金属工艺 第二章_铸造课件工艺基础课件.ppt

（1）白口铸铁 指碳主要以Fe3C形式出现的铸铁，断 口呈银白色。极硬且脆，很难切削加工。多制作耐磨零件，如犁、铧、磨球等，或制造冷硬铸铁件，如轧辊。 （2）灰口铸铁 指碳主要以石墨形式出现的铸铁，断口呈灰色。强度低塑性差，但铸造性能好，是工业中应用最广的铸铁。 （3）麻口铸铁 属于白口铁和灰口铁之间的过渡组织，其中的碳既有游离石墨又有渗碳体。断口灰白相间。硬、脆，难加工，很少应用。 灰口铸铁看成是在钢的基体上分布着不同形态的石墨。而石墨的形态、大小和分布直接影响着铸铁的性能。 灰口铸铁按石墨的形状不同，可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁四种。 灰铸铁：石墨呈片状 球墨铸铁：石墨呈球状 球墨铸铁：石墨呈团絮状 蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状 2.铸铁件生产工艺特点 1）灰铸铁 1.灰铸铁的性能 灰铸铁显微组织由金属基体（铁素体、珠光体）和片状石墨组成，相当于在钢的基体中嵌入大量的石墨片，力学性能较差，抗拉强度较低，塑性、韧性几乎为0，属脆性材料。灰铸铁的抗压强度受石墨的影响较小，与钢的抗压强度近似。 灰铸铁的优点 良好的铸造性能，如流动性好，收缩小 良好的切削加工性能 高的耐磨性 良好的吸振缓冲性能 低的缺口敏感性能 石墨片越圆整，越细小、分布越均匀对基体割裂作用越小。 2.石墨形态对铸铁性能的影响 铸铁的石墨化：碳以石墨的形式析出的过程。通常视石墨化过程充分与否，会得到不同基体的铸铁组织。 灰铸铁按基体组织可分为铁素体灰铸铁、铁素体+珠光体灰铸铁、珠光体灰铸铁三种。 3.影响石墨化的因素 影响铸铁组织和性能的主要因素与影响铸铁石墨化的因素是一致的，即为化学成分和冷却速度。 （1）化学成分 C、Si、Mn、S、P 碳和硅 对铸铁的组织和性能起着决定性的影响 碳是形成石墨的元素，也是促进石墨化的元素。 硅是强烈促进石墨化的元素。含硅量过少，即使高含碳量石墨也不宜析出，容易形成白口组织。 碳、硅含量对铸件组织的影响（壁厚50mm) S：硫是强烈阻碍石墨化的元素，能促进铸铁白口化，形成热脆性，并降低流动性，增大收缩，产生热裂。 有害元素，应严格限制其含量在0.1%以下。 P: 磷对石墨化影响不显著，磷含量大于0.3%时会形成硬而脆的磷共晶，能提高铸铁的耐磨性，但又会形成冷脆性，对于灰铸铁含磷量应限制在0.15%以下。 Mn: 锰与硫作用生成MnS，削弱硫的有害作用，提高铸铁的强度。锰是阻碍石墨化的元素，增加白口倾向。生产中常加入0.6～1.2%锰铁，控制铸铁组织。 （2）冷却速度 冷却速度越慢，越有利于石墨化过程的进行。 冷却速度主要取决于铸型材料和铸件壁厚。 对于薄壁件容易得到白口组织，要获得灰口组织就应增加碳、硅含量；反之亦然。 冷却速度对铸铁组织的影响 铸铁成分(C+Si)和铸件壁厚(冷却）对铸铁组织的影响 用途 制造承受压力和震动的零件,如机床床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体。 变速箱体 重型机床床身(HT-250) 大型船用柴油机汽缸体(HT-300) 2）球墨铸铁 球墨铸铁中的球形石墨是在凝固期间直接结晶而成的，这要求铁水有较高的含碳量和一定的球化剂与孕育剂。球墨铸铁的含碳量为：3.6% ~4.0%，球化剂为Mg或Mg+RE （稀土），孕育剂为含75%Si的硅铁。 另外，球墨铸铁中S和P的含量应严格控制，一般S0.03%，P0.1%。S过多会造成球化不良，P过多将造成球铁的塑性、韧性降低。 球化剂（稀土镁合金)的作用：使石墨呈球状析出；加入量1-1.6%铁液质量。 孕育剂(硅铁75%Si)的作用：促使石墨化,防白口。加入量0.4-1%铁液质量。 由于球化剂有阻碍石墨化的作用，为了避免铸件出现白口组织，球化处理后还要进行孕育处理。 球化处理 常用冲入法 球墨铸铁的铸造工艺特点 1.铁液高温出炉：经球化及孕育处理温度要降低50 ~1000C,出炉的铁液温度必须高达1400 0C 2采用顺序凝固：球铁收缩大，易形成缩孔缩松； 收缩会随铸型的刚度而改变。 铸件的外壳强度很低，球状石墨析出引起的膨胀力很大。若铸型的刚度不足，铸件外壳将向外胀大，造成铸件内部的铁水不足，在铸件最后凝固的部位产生缩孔和缩松。 用途 承受震动、载荷大的零件,如曲轴、传动齿轮等。 铸铁曲轴 3)可锻铸铁 可锻铸铁又称玛铁、玛钢，是白口铸铁经石墨化退火而成的一种铸铁。其石墨呈团絮状，对基体的割裂作用大大减轻，应力集中也明显降低，故抗拉强度提高，且有一定的塑性和韧性。 用途 用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件，如汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀门等。 可锻铸铁管件 可锻铸铁的生产 首先需铸造出全白口的铸件，再进行长时间的高温退火（900~ 950 0C），使渗碳体（Fe3C）分解成Fe和C原子，C原子通