工藝(1-2-1)常用鑄造合金的生產(chǎn)

1、常用合金鑄件的生產(chǎn)常用合金鑄件的生產(chǎn)【教學(xué)內(nèi)容】【教學(xué)內(nèi)容】1.1.闡述鑄鐵的石墨化影響因素，灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵闡述鑄鐵的石墨化影響因素，灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵的組織、性能和用途及其它們的生產(chǎn)工藝。、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵的組織、性能和用途及其它們的生產(chǎn)工藝。2 2闡述了鑄鋼件的生產(chǎn)及工藝特點(diǎn)；闡述了鑄鋼件的生產(chǎn)及工藝特點(diǎn)；3. 3. 簡(jiǎn)單介紹鋁合金和銅合金的簡(jiǎn)單介紹鋁合金和銅合金的生產(chǎn)及工藝特點(diǎn)。生產(chǎn)及工藝特點(diǎn)。【教學(xué)目標(biāo)】【教學(xué)目標(biāo)】1.1.要求了解鑄鐵的分類，要求了解鑄鐵的分類，掌握掌握鑄鐵的石墨化影響因素。鑄鐵的石墨化影響因素?；菊莆栈菊莆栈铱阼T鐵、

2、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵的灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵的生產(chǎn)及工藝特點(diǎn)生產(chǎn)及工藝特點(diǎn)。2.2.了解鑄鋼件的生產(chǎn)及工藝特點(diǎn)；了解鑄鋼件的生產(chǎn)及工藝特點(diǎn)；3.3.了解鑄造鋁合金和銅合金的應(yīng)用及生產(chǎn)。了解鑄造鋁合金和銅合金的應(yīng)用及生產(chǎn)。 鑄造合金：適用于鑄造成形的合金。鑄造合金：適用于鑄造成形的合金。 三大類：鑄鐵三大類：鑄鐵 鑄鋼鑄鋼 鑄造合金鑄造合金 鑄造有色合金鑄造有色合金 變形合金變形合金( (適于塑性成形適于塑性成形) ) 鑄造合金的最大優(yōu)點(diǎn)：良好的鑄造性能，能做出復(fù)雜鑄造合金的最大優(yōu)點(diǎn)：良好的鑄造性能，能做出復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件。結(jié)構(gòu)的零件。 但：晶粒較粗大；顯微組織除金屬基體外往往存在脆但：晶粒較

3、粗大；顯微組織除金屬基體外往往存在脆性第二相；較大的壁厚敏感性；性第二相；較大的壁厚敏感性；。 通過下列途徑解決：選擇合適的化學(xué)成分、合理的熔通過下列途徑解決：選擇合適的化學(xué)成分、合理的熔煉工藝及爐前處理煉工藝及爐前處理( (孕育、球化、蠕化和變質(zhì)處理等孕育、球化、蠕化和變質(zhì)處理等) )、合、合理的鑄造工藝及熱處理工藝等。理的鑄造工藝及熱處理工藝等。 一、鑄鐵件生產(chǎn)一、鑄鐵件生產(chǎn) 1 1、分類、分類 1 1）按）按C C在鑄鐵中存在形式不同在鑄鐵中存在形式不同, ,可分三類可分三類: : a. a.白口鑄鐵白口鑄鐵 b.b.灰口鑄鐵灰口鑄鐵: : c. c.麻口鑄鐵麻口鑄鐵: : 2 2）根據(jù)

4、石墨形態(tài)的不同）根據(jù)石墨形態(tài)的不同, ,灰口鐵又分為灰口鐵又分為: : a. a.普通灰口鑄鐵普通灰口鑄鐵: : 石墨石墨 片狀片狀 b.b.可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵: :團(tuán)絮狀團(tuán)絮狀 c.c.球墨鑄鐵球墨鑄鐵: :球狀球狀 d.d.蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵: :蠕蟲狀蠕蟲狀3 3）按化學(xué)成分）按化學(xué)成分: : a. a. 普通鑄鐵普通鑄鐵 b. b. 合金鑄鐵合金鑄鐵: Si4% Mn 2% : Si4% Mn 2% 或一定量的或一定量的TiTi、MoMo、CrCr、 CuCu等。等。 2 2、影響鑄鐵石墨化的因素、影響鑄鐵石墨化的因素主要因素：主要因素：化學(xué)成分和冷卻速度化學(xué)成分和冷卻速度 1)1)化學(xué)成

