常用合金铸件的生产(1).pdf

第二章常用合金铸件的生产

•第一节铸铁件的生产

•一、灰铸铁

•按照铁水处理方法的不同，灰铸铁可分为普通灰

铸铁和孕育铸铁两大类。

•1．普通灰铸铁

•指出炉铁水不经任何处理而制成的铸铁，如

HTl00和HT150均属这类铸铁。普通灰铸铁也称

低强度灰铸铁，其碳、硅含量较高(3.0%～3.7%C，

1.8％～2.4％Si)。

•普通灰铸铁的主要缺点是壁厚敏感性较大(表6—

1)，铸件壁愈大时，石墨片愈粗大，强度愈低。

当截面增加到1OOmm时，强度可下降50%左右。

故普通灰铸铁不宜制造壁厚较大的铸件，仅适用

于制造受力较小、形状复杂的中小型铸件。

•2．孕育铸铁

•为了进一步提高灰铸铁的力学性能，在生产上常采用孕育

处理(也称变质处理)。其方法是：浇注前，往铁水中参加

一定量的孕育剂(硅铁或硅钙合金)造成人为晶核，以改

铁水的结晶条件，使其获得细晶粒的珠光体基体组织和均

匀细小片状的石墨。这种方法处理后的铸铁叫“孕育铸铁

〞或“变质铸铁〞，也称高强度铸铁。

•为了取得较好的孕育效果，必须从以下条件入手：

•碳、硅含量均低的原始铁水(2.7％一3.3%C，1％一2％Si)

•废钢参加量25％一50％

•铁水出炉温度约为1400~1450℃

•孕育剂含硅量为75％的硅铁，块度为3一lOmm，硅铁的

参加量为铁水重量的0.25％—0.6％(厚壁铸件取下限)。

•孕育处理后的铁水应尽快浇完，否那么孕育效果衰退。

•孕育铸铁的力学性能，特别是强度、硬度比普通

灰铸铁有显著提高。其抗拉强度为250～400MPa、

HB＝170~270，含碳愈少、石墨愈细小，强度、

硬度愈高。由于孕育铸铁的石墨仍为片状，本质

仍属于灰铸铁，所以其塑性、韧性仍然很低。

•孕育铸铁的另一优点是，组织和性能的均匀性较

高，壁厚敏感性很小；冷却速度对其组织和性能

的影响较小，这就使得在铸件的厚大截面上的性

能较均匀，如图6-1所示。

•孕育铸铁适用于静载荷下要求较高强度、高耐磨

性或高气密性的铸件，特别是厚大铸件，如机床

床身、发动机气缸体等。

•3．灰铸铁的铸造工艺特点

•灰铸铁通常是在冲天炉内熔炼，且大多不

需进行炉前处理直接浇注即可。灰铸铁的

铸造性能优良，便于制出薄而复杂的铸件，

一般也不需设置冒口和冷铁，使铸造工艺

简化。

•灰铸铁的浇注温度较低(1200～1350℃)，

因而对型砂的要求比铸钢低，中小型铸件

多采用经济、简便的湿型来铸造。

•二、球墨铸铁

•球墨铸铁是对一定成分的铸铁铁水进行球化和孕育处理后

得到的。与灰铸铁相比，球墨铸铁件的生产有如下特点。

•1．严格控制原铁水的化学成分

•制造球墨铸铁所用的铁水与灰铸铁原那么相同，但成分要

求较严格，其硫含量愈低愈好．硫应控制在0.07％以下。

磷使球墨铸铁的塑性，韧性急剧降低，且易冷裂，因此，

含磷量应小于0.1％。有时还要求低的含锰量，低锰、低

磷可提高球墨铸铁的塑性和韧性。此外，铁水含碳量应高

些(一般为3.6％～4.0％)，以改善铸造性能和球化效果。

•由于铁水经球化和孕育处理温度要降低50—1OO℃，为

防止浇注温度过低，出炉的铁水温度必须高达1400℃以上。

•2．选择恰当的球化剂和孕育剂这是制造

球铁的关键，必须严格掌握。

•球化剂的作用是使石墨结晶时呈球状析出。

•球化剂：镁、稀土镁合金。

•孕育剂：含硅量75%的硅铁

•球化处理方法冲入法，如图6-2所示

•型内球化法，如图6-3所示。

•4．球墨铸铁的铸造工艺特点

•球墨铸铁的凝固过程、铸造性能和灰铸铁有明显的不同，

因而铸造工艺也不同。

•(1)流动性比灰铸铁差。因为球化和孕育处理，使铁水温度

大大下降。因此，球墨铸铁需要较高的浇注温度和较大的

浇口尺寸。

•(2)收缩较灰铸铁大。其主要原因是：球铁为糊状凝固特征，

球铁含碳量高，近共晶成分，凝固收缩率低，但缩孔、缩

松倾向较大。球铁在浇注后的一个时期内，截面上存在相

当宽的液固共存的同时凝固区，凝固后的外壳强度甚低如