常用合金铸件的生产ppt课件

1、第2章常用合金铸件的消费 按碳的存在方式分按碳的存在方式分 1. 1.白口铸铁白口铸铁 white cast-iron white cast-iron碳以碳化物碳以碳化物Fe3C)Fe3C)方式出现方式出现. . 断口：雪白色，硬而脆；很难切削，很少直断口：雪白色，硬而脆；很难切削，很少直接用于零件接用于零件. . 2. 2.灰口铸铁灰口铸铁 gray castiron gray castiron 碳以石墨方式出现。碳以石墨方式出现。 断口：呈灰色；常用资料。断口：呈灰色；常用资料。 3. 3.麻口铸铁麻口铸铁 mottled cast mottled castironiron碳以碳以 Fe3

2、C+ Fe3C+石墨石墨 方式出现方式出现. . 断口：白色与灰色之间；此类铸铁脆性很断口：白色与灰色之间；此类铸铁脆性很大，很少运用。大，很少运用。 另另, ,合金铸铁合金铸铁: :铸铁参与合金元素铸铁参与合金元素, ,改善性能。改善性能。 碳以石墨方式存在的铸铁断口呈灰色碳以石墨方式存在的铸铁断口呈灰色, ,故称故称: : 灰口铸铁灰口铸铁 GB5611 GB56119595 铸铁是在凝固过程中阅历共晶转变，用于铸铁是在凝固过程中阅历共晶转变，用于消费铸件的铁基合金的总称。消费铸件的铁基合金的总称。 常用灰口铸铁又可分为：常用灰口铸铁又可分为： 1. 1.普通灰铸铁普通灰铸铁( (片状片状

3、G)G)； 2. 2.可锻铸铁可锻铸铁( (团絮状团絮状G)G)； 3. 3.球墨铸铁球墨铸铁( (球状球状G G； 4. 4.蠕墨铸铁蠕墨铸铁( (蠕虫状蠕虫状G G。 Ggraphite Ggraphite字头字头) ) 补充补充: :生铁生铁 pig pigironiron铁矿石在高炉中炼铁矿石在高炉中炼( (复原过复原过程程) )出来的。出来的。 炼铁炼铁(Iron(Ironmaking)making)工艺，分铸造生铁工艺，分铸造生铁和炼钢生铁和炼钢生铁 (WSi1.25%) (WSi1.25%)两种；铸造生铁与两种；铸造生铁与其他资料一同熔化后，获得的资料，叫铸其他资料一同熔化后，获

4、得的资料，叫铸铁；铁； 炼钢生铁经过进一步的熔炼炼钢生铁经过进一步的熔炼( (氧化过程氧化过程) )，得到钢材得到钢材, ,此过程称炼钢。此过程称炼钢。 1. 1.普通灰铸铁的性能灰铁的显微组织普通灰铸铁的性能灰铁的显微组织 金属基体金属基体F+PF+P片片G G 见图见图, ,相当于在钢的基体相当于在钢的基体 上嵌入了大量上嵌入了大量G G片。片。 一、普通灰口铸铁简称灰铁一、普通灰口铸铁简称灰铁 石墨是碳的一种结晶方式，六方晶格，碳原子呈层片状陈列；石墨是碳的一种结晶方式，六方晶格，碳原子呈层片状陈列； 性能：性能：Rm()Rm()、A()A()、akak很低很低, ,硬度为硬度为3HBW

5、;3HBW;低的力学性能低的力学性能, ,使灰铁基体上布满了裂纹和孔洞使灰铁基体上布满了裂纹和孔洞. . 由于由于G G的存在的存在 减少了基体承载的有效面积；减少了基体承载的有效面积； G G的尖角割裂基体的尖角割裂基体, ,呵斥严重的应力集中呵斥严重的应力集中. . 且且G G片越是粗大、分布不匀片越是粗大、分布不匀, ,其力学性能越差其力学性能越差. . 但是但是, ,灰铸铁的抗压强度受灰铸铁的抗压强度受G G影响小。影响小。 灰铁不能锻造灰铁不能锻造, ,不能冲压不能冲压; ;但是有如下优点：但是有如下优点： 良好的铸造性良好的铸造性( (流动性好，收减少流动性好，收减少) )； 易切

