球墨铸铁生产总结

1 / 11 球墨铸铁生产总结 一、合金铸造工艺性 1.液态合金的工艺特性包括流动性、收缩性、吸气性和偏析性等。 2.影响流动性的因素 :合金的种类和化学成分 ,浇注温度 ,铸型特点 浇注温度越高，合金流动性越好，故浇注温度越高越好？ 砂型铸造时，当铸件的设计壁厚小于规定的最小壁厚时，铸件产生浇不足，冷隔缺陷？ 3.合金的收缩性液态收缩、凝固收缩、固态收缩 缩孔和缩松，产生原因？ 凝固收缩是缩松、缩孔产生的根本原因； 易产生集 中缩孔的合金成分是结晶温度范围窄的合金 ,结晶温度范围宽的金属易形成分散的缩松 . 采用冒口和冷铁是为了防止铸件产生缩孔等缺陷？ 铸造应力、及其产生原因？ 固态收缩是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因； 铸件的应力，在铸件铸造成形后就无法消除了？ 4合金的吸气性 气孔种类：铸件的气孔有侵入气孔、析出气孔及反2 / 11 应气孔。 熔化钢时油污过多产生的是 反应气孔 ;起模时刷水过多产生的是 侵入气孔；春砂过紧产生的是 侵入气孔；芯撑有锈产 生的是 反应气孔。 二、铸造合金 1铸铁、铸钢及其分类、牌号 按铸铁中石墨的形态不同，生产上将铸铁分类： 2指出下列铸铁牌号所表示的名称、各位数字所代表的意义。 QT800-2 HT250 KT400-8 QT420-10RuT420 3铸铁的石墨化过程主要影响因素，及如何影响？ 化学成分和冷却速度 4.常用铸造合金工艺特点： 普通灰铸铁的结晶温度范围很窄，凝固时基本属于逐层凝固，因此流动性好；凝固时石墨 析出实现自补缩，一般不需要冒口补缩； 球墨铸铁球化和孕育处理后铁水温度低，流动性差，且球墨铸铁结晶温度范围宽，易形成缩松、缩孔，因此需要设置冒口和冷铁进行补缩； 铸钢熔点高、易氧化、流动性差、收缩大，易产生变形和热裂； -3 / 11 - 三、砂型铸造 1型砂的组成及作用； 2手工造型方法及应用 特种铸造工艺过程、及其应用 3浇注位置及分型面、确定依据？ 制出铸造工艺图 -作业 4铸件结构工艺性分析 铸铁焊接工艺 铸铁件的焊接工艺一般分为热焊、半热焊、冷焊三种工艺，不同的焊接工艺选用的焊接材料各不相同。 铸铁热焊工艺是将铸铁件整体或局部预热至 600700，并在焊接过程中保持温度，焊后趁红热状态覆盖石棉粉或其他保温材料，缓慢冷却，有利于石墨析出。热焊方法的优点是降低焊缝与母材的温差，从而降低焊接接头应力水平，有利于防止裂纹产生，避免产生白口及淬硬组织 。 铸铁半热焊工艺是将铸铁件整体或局部预热到300 400，并在焊接过程中保持温度。半热焊方法改善了施工条件，降低了焊接成本，但焊缝抗裂性能下降。 铸铁冷焊工艺一般焊前不进行预热，当环境温度较低或焊接拘束较大时，焊前可以预热 100 150，铸铁件冷焊时往往要采用特殊的焊接材料和必要的工艺措施。 铸铁焊条焊补球墨铸铁件 4 / 11 铸铁焊条， Z117 低氢型，直流，高钒钢，用于铸铁缺陷的焊补，如汽车缸体、机架齿轮箱等，也可焊补高强度铸件及球墨铸铁件，焊件不进行预热，焊后可 以进行切削加工，但加工性能不如 Z508、 Z308 和 Z408。 Z208 是低碳钢芯、强石墨化型药皮的铸铁电焊条，焊缝在缓冷时可变成灰口铸铁，抗裂性能较差。可交直流两用，价格低廉。用途 : 用于焊补灰口铸铁的缺陷。 Z238 是低碳钢芯、强石墨化型药皮的球墨铸铁焊条，由于加入一定量的球墨化剂，使熔敷金属中的石墨在受冷过程中呈球状析出，可交直流两用。用途 : 用于焊补球墨铸铁件。 