5、分化學(xué)成分: : (1) (1) C C 石墨化石墨化；SiSi石墨化石墨化生產(chǎn)中，一般用碳當(dāng)量綜合評(píng)價(jià)鑄鐵成分的石墨化能力。生產(chǎn)中，一般用碳當(dāng)量綜合評(píng)價(jià)鑄鐵成分的石墨化能力。 C CE EC+1/3(Si+P)C+1/3(Si+P) 碳當(dāng)量控制在碳當(dāng)量控制在4 4左右左右 (2) (2) S S 石墨化石墨化 含量含量0.15% 0.15% 以下以下. . (3)(3) Mn Mn 石墨化石墨化 含量含量: 0.5: 0.51.4% 1.4% (4) (4) P P 促進(jìn)石墨化促進(jìn)石墨化, ,但不明顯但不明顯, ,多多冷脆冷脆 合理量合理量 0.3% 0.3% 以下以下一般灰鑄鐵的化學(xué)成分控

6、制范圍是：一般灰鑄鐵的化學(xué)成分控制范圍是：C2.7C2.73.63.6，Sil.1Sil.12.52.5，Mn0.4Mn0.41.21.2，S0.1S0.10.150.15，P0.2P0.2。 2)2)冷卻速度：冷卻速度：影響：影響： 緩慢冷卻，石墨得以順利析出，有利于石墨化；反之緩慢冷卻，石墨得以順利析出，有利于石墨化；反之，阻礙石墨化，易形成白口組織。，阻礙石墨化，易形成白口組織。影響因素：影響因素：鑄件壁厚、鑄型材料及澆注溫度等，鑄件壁厚的影鑄件壁厚、鑄型材料及澆注溫度等，鑄件壁厚的影響最突出。響最突出。在成分相同的情況下，鑄件愈厚，易得到粗大石墨片和鐵素體在成分相同的情況下，鑄件愈厚，

7、易得到粗大石墨片和鐵素體基體；反之，鑄件愈薄，易得到細(xì)小石墨片和珠光體基體?；w；反之，鑄件愈薄，易得到細(xì)小石墨片和珠光體基體。壁厚敏感性：壁厚敏感性：鑄鐵的組織和性能隨壁厚的變化而變化的現(xiàn)象。鑄鐵的組織和性能隨壁厚的變化而變化的現(xiàn)象。 化學(xué)成分和冷卻速度是化學(xué)成分和冷卻速度是影響鑄鐵石墨化的兩個(gè)主要影響鑄鐵石墨化的兩個(gè)主要因素。要獲得所需組織和性因素。要獲得所需組織和性能的鑄件，必須根據(jù)鑄件壁能的鑄件，必須根據(jù)鑄件壁厚合理調(diào)整碳、硅含量。厚合理調(diào)整碳、硅含量。3 3、灰口鑄鐵、灰口鑄鐵: : 1)1)灰鑄鐵的組織、性能及應(yīng)用灰鑄鐵的組織、性能及應(yīng)用 顯微組織顯微組織: : 金屬基體金屬基體(

8、 (F、F+P和和P三種三種)+)+片狀石墨片狀石墨石墨片是影響鑄鐵性能的主要因素石墨片是影響鑄鐵性能的主要因素，與碳鋼比，灰鑄鐵具有以，與碳鋼比，灰鑄鐵具有以下下性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)：(1) (1) 機(jī)械性能較差：機(jī)械性能較差：b b、E E 塑塑, ,韌韌00，脆性材料。，脆性材料。(2)(2)減摩性好減摩性好 (3)(3)減震性好減震性好 (4)(4)缺口敏感性小缺口敏感性小 (5)(5)鑄造性能和切削性能良好鑄造性能和切削性能良好 (6)(6)但脆性材料，不能鍛壓；可焊性差但脆性材料，不能鍛壓；可焊性差( (易裂紋易裂紋, ,焊區(qū)白口焊區(qū)白口, ,難加難加工工) )；熱處理性能很差。；熱處

