常用铸造合金的生产.ppt

第二章常用铸造合金的生产 1铸铁件生产 按碳的存在形式分1 白口铸铁whitecast iron 碳以碳化物 Fe3C 形式出现 断口 银白色 硬而脆 很难切削 很少直接用于零件 2 灰口铸铁graycast iron碳以石墨形式出现 断口 呈灰色 常用材料 3 麻口铸铁mottledcast iron碳以Fe3C 石墨形式出现 断口 白色与灰色之间 此类铸铁脆性很大 很少使用 另 合金铸铁 铸铁中加入合金元素 改善性能 以碳以石墨形式存在的铸铁断口呈灰色 故称之 灰口铸铁GB5611 95铸铁是在凝固过程中经历共晶转变 用于生产铸件的铁基合金的总称 常用灰口铸铁又可分为 1 普通灰铸铁 片状G 2 可锻铸铁 团絮状G 3 球墨铸铁 球状G 4 蠕墨铸铁 蠕虫状G G graphite字头 补充 关于生铁 一 普通灰铸铁 片状G 简称灰铁 生铁 pig iron铁矿石在高炉中炼出来的 炼铁 Iron making 工艺 分铸造生铁和炼钢生铁 WSi 1 25 两种 铸造生铁与其他材料一起熔化后 获得的材料 叫铸铁 炼钢生铁通过进一步的熔炼 得到钢材 此过程称炼钢steel making 1 普通灰铸铁的性能灰铁的显微组织 金属基体 F P 片G如右图所示 相当于在钢的基体上嵌入了大量G片 由于G的存在 减少了基体承载的有效面积 G的尖角割裂基体还造成严重的应力集中 且G片越是粗大 分布不匀 其力学性能越差 但是 灰铸铁的抗压强度受G影响小 灰铸铁不能锻造 不能冲压 但是有如下优点 石墨是碳的一种结晶形式 六方晶格 碳原子呈层片状排列 性能 ak很低 硬度为3HBS 低的力学性能 实际使灰铁基体上布满了裂纹和孔洞 良好的铸造性 流动性好 收缩小 易切削 抗压强度高 减震和减摩性能好 切口不敏感性 制造容易 价格便宜 2 铸铁的组织及影响因素灰铸铁按基体不同可分为 P灰铸铁P F灰铸铁F灰铸铁 要控制铸铁组织与成分 必须控制其石墨化程度 而影响石墨化的主要因素为 1 化学成分 随C Si增多 G核增多 析出G多而粗大 反之 G少 S Mn阻碍G 增加白口化 应严控 P增加冷脆性 教材P45图将不同碳硅含量铸铁分成五种组织 白口铸铁区 Ld Fe3C P a 麻口铸铁区 Ld Fe3C P G P灰铁区 P G b P F灰铁区 P F G F灰铁区 F G 成分 Wc 2 7 3 9 Wsi 1 1 2 6 WMn 0 6 1 2 2 冷却速度 V 冷却快 原子来不及急扩散 G化难以进行 易白口 冷却的慢 可得灰口 显然 欲求灰口件合理选择铸件壁厚 冷却速度与铸型材料也直接关联 如 金属型比砂型的冷却速度快 铸件易白口 3 灰铸铁的孕育处理 直接向已熔炼出炉的低碳 硅含量铁水中加入孕育剂 经过破碎又预热的75 硅铁 灰铁经孕育处理后G片细小均匀力学性能有明显提高 故称高强度铸铁 4 灰铸铁的牌号 用途牌号 HT Rm MPa灰铸铁简称 灰铁 汉语拼音字母首 熔炼简便 流动性好 有 HT100 HT150 HT200 HT250 HT300 HT350见表2 3P47 主用于床身 箱体 重锤 暖气片等 5 灰铸铁的生产特点 6 灰铸铁的热处理 消除应力退火 消除白口组织改善切削加工性能退火 表面淬火如车床导轨 二 可锻铸铁malleablecast iron 又称马铁 韧性铸铁 展性铸铁 玛钢 1 成分 Wc 2 2 2 8 Wsi 1 1 8 含碳 硅量低 2 生产过程 首先浇注成白口铸铁件 然后再经过可锻化 石墨化 退火而得到团絮状石墨的可锻铸铁 因退火方法不同分 白心 B 可锻铸铁 黑心 H 可锻铸铁 P Z 可锻铸铁等三种 3 性能Rm A ak比灰铸铁好 但不能锻造 4 牌号GB9440 88KTH 或Z A Rm Mpa黑心或P可锻铸铁 