Z308 是纯镍焊芯、强还原性石墨型药皮的铸铁焊条，施焊时，焊件可不预热，具有良好的抗裂性能和加工性能。镍 价格昂贵，应该在其它焊条不能满足时才可选用。交直流两用。用途 : 用于铸铁薄件及加工面的补焊，如发动机座、机床导轨、齿轮座等 重要灰口铸铁件。 Z408 是镍铁合金焊芯，强 还原性石墨药皮的铸铁焊条，具有强度高、塑性好、线膨胀系数低等特点。抗裂性对灰口铸铁与 Z308 差不多，但对球墨铸铁则比 Z308 强，对含磷量高的铸铁，也具有良好的效果，切削加工性能比 Z308 和 Z508 稍差。用于常温或稍经5 / 11 预热灰口铸铁及球墨铸铁的焊接。交直流两用。用途 : 适用于重要高强度灰口铸件及球墨铸件的补焊。如汽缸、发 动机座、齿轮、轧辊等。 Z508 是镍铜合金焊芯，强还原性石墨药皮的铸铁焊条。其工艺性能及切削加工性能都接近 Z308，但由于收缩率较大，抗裂性较差。焊接接头强度较低，所以不宜用于受力部位的焊接，可用于常温或低温预热的灰口铸铁的焊接。交直流两用。用途 : 用于强度要求不高的灰口铸件的焊补。 Z268 是低碳钢芯、强石墨化型药皮的球墨铸铁焊条，由于加入一定量的球墨化剂，使熔敷金属中的石墨在受冷过程中呈球状析出，可交直流两用。用途 : 用于焊补球墨铸铁件。 球墨铸铁的工艺设计 第一节 工艺特点 一、球墨铸铁的流动性与浇注工艺 球化处理过程中球化剂的加入，一方面使铁液的温度降低，另一方面镁、稀土等元素在浇包及浇注系统中形成夹渣。因此，经过球化处理后铁液的流动性下降。同时，如果这些夹渣进入型腔，将会造成夹杂、针孔、铸件表面粗糙等铸造缺陷。 为解决上述问题，球墨铸铁在铸造工艺上须注意以下问题： 6 / 11 一定要将浇包中铁液表面的浮渣扒干净， ?最好使用茶壶嘴浇包。 严格控制镁的残留量，最好在 %以下。 浇注系统要有足够的尺寸 ，以保证铁液能做尽快充满型腔，并尽可能不出现紊流。 采用半封闭式浇注系统，根据美国铸造学会推荐的数据，直浇道、横浇道与内浇道的比例为 4： 8： 3。 内浇口尽可能开在铸型的底部。 在浇注系统中安放过滤网会有助于排除夹渣。 适当提高浇注温度以提高铁液的充型能力并避免出现碳化物。对于用稀土处理的铁液，其浇注温度可参阅我国有关手册。对于用镁处理的铁液，根据美国铸造学会推荐的数据，当铸件壁厚为 25mm 时，浇注温度不低于 1315；当铸件壁厚为 6mm 时，浇注温度不低于 1425。 二、球墨铸铁的凝固特性与补缩工艺特点 球墨铸铁与灰铸铁相比在凝固特性上有很大的不同，主要表现在以下方面： 球墨铸铁的共晶凝固范围较宽。灰铸铁共晶凝固时，片状石墨的端部始终与铁液接触，因而共晶凝固过程进行较快。球墨铸铁由于石墨球在长大后期被奥氏体壳包围，其长大需要通过碳原子的扩散进行，因而凝固过程进行较慢，以至于要求在更大的过冷度下通过在新的石墨异质核心上形7 / 11 成新的石墨晶核来维持共晶凝固的进行。因此，球墨铸铁在凝固过程中在断面上存在较宽的液固共存区域，其凝固方式具有粥 状凝固的特性。这使球墨铸铁凝固过程中的补缩变得困难。 球墨铸铁的石墨核心多。经过球化和孕育处理，球墨铸铁的石墨核心较之灰铸铁多很多，因而其共晶团尺寸也比灰铸铁细得多。 球墨铸铁具有较大的共晶膨胀力。由于在球墨铸铁共晶凝固过程中石墨很快被奥氏体壳包围，石墨长大过程中因体积增大所引起的膨胀不能传递到铁液中，从而产生较大的共晶膨胀力。当铸型刚度不高时，由此产生的共晶膨胀将引起缩松缺陷。 在凝固过程中球墨铸铁的体积变化可以分为三个阶段 :铁液浇入铸型后至冷却到共晶温度过程中的液态收缩 ，共晶凝固过程中由于石墨球的析出引起的体积膨胀，铁液凝固后冷却过程中的体收缩。 