9、理性能很差。應(yīng)用應(yīng)用: :工作在摩擦條件下，要求吸收振動(dòng)的形狀復(fù)雜的支座類工作在摩擦條件下，要求吸收振動(dòng)的形狀復(fù)雜的支座類鑄件，如機(jī)床床身、導(dǎo)軌、機(jī)座、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體及缸蓋等鑄件，如機(jī)床床身、導(dǎo)軌、機(jī)座、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體及缸蓋等 2) 2) 灰鑄鐵的孕育處理灰鑄鐵的孕育處理 灰鑄鐵分為兩類灰鑄鐵分為兩類: : 普通灰鑄鐵；普通灰鑄鐵； 孕育鑄鐵孕育鑄鐵( (又叫變質(zhì)鑄鐵、又叫變質(zhì)鑄鐵、高強(qiáng)度灰鑄鐵高強(qiáng)度灰鑄鐵) ) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：組織特點(diǎn)是彌散度極高的珠光體基體上均勻組織特點(diǎn)是彌散度極高的珠光體基體上均勻分布著細(xì)小石墨片，共晶團(tuán)比普通灰鑄鐵細(xì)得多，強(qiáng)分布著細(xì)小石墨片，共晶團(tuán)比普通灰鑄鐵細(xì)得多，強(qiáng)度和硬度明

10、顯提高；同時(shí)組織和性能的均勻性較高，度和硬度明顯提高；同時(shí)組織和性能的均勻性較高，壁厚敏感性很小，同一截面上力學(xué)性能的齊一性較好壁厚敏感性很小，同一截面上力學(xué)性能的齊一性較好。這對(duì)于厚壁鑄件十分重要。這對(duì)于厚壁鑄件十分重要。應(yīng)用：應(yīng)用：適用于動(dòng)載荷較小、靜載荷較大、要求減摩適用于動(dòng)載荷較小、靜載荷較大、要求減摩性和減震性好的重要鑄件，特別是厚大鑄件，機(jī)床床性和減震性好的重要鑄件，特別是厚大鑄件，機(jī)床床身、凸輪、凸輪軸、氣缸體和氣缸套等。身、凸輪、凸輪軸、氣缸體和氣缸套等。原理：原理：孕育處理是向鐵液中加入孕育劑，以改善鑄孕育處理是向鐵液中加入孕育劑，以改善鑄鐵組織和性能鐵組織和性能 孕育過程：

11、孕育過程： （1 1）熔煉碳、硅含量低的鐵液熔煉碳、硅含量低的鐵液，c 2.8c 2.83.23.2，Si 1.0Si 1.02.02.0。鐵液出爐溫度要高鐵液出爐溫度要高，應(yīng)不低于，應(yīng)不低于1420142014401440。 （2 2）加入孕育劑，常用孕育劑含）加入孕育劑，常用孕育劑含Si 75Si 75的硅鐵合金，熔點(diǎn)為的硅鐵合金，熔點(diǎn)為13001300，塊度，塊度5 510 mm10 mm，加入量為鐵水重量的，加入量為鐵水重量的0.20.20.70.7。 a. a. 出鐵槽內(nèi)加：出鐵槽內(nèi)加： b . b . 瞬時(shí)孕育：瞬時(shí)孕育：硅鐵硅鐵棒插入鐵水流或型內(nèi)孕育等。棒插入鐵水流或型內(nèi)孕育等。

12、 4 4）生產(chǎn)特點(diǎn)）生產(chǎn)特點(diǎn) （1 1）沖天爐熔煉；）沖天爐熔煉； （2 2）鑄造性能優(yōu)良）鑄造性能優(yōu)良, ,便于鑄出薄而復(fù)雜的鑄件；便于鑄出薄而復(fù)雜的鑄件； （3 3）一般不需冒口）一般不需冒口, ,冷鐵冷鐵, ,使工藝簡(jiǎn)化；使工藝簡(jiǎn)化； （4 4）一般不用熱處理）一般不用熱處理, ,或僅需時(shí)效?；騼H需時(shí)效。 4 4球墨鑄鐵球墨鑄鐵 鐵液經(jīng)球化處理，使石墨大部或全部成球狀的鑄鐵。鐵液經(jīng)球化處理，使石墨大部或全部成球狀的鑄鐵。 1)1)球墨鑄鐵的組織、性能特點(diǎn)及應(yīng)用球墨鑄鐵的組織、性能特點(diǎn)及應(yīng)用 組織組織：細(xì)小圓整的石墨球加金屬基體。：細(xì)小圓整的石墨球加金屬基體。 性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)： a.

