚的影响浇注温

6、度高，冷却速度慢，铸件石墨粗人，铁索体量增加，铸件的强度和和硬度降低。反Z,浇注温度低，铸件冷却速度快，促进石墨细化，增加珠光体数量，提高铸件强度和硬度。（3）铸型材料的影响不同的铸型材料与冷却速度的关系见表7.I.6。（4）浇注系统的影响铁液经直浇道、横浇道和内浇道进入型腔，浇道附近的铸件被加热，降低了铸件的冷却速度，从而使该部分铸件晶粒粗人，铁素体量增加。冒口附近亦如此。2.普通铸铁件常见缺陷和防止方法1）常见的缺陷：气孔、疏松、针孔、表面气泡；冷隔、接缝、起皮；铁豆；粗晶组织；缩孔：外缩孔疤等、内缩孔、缩松；热裂、冷裂；材质硬化，如局部硬化、门口化、反nu；浇不足、冷:夹

7、杂物；夹渣滓、包砂、夹砂、结疤；石墨漂浮；化学粘砂、机械粘砂；表面粗糙2）产生原因与防止方法:（1）气孔第4页共29页气孔产生的原因：铁水屮产生气体的主要原因是熔化过程屮铁水的氧化，铁水的氣化取决于所用的原材料及熔化气氛屮带入的氧气，以及浇包未烘干、冷铁表血状态不适当（如有铁锈、人气屮凝结的水分）等。气孔防止方法：获得纯净的铁水可减少气体含量；使用无锈和无粘附杂物的干净原材料。在熔化时还要根据熔化吋设备采取适当的防【卜-方法。冲天炉熔化时关键在于避免过量的送风，并保证右适当的底焦高度。电炉熔