由于上述凝固特性，从补缩的角度考虑，球墨铸铁在铸造工艺上有以下特点： 铸型要有高的紧实度，以使铸型有足够的刚度以抵抗球墨铸铁共晶凝固时的共晶膨胀力。需要指出的是，此时要特别注意采取适当的措施提高铸型的透气性，同时要尽可能地降低型砂中的水份，以防止出现“呛火”。 8 / 11 合理设置浇冒口。球墨铸铁的冒口与普通钢及白口铁不同，球墨铸铁冒口设置的合理性在于它能够充分补充铁液的液态收缩，而当铁液进入共晶膨胀阶段 时，浇注系统和冒口颈及时冷冻，使铸件利用石墨析出的膨胀进行自补缩。 砂箱应有足够的刚度，上箱和下箱之间应有牢固的紧固装置。 第二节 冒口设计 一、冒口模数的定义与计算： 一定的液态球铁铸件的冷却速度及其凝固所需要的时间取决于铸型的热性质、所浇注的合金、浇注温度以及铸件的形状和尺寸。假定铸型的性质和浇注温度不变，则冷却和凝固速度完全取决于铸件。为了设计冒口，无论重量或壁厚都不能像模数那样准地代表铸件。对于形状简单的铸件其模数计算是简单的。 二、实用冒 口设计 从事实践的铸造工作者对前节的结沦可能感到满意，这个结沦这里要重复。 只要冒口的模数大于它所连接着的铸件的分体的模数则冒口保持为液体的时间比铸件分体的要长，这个观点需要立即说明。铸件或其任何部分是不会同对凝固的，下面就这个问题将进一步讨论。说到冒口最重要的是冒口中所包含的液体要与外部大气保持连通。图3-5 所示是完全背离正常冒口设计原则的。 9 / 11 楔形冒口首先在其顶部凝结，而顶部凝固的冒口与大气不连通，因而冒口不能发挥其作用。结果铸件产生缺陷。 通常冒口的形状应使体积与冷 却表面的比值达到最大值。这并不是说推荐冒口应该是球形的，显然球形具有最大的模数。甚至在小冒口中，热流把比较热的液体带到冒口顶部，帮助顶部区域保持为液态。冒口底部温度要稍低一些，也需要有措施以防止冒口颈冻结。所以，一个设计好的冒口其高大于直径，而且冒口下部延伸到冒口颈以下，以便使冒口受热。而且冒口的水平截面通常是圆形的，虽然并非必须这样。因为若用一个冒口补给几个铸件是可以用其它形状的。 由于以上以及其他许多理由，冒口形状不能标准化。然而，在许多设计中可以采用标准的冒口形状，这样可以明显地减少冒口的 体积和模数的计算时间。 现在可以从生产陶瓷的厂商买到非常薄的易割芯片，这种易割芯片可以减小所需要的孔口的直径。而且这种易割芯片也可与预制的暗冒口保温壳 一起组装好造入铸型内，这种方法可以适用于所有生产场合。 三、控制压力冒口 这是实用冒口设计的第三种也是最后一种方法，它同样也是利用了膨胀的好处。控制压力冒口试图控制膨胀所10 / 11 产生的压力，使铸型不致发生塑性交形。 这种方法自从球墨铸铁一开始生产就有采用的，但是，它的应用是根据失败、成功等反复试验以及学习了 铸造工作者的经验。这是当前应用最普遍的冒口设计方法，只有在下述条件时才不必采用控制压力冒口： a)当铸件模数小于时。 b)当湿型铸件厚壁处内部允许有缩松时。 c)当铸型强度高，能够抵抗膨胀压力而不产生塑性变形时。 因为大部分铸铁件采用湿型或壳型都是强度比较低的，而铸件壁厚往往超过 10mm 或，因此，大部分铸件需要用控制压力冒口的方法。它比直接实用冒口设计方法的铸件工艺出品率要低，但是在上述情况时，为完全消除缩松，就必须适用它。 四、冒口颈设计 冒口 颈的有效模数应当等于 MT，但是它的尺寸总是小于几何形状和大小相同但分开铸造的单体。主要是由于在铸件与冒口相连接处没有冷却表面而获得了好处。实际上，这两个非冷却表面从邻接的铸件和冒口中获得并将热量传送给冒口颈。 延长冒口颈冷却和凝固时间的第二个影响因素是在它附近地区的砂型被炽热。其温