13、a. 力學(xué)性能比灰鑄鐵高得多力學(xué)性能比灰鑄鐵高得多，較高的強(qiáng)度及較好的塑性和，較高的強(qiáng)度及較好的塑性和韌性通常韌性通常b b=400=400900 MPa900 MPa，=2=21818 b. b. 鑄造性鑄造性, ,減振性減振性, ,切削性切削性, ,耐磨性等良好耐磨性等良好, , 生產(chǎn)壁厚生產(chǎn)壁厚3mm4mm鑄件鑄件； c. c. 焊接性能和熱處理性能都優(yōu)于灰鑄鐵；焊接性能和熱處理性能都優(yōu)于灰鑄鐵； d. d. 但鑄態(tài)下的基體組織不很理想，需采取相應(yīng)的工藝措施但鑄態(tài)下的基體組織不很理想，需采取相應(yīng)的工藝措施或進(jìn)行熱處理。或進(jìn)行熱處理。 應(yīng)用應(yīng)用: : 受力復(fù)雜受力復(fù)雜, ,負(fù)荷較大的重要零

14、件負(fù)荷較大的重要零件. .2 2）生產(chǎn)特點(diǎn)）生產(chǎn)特點(diǎn) 熔煉技術(shù)、爐前處理工藝上要求較高熔煉技術(shù)、爐前處理工藝上要求較高(1) (1) 化學(xué)成分要求化學(xué)成分要求比灰鑄鐵更嚴(yán)格：比灰鑄鐵更嚴(yán)格：C(3.6C(3.64.0%)4.0%)接近共晶接近共晶成分、成分、P0P004040 00606， Mn0.4Mn0.40.60.6， S0.02S0.02；(2)(2)鐵液鐵液出爐溫度出爐溫度比灰鑄鐵更高，在比灰鑄鐵更高，在14501470 14501470 以上；以上；(3)(3)進(jìn)行球化處理，鐵液中添加球化劑進(jìn)行球化處理，鐵液中添加球化劑球化劑：稀土鎂合金，加入量約為鐵液質(zhì)量的球化劑：稀土鎂合金，加

15、入量約為鐵液質(zhì)量的1.31.31.81.8。球化處理方法球化處理方法 沖入法沖入法 型內(nèi)球化法型內(nèi)球化法4)4)進(jìn)行孕育處理進(jìn)行孕育處理孕育處理的作用孕育處理的作用常用的孕育劑常用的孕育劑( (硅鐵硅鐵75%Si) 75%Si) 孕育方法：孕育方法：處理后的鐵水要及時(shí)澆注處理后的鐵水要及時(shí)澆注, ,保證球化效果。保證球化效果。5) 5) 鑄造工藝鑄造工藝凝固過程、鑄造性能等和灰鑄鐵明顯不同，球墨鑄鐵呈糊狀凝凝固過程、鑄造性能等和灰鑄鐵明顯不同，球墨鑄鐵呈糊狀凝固，灰鑄鐵的凝固方式為逐層凝固方式固，灰鑄鐵的凝固方式為逐層凝固方式。a.a.球墨鑄鐵的結(jié)晶特點(diǎn)是在凝固收縮前有較大的膨脹，在鑄造工藝球

16、墨鑄鐵的結(jié)晶特點(diǎn)是在凝固收縮前有較大的膨脹，在鑄造工藝上應(yīng)采用定向凝固原則，用干型或水玻璃砂快干型提高鑄型的強(qiáng)度，并上應(yīng)采用定向凝固原則，用干型或水玻璃砂快干型提高鑄型的強(qiáng)度，并增設(shè)冒口以加強(qiáng)補(bǔ)縮。增設(shè)冒口以加強(qiáng)補(bǔ)縮。b. b. 澆注系統(tǒng)應(yīng)使鐵水平穩(wěn)流入澆注系統(tǒng)應(yīng)使鐵水平穩(wěn)流入, ,并有良好的擋渣效果并有良好的擋渣效果6) 6) 球墨鑄鐵一般應(yīng)進(jìn)行熱處理：球墨鑄鐵一般應(yīng)進(jìn)行熱處理：鋼的多種熱處理方法均適用于球墨鑄鐵。鋼的多種熱處理方法均適用于球墨鑄鐵。退火：退火： 鐵素體基體，塑、韌鐵素體基體，塑、韌，QT420-10QT420-10以上以上正火：正火： 珠光體基體，強(qiáng)度、硬珠光體基體，強(qiáng)度、

