第五节 合金铸造性能及铸件的生产.ppt

* * 第五节? 合金铸造性能及铸件的生产 铸造合金分为三大类：铸铁、铸钢(碳钢及合金钢)、铸造有色合金. 一 铸铁的铸造性能及生产 ? 铸铁是含碳量大于2.11％（2.8％～3.5％）,并常含有较多的硅、 锰、硫、磷等元素的的铁碳合金。 铸铁通常占机器设备总重量的50%以上。 铸铁件产量约占铸件总产量的80%左右。 ???? 用于制造机床的床身、床头箱,发动机的汽缸体、机器的底座等， 是工程上最常用的金属材料之一。 ?? 箱体 启动阀 2.分类及应用 一） 灰铸铁的铸造性能及生产: 铸造性能 HT为近共晶成分合金，倾向逐层凝固，熔点低（过热度大），流动性好，且石墨化使其收缩率小，因此HT铸造性能好。 　　所以，较常采用同时凝固原则，减小铸造应力，工艺简单，因其铸造性能好，不易产生缩孔缩松，可生产形状复杂的大中小型铸件。 　　加之其原材料来源广泛，成本低，所以ＨＴ是应用最广泛的铸造合金，占铸铁产品的80% 以上。 ? 1）普通灰铸铁，又称低强度灰铸铁。 铁水不经任何处理， 包括HT100， HT150 和HT200。 组织和性能特点： (1) HT100： F + 粗大C， 强度，硬度很低，应用很少。 (2) HT150，HT200：C及Si含量较高（C=3.0-3.7%, Si=1.8-2.4%), F + P + 较粗大C， 强度不高，但铸造性能，切削加工性能良好，应用很广。→机架，箱体类零件。 (3) 普通灰铸铁壁厚敏感性大。壁厚↑，C ↑，强度↓。当壁厚（截面）=100MM时，强度降50%。 故不宜做壁厚大件。 应用：受力较小，形状复杂的中小铸件，如机座，箱体，支架，阀体，带轮，飞轮等。 叶轮 发动机飞轮 壁厚（对机械性能的）敏感性：随着壁厚的增加，石墨片数量和尺寸都增加，铸铁强度，硬度反而下降的现象。 2）孕育铸铁，又称高强度灰铸铁。铁水需经孕育处理，包括HT250，HT300，HT350。 组织和性能特点： ⅰ）细小P +细小C，C割裂作用减弱，故 强度，硬度明显提高，但仍属灰铸铁， 塑性，韧性仍很差。组织和性能的均匀性提高。 ⅱ）孕育铸铁壁厚敏感性很小，且同一截面上机械性能的齐一性好。齐一性好对于厚壁铸件是十分重要的。 应用：动载荷较小，静载荷较大，要求耐磨性和减震性好的重要铸件，特别是厚大铸件，如机床床身，发动机气缸体等。 3、灰铸铁生产特点: 1)普通灰铸铁生产特点 （1）冲天炉熔炼: 为降低含S量,选优质铁料和焦炭,减少从焦炭中吸S.在熔炼高牌号铸铁时,加废钢以控制含C量。 （2）铸造性能优良,便于铸出薄而复杂的铸件,(流动性好,收缩↓) （3）一般不需冒口,冷铁,使工艺简化. （4）一般不用热处理,或仅需时效. 2）高强度灰铸铁生产特点 进行孕育处理或变质处理，得到P+细小C． 孕育铸铁(变质铸铁，高强度铸铁),适于较高强度,高耐磨性,气密性的厚大铸件。? （1）厚壁高牌号HT的生产要采用顺序（定向）凝固原则。 （2）铁水中C，Si含量要低。若原铁水含C,Si高,加入孕育剂后石墨粗。一般，C：2.8-3.2%, Si: 1.0-2.0%. （3）铁水出炉温度要高。低的C，Si铁水流动性较差，且孕育处理还降温。应不低于1420-1440℃。 （4）常用孕育剂:令Si 75%的硅铁,加入量为铁水的0.2~0.6%.冲入孕育剂. 与Si对石墨化影响一致。 （5）孕育处理方法： 在前炉出铁槽内加入孕育剂，铁水应在此后15-20MIN 内浇注。 （6）ＨＴ的熔炼设备：冲天炉，感应电炉． ?二） 球墨铸铁的铸造性能及生产 铁水经球化处理及孕育处理，使石墨大部或全部成球状析出的铸铁。 １．铸造性能 ＱT的流动性较ＨＴ稍差，存在相当宽的液－固共存的凝固区，即倾向于中间凝固方式。 　同时收缩较HT大。这是由于球状石墨析出时膨胀力很大(而中间凝固或糊状凝固在浇注后较长时间外壳不够结实），能使型壁移动，引起铸件外形胀大，很容易产生缩孔，缩松．当然，若砂型刚度很大，铸件外形不会胀大，其收缩率接近HT．一般来讲，QT的收缩率随砂型刚度而变，在HT和ZG（铸钢）之间变动． 　　总的说来，QT铸造性能介于HT和ZG（铸钢）之间． 　　所以，工艺上常采用顺序（定向）凝固原则，增设冒口冷铁以进行补缩。 １）分类 （1） 珠光体球铁: QT600-3， QT700-2，QT800-2。 （2）铁素体球铁:QT400-18，QT400-15，QT450-10。 （3）铁素体+珠光体球铁: QT500-7，QT600-3。 ２. 球铁的分类及应用：? ２）球铁的应用： （1）珠光体球铁: QT700-2，QT800-2，或QT600-3也可包括。通常经正火处