液態(tài)金屬成型2.3金屬的鑄造性能及熔煉

2.3鑄造合金熔煉及質(zhì)量控制2.3.1熔煉方法沖天爐沖天爐是一個(gè)里面襯了耐火磚的圓形鋼桶沖天爐主要用于熔煉鑄鐵，是熔化鑄鐵效率最高的一種熔煉方法，使用也最為廣泛，而且非常經(jīng)濟(jì)。爐料金屬料生鐵、廢鋼、鐵屑、回爐料、硅鐵、錳鐵焦炭熔劑石灰石（2-4%）、氟石、（螢石）。其它，有白云石，碳酸鈉（純堿），碳化鈣------它們的主要作用就是和氧化鐵生成低熔點(diǎn)的、比較輕的爐渣，并增加爐渣的流動(dòng)性焦鐵比焦鐵比是指一公斤焦炭能化多少公斤鐵水一般在1：8~12；高質(zhì)量的鐵水一般比值去上限，有時(shí)到1：18也是有的出鐵溫度孕育鑄鐵一般1450℃左右，較好的沖天爐可以控制到1480℃球鐵1480~1520℃普通灰鐵1400℃沖天爐的缺點(diǎn)

成分波動(dòng)大：由于金屬料直接和燃燒的焦炭接觸，鐵水中的硅和錳會(huì)和硅、錳反應(yīng)，生成氧化硅和氧化錳，造成硅錳的燒損（一般15~20%），而且燒損不穩(wěn)定

溫度波動(dòng)大:出鐵溫度會(huì)有差異，影響后面的各種處理。由于爐膛的燒損導(dǎo)致爐膛變大，從爐子開爐到結(jié)束，溫度是不一樣的，

鐵水質(zhì)量較差鐵水中各種夾雜物較多沖天爐電路雙煉高質(zhì)量鑄鐵熔煉

用沖天爐熔煉鐵水用感應(yīng)電爐升溫凈化鐵水利用了沖天爐熔煉速度快，熔煉成本低得優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合感應(yīng)電爐溫度控制方便

電弧爐（主要用于煉鋼和爐料）三相電弧爐反射爐（煤氣、油氣）

主要用于有色合金中頻（工頻、變頻）感應(yīng)爐由于有電磁攪拌作用，所以合金化比較容易，凈化作用也比較明顯電阻爐一、鑄鐵鑄鐵是指接近共晶成分的的鐵碳合金，碳2.5~4.0%，硅1.0~2.5%。（一）鑄鐵的分類1.根據(jù)碳在鑄鐵中的存在形式分類（1）白口鑄鐵指碳主要以游離碳化鐵形式出現(xiàn)的鑄鐵，斷口呈銀白色。（2）灰鑄鐵指碳主要以片狀石墨形式出現(xiàn)的鑄鐵，斷口呈灰色。它是工業(yè)中應(yīng)用最廣的鑄鐵。（3）麻口鑄鐵指碳部分以游離碳化鐵形式出現(xiàn)，部分以石墨形式出現(xiàn)，斷口灰白相間。

2.3.2常用鑄造合金熔煉

2.根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)分類（1）普通灰鑄鐵石墨呈片狀（2）蠕墨鑄鐵石墨呈蠕蟲狀，（3）可鍛鑄鐵石墨呈團(tuán)絮狀（4）球墨鑄鐵石墨呈球狀3.根據(jù)鑄鐵的化學(xué)成分分類（1）普通鑄鐵（2）合金鑄鐵2.3.3灰鑄鐵化學(xué)成分：五大元素CSiMnPS碳碳的形式?jīng)Q定了鑄鐵的很多特性，其他的元素是通過影響碳的形式來影響鑄鐵的性能的硅

石墨化元素錳反石墨化元素增加基體強(qiáng)度硫反石墨化元素惡化石墨形狀，但太低孕育效果變差磷中性弱石墨化元素增加鐵水流動(dòng)性，產(chǎn)生脆性石墨對灰鑄鐵性能的影響

石墨降低鑄鐵的力學(xué)性能，影響程度和石墨的數(shù)量，形狀，大小，分布有關(guān)

石墨卻又良好的減震性，減摩性，和缺口敏感性孕育處理孕育處理的主要目的是為了獲得分布均勻，細(xì)小的片狀石墨孕育處理可以獲得高牌號的鑄鐵HT250-350孕育處理的原理：熔煉出低碳硅含量的高溫鐵水，然后向鐵水中沖入少量細(xì)粒狀的孕育劑如75硅鐵，加入量可在鐵水的0.25%~1.5%范圍。孕育劑的作用是在鐵水中形成大量彌散的石墨形核質(zhì)點(diǎn)，使石墨化作用加強(qiáng)。2.3.4鑄鋼鑄鋼的種類與性能鑄鋼按化學(xué)成分的不同，可分為以下兩大類：1.碳素鑄鋼指以碳為主要合金元素并含有少量其他元素的鑄鋼。根據(jù)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高低可分為低碳、中碳和高碳鑄鋼。鑄鋼的強(qiáng)度與球墨鑄鐵相近，但鑄鋼的沖擊韌度和疲勞強(qiáng)度都高得多，另外，鑄鋼的焊接性能遠(yuǎn)比鑄鐵優(yōu)良。2.鑄造合金鋼對于具有較高力學(xué)性能或某些特殊性能要求的零件或工具，可采用合金鑄鋼（即鑄造合金鋼）。合金鑄鋼按其合金質(zhì)量分?jǐn)?shù)可分為低合金鑄鋼和高合金鑄鋼。2.3.5鑄造鋁硅合金鑄造鋁硅合金特點(diǎn)使用性能密度小，比強(qiáng)度高，熔點(diǎn)低，導(dǎo)熱性好，耐腐蝕鑄造性能流動(dòng)性好，現(xiàn)收縮率低，熱裂傾向小，氣密性好熔煉鋁合金在液態(tài)條件下容易吸氣，特別是氫氣，在南方黃梅季節(jié)，特別容易產(chǎn)生氣孔鋁合金的熔煉鋁合金在液態(tài)條件下容易吸氣，特別是氫氣，在南方黃梅季節(jié)，特別容易產(chǎn)生氣孔。為了解決氣孔問題，鋁合金在熔煉的時(shí)候，要進(jìn)行精煉處理除氣的主要方法有兩種：用噴槍、多孔耐火材料或旋轉(zhuǎn)葉輪注入氣體；或者，加入能生成氣泡的粉劑，如六氯乙烷；前者，發(fā)氣量可控，但后者不均勻，有時(shí)需要多次除氣鋁合金除氣水模擬旋轉(zhuǎn)葉輪氣泡生成變質(zhì)處理變質(zhì)的主要目的是要細(xì)化鑄態(tài)的晶粒鋁