17、硬，QT600-2QT600-2以上以上 5 5、蠕墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵 1) 1) 組織、性能和用途組織、性能和用途 組織特點(diǎn)：組織特點(diǎn)：金屬基體上分布著蠕蟲狀石墨。蠕蟲狀石墨的形態(tài)金屬基體上分布著蠕蟲狀石墨。蠕蟲狀石墨的形態(tài)介于片狀石墨和球狀石墨之間，既有在共晶團(tuán)內(nèi)石墨互相連接的介于片狀石墨和球狀石墨之間，既有在共晶團(tuán)內(nèi)石墨互相連接的片狀結(jié)構(gòu)，又有頭部較圓，類似球狀石墨的形貌。片狀結(jié)構(gòu)，又有頭部較圓，類似球狀石墨的形貌。性能：性能：具有灰鑄鐵和球墨鑄鐵的一系列優(yōu)點(diǎn)具有灰鑄鐵和球墨鑄鐵的一系列優(yōu)點(diǎn)和灰鑄鐵相比：蠕墨鑄鐵強(qiáng)度較高，壁厚敏感性小，屈強(qiáng)比很和灰鑄鐵相比：蠕墨鑄鐵強(qiáng)度較高，壁厚敏感性小，

18、屈強(qiáng)比很高，沖擊韌性較好，耐磨性好。導(dǎo)熱性、耐熱疲勞性及減震性與高，沖擊韌性較好，耐磨性好。導(dǎo)熱性、耐熱疲勞性及減震性與灰鑄鐵相近，優(yōu)于球墨鑄鐵，鑄造性能良好?；诣T鐵相近，優(yōu)于球墨鑄鐵，鑄造性能良好。用途：用途：主要用來代替高強(qiáng)度灰鑄鐵，生產(chǎn)復(fù)雜的大型鑄件，在主要用來代替高強(qiáng)度灰鑄鐵，生產(chǎn)復(fù)雜的大型鑄件，在熱交換及有較大溫度梯度條件下工作的零件，以及要求氣密性的熱交換及有較大溫度梯度條件下工作的零件，以及要求氣密性的零件，如液壓閥閥體等。零件，如液壓閥閥體等。2) 2) 生產(chǎn)特點(diǎn)生產(chǎn)特點(diǎn)蠕墨鑄鐵的制造過程和球墨鑄鐵相同蠕墨鑄鐵的制造過程和球墨鑄鐵相同，先熔煉高碳、硅，低錳，先熔煉高碳、硅，低錳

19、、磷、硫鐵液，然后進(jìn)行蠕化處理及孕育處理。、磷、硫鐵液，然后進(jìn)行蠕化處理及孕育處理。6 6可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵( (又叫馬鐵又叫馬鐵) )將白口鑄鐵坯件經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間高溫度退火而得到的一種韌性較高將白口鑄鐵坯件經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間高溫度退火而得到的一種韌性較高的鑄鐵。的鑄鐵。由于團(tuán)絮狀石墨對(duì)基體的破壞作用減輕，因而可鍛鑄鐵的強(qiáng)由于團(tuán)絮狀石墨對(duì)基體的破壞作用減輕，因而可鍛鑄鐵的強(qiáng)度和塑、韌性比灰鑄鐵明顯提高。度和塑、韌性比灰鑄鐵明顯提高。1 1）應(yīng)用）應(yīng)用: : 形狀復(fù)雜形狀復(fù)雜, ,承受沖擊載荷的薄壁小件承受沖擊載荷的薄壁小件(KTH),(KTH),曲軸曲軸, ,連桿連桿, ,齒輪等齒輪等(KTZ) (KTZ) 2

