六金属液态成型(二-各类合金).ppt

§6.2 常用液态成型合金及其熔铸 一.常用铸铁件及其熔铸工艺 铸铁是机械制造中应用最广泛的 金属材料。一般机器中，铸铁件的质 量占机器总质量的50%以上；在铸造 生产中，铸铁件占铸造总产量的80% 以上。 1.铸铁的特点及分类 铁 – 碳合 金中碳的 存在形式 渗碳体 石 墨 钢 白口铸铁(生铁) 灰口 铸铁 麻口铸铁 普通灰口铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 蠕墨铸铁 （1）铸铁的分类：依碳的存在形态不同分类 2. 灰口铸铁 灰口铸铁的组织特征: 金属基体 + 石墨 （1）普通灰口铸铁 组织： 金属基体 + 片状石墨 相当于在钢的机体上嵌入了大量石墨片，将金属机体割裂开了许多口子。 性能特点： 1) 铸造性能和切削加工性能好； 2) 耐磨性好（灰口铸铁的耐磨性比碳钢好）：石墨本身的摩擦系数小; 脱落石墨处的凹坑 , 可以储存润滑油。 3) 减震性好：石墨在金属基体中能很好的阻止振动的传播。 4) 缺口敏感性小； 5) 机械性能较差：灰口铸铁组织= 钢的组织+大量石墨 6) 其他工艺性差：焊接性差;热处理性能差;不能锻造和冲压。 （2）球墨铸铁 向灰铸铁的铁水中加入一定量的球化剂（一般为稀土镁合金）进行球化处理，并加入孕育剂以促进石墨化，即可获得球墨铸铁。 组织： 金属基体 + 球状石墨 球墨铸铁中的石墨呈球状析出，对金属机体的割裂作用小得多，对机体强度的利用率达70%～90%，因此,力学性能接近于钢。 球化处理: 往铁水中加入球化剂 , 球化剂是稀土镁合金。 球化处理方法： 性能特点: 抗 拉强度和屈服强 度很高 ;疲劳强 度较高;硬度和耐磨性比其他铸铁都高。 热处理特点： 退火: 可使铸态组织中的Fe3C分解 , 以获得高 塑性的铁素体基体组织。（相当于35＃） 正火: 使具有 F + P + Fe3C 的铸态基体组织, 为高强度的珠光体基体组织。（相当于45＃） （3）可锻铸铁（韧性铸铁） 白口铸铁通过石墨化退火处理，改变其金相组织而获得的具有较高韧性的铸铁。 组织： 金属基体 + 团絮状石墨 团絮状石墨对金属机体的割裂作用比片状石墨小，比球状石墨大，因此，其抗拉强度、塑性和韧性都比较高，但综合力学性能比球墨铸铁差。 铸造性能 浇注系统 冒口 凝固原则 易产生缺陷 灰口铸铁 流动性好 收缩性好 自身补缩 封闭、半封闭系统 不用冒口或只用出气口 同时凝固 球磨铸铁 介于灰口铸铁和铸钢之间 较高的浇注温度和较大的浇注系统尺寸 增设冒口和冷铁加强补缩，排渣 顺序凝固 缩孔、缩松、内应力、浇不足和冷隔等 可锻铸铁 流动性差 收缩性大 较高的出炉温度和浇注温度，提高型砂的耐火性、退让性和透气性 增设冒口和冷铁，排渣 顺序凝固 浇不足、冷隔、缩孔和裂纹等 （4）蠕墨铸铁 向灰铸铁的铁水中加入适量蠕化剂（一般为 稀土硅铁或稀土硅钙合金）进行蠕化处理，并加 入少量孕育剂以促进石墨化，即可获得蠕墨铸铁。 组织： 金属基体 + 蠕虫状石墨 蠕虫状石墨形状介于对片状、球状之间，因此，其力学性能介于相同金属机体组织的灰铸铁和球墨铸铁之间。 3.铸铁的熔炼 熔炼铸铁的主要设 备有冲天炉、电弧炉、 工频炉等，应用最广 泛的设备是 冲天炉。 冲天炉 由炉底、 炉体（炉缸、炉身）、 烟囱、送料机构及前 炉等组成。 二.铸钢件 1.铸钢的种类和牌号 分类: 铸钢 碳素铸钢 合金铸钢 低合金铸钢 高合金铸钢 除铁之外，其他元素的含量均小于1% 合金含量小于5% 合金含量大于10% 2. 铸钢的铸造工艺特点 铸钢的铸造性能 熔点高，钢液易氧化;流动性差;收缩量大; 易产生铸造缺陷; 铸钢件生产中的工艺措施 提高对型砂性能的要求；合理使用耐火涂 料；合理运用铸造工艺； 铸钢件的热处理 由于铸钢件存在许多铸造缺陷, 机械性能 差, 特别是塑性低。此外还存在较大的铸造应 力。常用的热处理工艺有: 退火和正火。铸钢 件不宜淬火，易开裂 。 1. 铸造铝合金 （1）分类、性能及应用 铸 铝 铝硅合金 铝铜合金 铝锌合金 铝镁合金 铸造性能好，力学性能和切削加工性能良好，应用广泛。 铸造性能较差，但高温力学性能比较好，常做活塞等零件。 铸造性能和热稳定性较好，强度较高, 但比重大，耐腐蚀性较差，可做发动机配件。 强度最高，密度最小，耐腐蚀性好，但铸造性能较差，熔炼和铸造工艺复杂，用做航空航天零件。 三.有色合金铸件的生产 （2）铝合金的铸造工艺 铝合金的熔点较低，流动性好，对型 砂和芯砂的耐火性要求也低，可用细砂造 型，获得表面光滑的薄壁铸件；但容易氧 化，生成