常用铸造合金材料.ppt

第2章 铸造成形 2.3 常用铸造合金材料 1.铸铁 2.铸钢 3.非铁铸造合金 小结： 1）铸钢的铸造性能 铸钢的铸造性能差。原因：与铸铁相比， 熔点高，钢液易氧化和吸气，流动性差； 收缩率较大； 易产生浇不足、气孔、缩孔、热裂纹、粘砂等缺陷。 生产铸钢件的工艺措施 （1）提高对型砂性能的要求。 （2）合理使用耐火涂料。铸型表面涂以耐火度高的涂料，防止粘砂。 （3）采取合理的铸造工艺。 主要是合理安放冒口和冷铁，实现顺序凝固并达到补缩效果，防止缩孔和缩松产生。例：铸钢齿轮的铸型工艺。 横浇道 直浇道 特点：冒口多，并且间隔安放冷铁，中间设计了一个大大的顶冒口，实现顺序凝固和补缩。 2）铸钢件的热处理 铸钢件必须经过退火或正火处理才能使用；但不易淬火，易开裂。 原因：晶粒粗大，铸造应力大，且存在铸造缺陷，使铸钢件力学性能较差。 退火或正火目的：细化晶粒，消除铸造应力，改善力学性能。 电弧炉炼钢示意图 2）铸钢的熔炼 主要有两种：电弧炉炼钢和感应电炉炼钢 一般，大规模生产或浇注大型铸件采用电弧炉炼钢（图示），与常规钢材生产的冶金炼钢不同，所用已是钢料，这里“炼”只是对钢的化学成分进行微调。 电弧炉是以三个石墨电极与金属炉料之间引燃电弧产生的热量来熔炼金属，常用容量（每炉所炼钢液量）为5～10吨。电弧炉可倾斜将钢液倒入钢包。 感应电炉练钢 利用感应线圈产生感应电流通过钢料本身电阻，产生的电阻热来熔炼金属。 感应电炉的容积偏小，多用于浇注中小铸钢件。 2.3.4 非铁铸造合金 常用有铜合金铸件和铝合金铸件，具有良好的物理和化学性能。 铜合金、铝合金铸造特点： 熔化设备：坩埚炉。熔化时，金属料与燃料不直接接触，以减少金属的损耗，并保证金属的洁净。 液态下易氧化； 凝固收缩率比灰铸铁高，需安放冒口使其顺序凝固，以便补缩； 砂型铸造时，应选用细砂造型，以保证铸件表面光洁。 电阻坩埚炉 铸造黄铜：除含锌外，还常含有硅、锰、铝、铅等。 力学性能多比青铜高，而价格较青铜低。 常用于一般用途的轴瓦、衬套、齿轮等耐磨件及阀门等耐蚀件。 常用牌号：ZCuZn38（38黄铜）、ZCuZn31Al2（31-2铝黄铜） 1）铸造铜合金种类 铸造青铜 锡青铜：线收缩率低，不易产生缩孔，耐磨性和耐蚀性优于黄铜，但流动性差易产生缩松，适用于致密性要求不高的耐磨、耐蚀件。 铝青铜：具有优良的力学性能和耐磨性、耐蚀性，但铸造性能较差，仅用于重要的耐磨、耐蚀件。 常用牌号：ZCuSn10Pb1（10-1锡青铜）、ZCuAl9Mn2（9-2铝青铜） 1. 铸造铜合金 * * 2.3 常用铸造合金材料 2.3.1 铸 铁 铸铁：是含碳量大于2.11%并含有较多硅、锰、硫、磷等 元素的多元铁基合金；铸铁生产工艺简单、成本低，是使用最早、应用最广泛的材料之一。 铸铁的分类 铸铁的石墨化 铸铁的熔炼 常用铸铁的特点及应用 1. 铸铁的分类 白口铸铁：以Fe3C形式存在，无石墨，断口呈银白色； 硬而脆，少用；但可制作耐磨件或作为冶炼钢铁的原料 灰口铸铁：主要以游离石墨的形式存在，断口暗灰色； 应用广泛，在我国铸铁与钢应用比例为0.46：1 麻口铸铁：以Fe3C＋石墨形式存在，断口呈灰白色； 脆性大，少用 按碳的存在形式 普通铸铁 合金铸铁（特殊性能铸铁） 按化学成分 按石墨的形态(灰口铸铁分类) 灰 铸 铁：石墨呈粗片状 可锻铸铁：石墨呈团絮状 球墨铸铁：石墨呈球状 蠕墨铸铁：石墨蠕虫状 白口 灰口 2. 铸铁的石墨化 铸铁中碳的存在形式 少量固溶在F、A中 化合态的渗碳体(Fe3C) 游离态石墨（G） 石墨：碳的单质之一，强度、硬度很低， 塑性几乎为零。 Fe3C：亚稳态，在高温下可分解： Fe3C→3Fe+C（石墨G） 石墨化：指铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程。可以在结晶过程中直接析出，也可以由渗碳体加热时分解得到。 铁素体基体球墨铸铁 F G 共晶白口铸铁 Ld′ 影响铸铁的石墨化因素 促进石墨化元素：C、Si、Al、