20、 2）生產(chǎn)特點(diǎn)：）生產(chǎn)特點(diǎn)：正確的化學(xué)成分和合理的退火規(guī)范是獲得可鍛正確的化學(xué)成分和合理的退火規(guī)范是獲得可鍛鑄鐵的重要保證。鑄鐵的重要保證。必須采用必須采用C,SiC,Si含量低的鐵水含量低的鐵水, ,防石墨化防石墨化. . 通常通常2.42.42.6%C, 2.6%C, 0.40.41.4%Si 1.4%Si 熔點(diǎn)比灰鐵高，凝固溫度范圍大，流動(dòng)性不好，液固兩相區(qū)熔點(diǎn)比灰鐵高，凝固溫度范圍大，流動(dòng)性不好，液固兩相區(qū)寬，砂型耐火性要求高。周期長(zhǎng)寬，砂型耐火性要求高。周期長(zhǎng)(40(4070h)70h)，成本高。，成本高。 3）可鍛鑄鐵的鑄造性能）可鍛鑄鐵的鑄造性能 可鍛鑄鐵的碳、硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，熔點(diǎn)

21、比灰鑄鐵高，可鍛鑄鐵的碳、硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，熔點(diǎn)比灰鑄鐵高，凝固溫度范圍大，故鐵液的流動(dòng)性差，必須適當(dāng)提高鐵液凝固溫度范圍大，故鐵液的流動(dòng)性差，必須適當(dāng)提高鐵液的出爐溫度，以防產(chǎn)生冷隔、澆不到等缺陷。同時(shí)，可鍛的出爐溫度，以防產(chǎn)生冷隔、澆不到等缺陷。同時(shí)，可鍛鑄鐵的凝固過程沒有石墨化膨脹階段，體積收縮和線收縮鑄鐵的凝固過程沒有石墨化膨脹階段，體積收縮和線收縮較大，易形成縮孔和裂紋等缺陷。較大，易形成縮孔和裂紋等缺陷。 在設(shè)計(jì)鑄件時(shí)除應(yīng)考慮合理的結(jié)構(gòu)形狀外，在鑄造在設(shè)計(jì)鑄件時(shí)除應(yīng)考慮合理的結(jié)構(gòu)形狀外，在鑄造工藝上應(yīng)采用定向凝固的原則設(shè)置冒口和冷鐵，適當(dāng)提高工藝上應(yīng)采用定向凝固的原則設(shè)置冒口和冷鐵，適

22、當(dāng)提高型砂的耐火度，退讓性和透氣，為擋住熔渣，在澆注系統(tǒng)型砂的耐火度，退讓性和透氣，為擋住熔渣，在澆注系統(tǒng)中應(yīng)安放過濾網(wǎng)。中應(yīng)安放過濾網(wǎng)。7 7鑄鐵的熔煉鑄鐵的熔煉熔煉工藝是獲得優(yōu)質(zhì)鑄鐵的基本因素。熔煉工藝是獲得優(yōu)質(zhì)鑄鐵的基本因素。1 1）對(duì)鑄鐵對(duì)鑄鐵熔煉工藝的基本要求熔煉工藝的基本要求：鐵液質(zhì)量好，化學(xué)成分合格，澆注溫度高，純凈度高；熔化速鐵液質(zhì)量好，化學(xué)成分合格，澆注溫度高，純凈度高；熔化速度快；各類耗損度快；各類耗損( (燃料、能源、金屬燒損等燃料、能源、金屬燒損等) )低；操作方便。低；操作方便。2 2）熔煉設(shè)備：）熔煉設(shè)備：a.a.沖天爐沖天爐是主要設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、可連續(xù)熔

23、煉、生是主要設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、可連續(xù)熔煉、生產(chǎn)率高、能耗低、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但鐵液出爐溫度最高產(chǎn)率高、能耗低、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但鐵液出爐溫度最高14601460左左右、化學(xué)成分和溫度不夠均勻。右、化學(xué)成分和溫度不夠均勻。b.b.感應(yīng)電爐感應(yīng)電爐( (包括工頻、中頻包括工頻、中頻) )，熔煉溫度可高達(dá)，熔煉溫度可高達(dá)16501650，加熱，加熱速度快，鐵液成分和溫度均勻，元素?zé)龘p少，吸氣少，鐵液質(zhì)量速度快，鐵液成分和溫度均勻，元素?zé)龘p少，吸氣少，鐵液質(zhì)量好，但耗電量大。好，但耗電量大。c.c.沖天爐與感應(yīng)電爐沖天爐與感應(yīng)電爐雙聯(lián)熔煉法雙聯(lián)熔煉法。二、鑄鋼件生產(chǎn)二、鑄鋼件生產(chǎn)1 1、鑄鋼的類別