可铁 如 KTH300 06 建筑脚手架扣件 三通管件 阀门 KTZ550 04 用于 载荷较高的耐磨损 凸轮轴 齿轮等 见P48表2 4 三 球墨铸铁nodulargraphitecast iron 1 成分 在金属液中加入球化剂稀土镁合金 球化处理使G变为球状 2 组织 基体是 F F P P 球状石墨G3 性能 较高的Rm 1 旧疲劳强度 但A ak比钢差 4 牌号 用途GB1348 88见教材P49表2 5 牌号 QT A Rm Mpa球墨铸铁 球铁 5 球铁的生产特点 1 铁水含碳硅量要高 S P要低 温度1400 2 球化与孕育处理球化是关键 预先将粉碎的球化剂 稀土镁合金 放置在铁水包内 上面铺盖硅铁粉和草木灰 先冲入约2 3铁水 稍置 待反应后 再置入孕育剂 用余下的1 3铁水冲入包内 进行孕育 3 铸型工艺利用冒口 冷铁补缩 加大铸型刚度 4 热处理常用有 退火 正火 调质和等温淬火 四 蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是近年发展起来的新型铸铁 其G片短 片端钝而圆 类似蠕虫 俗 毛豆虫 1 蠕墨铸铁的性能优于灰铁 不如球铁 厚大截面性能均匀 导热性优于球铁 2 蠕铁牌号以 RuT 表示 后面三位数为Rm值 3 蠕铁制取与应用造蠕铁同造球铁 用于制造形状复杂的大件 如 重型机床 大型内燃机机体可以代钢 2铸钢件生产 一 铸钢的类别和性能按化学成分分 1 铸造碳钢应用最多 占铸钢产量80 牌号 例 ZG200 400 ZG 读作 铸钢 两组数字 2 铸造合金钢适用耐磨 耐热 耐蚀等特殊要求 如 ZGMn13为铸造耐磨钢 坦克履带板 破碎机颚板 ZG1Cr18Ni9为铸造镍铬不锈钢 可耐强酸强碱 二 铸造件的生产特点 按序为 Re Rm值 见教材P51表2 6 1 钢的熔炼要求用电弧炉 感应电炉 为什么 2 铸造工艺由于钢的熔点高 流动性差 钢水易氧化和吸气 而且其体积收缩为钢的2 3倍 因此铸钢用砂耐火 透气性要高 冒口 个头大 与冷铁配合要好 3 热处理为消除铸态晶粒粗大 组织不匀及内应力 铸钢件铸后必须热处理 主为 正火或退火 3铜铝合金铸件生产 有色合金熔融性质 熔点低 流动性好 收缩大 易吸气 易氧化 一 铸造特点 容易铸造 注重熔炼 防止氧化 二 铸造铜合金纯铜 紫铜 玫瑰红色 表面氧化膜后呈紫色 白铜 Cu Ni合金 精密件 仪表 如B19等青铜 Cu Sn合金常称锡青铜 如ZCuSn10Pb1 俗称 10 1锡青铜 黄铜 Cu Zn合金颜色随Zn 由黄红色 淡黄色 如 ZCuZn38 含38 的锌 余为铜 三 铸造铝合金1 纯铝Alaluminium 银白色 熔点660 面心立方晶格 没有同素异构转变 2 铝合金的分类 变形铝合金 铸造铝合金 1 变形铝合金厂家直接按加工成各种规格的型材 板材 带材 管材 线材等 防锈铝合金LF硬铝铝合金LY超硬铝合金LC锻铝铝合金LD牌号采用国际四位数字符表示 新牌号 5A05LF5 代号 2A11对应代号LY11 7A04LC4等 2 铸造铝合金GB T1173 95代号 ZL 合金顺序号合金类别铸造铝合金如ZL101 ZL104 ZL202 ZL301 ZL401等 1 Al Si2 Al Cu3 Al Mg4 Al Zn 作业 P54 2 3 6 应列表填写 9 小结 本章讨论了常用合金的生产 重点是铸铁件生产 要熟知生产工艺特点 并会简单应用 铸钢生产 铜铝合金生产要熟记常用牌号 牌号 ZAlSi7Mg ZL101仪表 壳体等 ZAlSi9Mg ZL104汽缸体零件 ZAlZn6Mg ZL401压力铸造零件 形状复杂零件 课后练习的讨论 P54 9 下列铸件适宜选用哪类铸造合金 请阐述理由 火车轮 按GB8061 88规定 铁路用