24、和性能、鑄鋼的類別和性能1 1）性能：）性能：強(qiáng)度強(qiáng)度( (特別是塑性和韌性特別是塑性和韌性) )比鑄鐵高，焊接性比鑄鐵高，焊接性能優(yōu)良，但其鑄造性能、減震性和缺口敏感性都比鑄鐵能優(yōu)良，但其鑄造性能、減震性和缺口敏感性都比鑄鐵差。差。2 2）應(yīng)用：）應(yīng)用：適于制造形狀復(fù)雜的、承受重載荷及沖擊載適于制造形狀復(fù)雜的、承受重載荷及沖擊載荷的零件。如萬噸水壓機(jī)底座、大型軋鋼機(jī)立柱、火車荷的零件。如萬噸水壓機(jī)底座、大型軋鋼機(jī)立柱、火車掛鉤及車輪、鑄掛鉤及車輪、鑄焊大件、鍛錘機(jī)架等。焊大件、鍛錘機(jī)架等。 2 2、鑄鋼的鑄造工藝特點(diǎn)、鑄鋼的鑄造工藝特點(diǎn)鑄鋼的鑄造性能較差鑄鋼的鑄造性能較差 熔點(diǎn)高熔點(diǎn)高, ,

25、 鋼液易氧化鋼液易氧化、吸氣，流動(dòng)性差吸氣，流動(dòng)性差, ,收縮大。常出現(xiàn)縮孔、縮松、氣孔、殘留應(yīng)力（變形）、裂紋等缺陷收縮大。常出現(xiàn)縮孔、縮松、氣孔、殘留應(yīng)力（變形）、裂紋等缺陷。鑄鋼的晶粒粗大，韌性低于同成分的鍛鋼。鑄鋼的晶粒粗大，韌性低于同成分的鍛鋼。(1)(1)對(duì)型砂的強(qiáng)度、耐火性、透氣性和退讓性要求更高對(duì)型砂的強(qiáng)度、耐火性、透氣性和退讓性要求更高; ;(2)(2)鑄型工藝上大都采用順序凝固原則，冒口、冷鐵用得很多鑄型工藝上大都采用順序凝固原則，冒口、冷鐵用得很多; ; (3)(3)鑄后需熱處理。鑄后需熱處理。晶粒粗大、組織不均、內(nèi)應(yīng)力，強(qiáng)、塑晶粒粗大、組織不均、內(nèi)應(yīng)力，強(qiáng)、塑退火：機(jī)械

26、性能退火：機(jī)械性能、成本、成本、內(nèi)應(yīng)力、內(nèi)應(yīng)力。適于含碳量大于等于。適于含碳量大于等于0.350.35或結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜、易裂紋的的鑄鋼件；或結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜、易裂紋的的鑄鋼件； 正火：機(jī)械性能正火：機(jī)械性能、成本、成本、內(nèi)應(yīng)力、內(nèi)應(yīng)力。適用于含碳量小于。適用于含碳量小于0.350.35的鑄鋼件。的鑄鋼件。 3 3、鑄鋼的熔煉、鑄鋼的熔煉 煉鋼的金屬爐料主要是廢鋼、生鐵、鐵合金等，其他還有造煉鋼的金屬爐料主要是廢鋼、生鐵、鐵合金等，其他還有造渣材料、氧化劑、還原劑和增碳劑等。渣材料、氧化劑、還原劑和增碳劑等。 冶煉鑄鋼的設(shè)備有電弧爐和感應(yīng)電爐等。冶煉鑄鋼的設(shè)備有電弧爐和感應(yīng)電爐等。 電弧爐電弧爐: :

27、利用石墨電極與金屬爐料間的高溫電弧熱熔化爐料，利用石墨電極與金屬爐料間的高溫電弧熱熔化爐料，爐子容量從爐子容量從5t5t到到30t30t，最大已達(dá)到，最大已達(dá)到100-300t100-300t。 電弧爐煉鋼液質(zhì)量電弧爐煉鋼液質(zhì)量較高較高，熔煉速度快，溫度容易控制。適合，熔煉速度快，溫度容易控制。適合于澆注各種類型的鑄鋼件。于澆注各種類型的鑄鋼件。 感應(yīng)電爐：利用感應(yīng)圈中交流電的感應(yīng)作用，使金屬爐料感應(yīng)電爐：利用感應(yīng)圈中交流電的感應(yīng)作用，使金屬爐料( (鋼鋼液液) )產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生熱量。產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生熱量。 感應(yīng)電爐煉鋼速度快、鋼液感應(yīng)電爐煉鋼速度快、鋼液質(zhì)量好質(zhì)量好、熱量散失少，氧化輕

28、、熱量散失少，氧化輕、工藝較簡(jiǎn)單、生產(chǎn)較靈活。近年來發(fā)展很快，主要用于中小型鑄工藝較簡(jiǎn)單、生產(chǎn)較靈活。近年來發(fā)展很快，主要用于中小型鑄鋼件的生產(chǎn)。鋼件的生產(chǎn)。三、有色合金鑄件生產(chǎn)三、有色合金鑄件生產(chǎn)常用的鑄造有色金屬有鋁、銅、鎂、鋅等。常用的鑄造有色金屬有鋁、銅、鎂、鋅等。1 1、銅合金鑄件的生產(chǎn)、銅合金鑄件的生產(chǎn) 1)銅合金的鑄造特點(diǎn)銅合金的鑄造特點(diǎn) 銅合金易氧化、吸氣。銅合金易氧化、吸氣。 細(xì)砂鑄型細(xì)砂鑄型光潔、減少切削量，粘砂光潔、減少切削量，粘砂 澆注時(shí)勿斷流澆注時(shí)勿斷流防氧化防氧化 澆注系統(tǒng)使液流平穩(wěn)流入澆注系統(tǒng)使液流平穩(wěn)流入常采用帶過濾網(wǎng)的常采用帶過濾網(wǎng)的底注式澆注系統(tǒng)，防止金屬飛

29、濺、氧化并去除浮渣。底注式澆注系統(tǒng)，防止金屬飛濺、氧化并去除浮渣。 加冒口加冒口補(bǔ)縮補(bǔ)縮(錫青銅出外錫青銅出外)銅合金的鑄造性能與化學(xué)成分密切相關(guān)。銅合金的鑄造性能與化學(xué)成分密切相關(guān)。鑄造黃銅：鑄造黃銅：熔點(diǎn)低，流動(dòng)性好，可澆注薄壁復(fù)雜件。熔點(diǎn)低，流動(dòng)性好，可澆注薄壁復(fù)雜件。黃銅中硅黃銅的鑄造性能最好，一般用中注式澆注系統(tǒng)，黃銅中硅黃銅的鑄造性能最好，一般用中注式澆注系統(tǒng)，暗冒口尺寸很小。暗冒口尺寸很小。錫青銅：錫青銅：結(jié)晶溫度范圍很大，糊狀凝固區(qū)域很寬，流結(jié)晶溫度范圍很大，糊狀凝固區(qū)域很寬，流動(dòng)性差，易產(chǎn)生縮松；對(duì)于防滲漏鑄件，常采用冷鐵，動(dòng)性差，易產(chǎn)生縮松；對(duì)于防滲漏鑄件，常采用冷鐵，提高致密性。提高致密性。鋁青銅：鋁青銅：結(jié)晶溫度范圍窄，呈逐層凝固方式，流動(dòng)性結(jié)晶溫度范圍窄，呈逐層凝固方式，流動(dòng)性好，但收縮大，要用較大的冒口進(jìn)行補(bǔ)縮；易氧化，鑄好，但收縮大，要用較大的冒口進(jìn)行補(bǔ)縮；易氧化，鑄造時(shí)需采取相應(yīng)工藝措施以保證鑄件質(zhì)量。造時(shí)需采取相應(yīng)工藝措施以保證鑄件質(zhì)量。 3)3)銅合金的熔煉銅合金的熔煉 熔煉銅合金常用坩堝（石墨坩堝）爐或感應(yīng)電爐。熔煉銅合金常用坩堝（石墨坩堝）爐或感應(yīng)電爐。銅合金熔煉時(shí)容易氧化和吸氣。常采用以熔劑覆蓋液銅合金熔煉時(shí)容易氧化和吸氣。常采用以熔劑覆蓋液面、脫氧、除氣面、