6、削易切削;( ;(？) ) 抗压强度高；抗压强度高； 减震和减摩性能好；减震和减摩性能好； 切口不敏感性；切口不敏感性； 制造容易、价钱廉价。制造容易、价钱廉价。 2. 2.铸铁的组织及影响要素铸铁的组织及影响要素 灰铸铁按基体不同可分为灰铸铁按基体不同可分为; ; 要控制铸铁组织与成分，必需控制其石墨化要控制铸铁组织与成分，必需控制其石墨化程度，而影响石墨化的主要要素为：程度，而影响石墨化的主要要素为： 1)化学成分化学成分 成分：成分：Wc=2.7%3.9%；Wsi=1.12.6%；WMn =0.61.2% 随随C、Si 增多，增多，G核增多，核增多， 析出析出G多而粗大；多而粗大；反之，

7、反之，G少；少； S 、Mn妨碍妨碍 G ，添加白口化，应严控，添加白口化，应严控，P添加冷脆性。添加冷脆性。 邓本邓本P45P45图将不同碳硅含量铸铁分成五种组织图将不同碳硅含量铸铁分成五种组织. . 2) 2)冷却速度冷却速度(V)(V) 冷却快，原子来不及急分散，冷却快，原子来不及急分散，G G化难以进展；化难以进展；易白口。易白口。 冷却的慢，可得灰口。冷却的慢，可得灰口。 显然，欲求灰口件合理选择显然，欲求灰口件合理选择 铸件壁厚。铸件壁厚。 冷却速度与铸型资料也直接关联冷却速度与铸型资料也直接关联, ,如如: :金属型金属型比砂型的冷却速度快，铸件易白口比砂型的冷却速度快，铸件易白

8、口. . 3. 3.灰铸铁的孕育处置灰铸铁的孕育处置 直接向已熔炼出炉的低碳、硅含量铁水中参直接向已熔炼出炉的低碳、硅含量铁水中参与孕育剂经过破碎又预热的与孕育剂经过破碎又预热的7575硅铁硅铁. . 灰铁经孕育处置后灰铁经孕育处置后G G片细小均匀力学性能有片细小均匀力学性能有明显提高，故称高强度铸铁明显提高，故称高强度铸铁 4. 4.灰铸铁的牌号、用途灰铸铁的牌号、用途 牌号牌号: H T : H T Rm Rm MPaMPa 读作读作: :“灰铁灰铁, ,汉语拼音字母汉语拼音字母首首 有有:HT100:HT100、HT150HT150、HT200HT200、HT250HT250、HT30

9、0HT300、HT350 (HT350 (见见P47P47表表2-3)2-3) 主用于床身、箱体、重锤、暖气片等。主用于床身、箱体、重锤、暖气片等。 5. 5.灰铸铁的消费特点灰铸铁的消费特点 6. 6.灰铸铁的热处置灰铸铁的热处置 1) 1)消除应力退火；消除应力退火； 2) 2)消除白口组织改善切削性能退火消除白口组织改善切削性能退火 3) 3)外表淬火外表淬火 如机床导轨如机床导轨 二、可锻铸铁二、可锻铸铁 malleable cast-iron又称又称: :马铁、韧性铸铁、展性铸铁、玛钢。马铁、韧性铸铁、展性铸铁、玛钢。 1. 1.成分：成分：Wc=2.22.8%,Wsi=11.8;

10、Wc=2.22.8%,Wsi=11.8; 含碳、硅量低。含碳、硅量低。 2. 2.消费过程：消费过程： 首先浇注成白口铸铁件，然后再经过可锻化首先浇注成白口铸铁件，然后再经过可锻化( (石墨化石墨化) )退火而得到团絮状石墨的可锻铸铁。退火而得到团絮状石墨的可锻铸铁。 因退火方法不同分：因退火方法不同分： 白心白心(B)(B)可锻铸铁；可锻铸铁； 黑心黑心(H)(H)可锻铸铁；可锻铸铁； 珠光体珠光体(Z)(Z)可锻铸铁等三种。可锻铸铁等三种。 3. 3.性能性能 Rm Rm、A A、akak比灰铸铁好比灰铸铁好, ,但不能锻造但不能锻造. . 4. 4.牌号牌号 GB9440-88 GB94

11、40-88 K T H( K T H(或或Z)Z)A A% Rm Rm Mpa Mpa 黑心或黑心或P P可锻铸铁可锻铸铁 三、球墨铸铁三、球墨铸铁 nodular graphite cast- nodular graphite cast-ironiron 如：如：KTH300-06KTH300-06；建筑脚手架扣件、三通管；建筑脚手架扣件、三通管件、阀门。件、阀门。 KTZ550-04 KTZ550-04；用于载荷较高的耐磨损、凸轮；用于载荷较高的耐磨损、凸轮轴，齿轮等。轴，齿轮等。 见见P48 P48 表表2 24 4。 1. 1. 成分成分: :在金属液中参与球化剂稀土镁合金在金属液中参

12、与球化剂稀土镁合金 - -球化处置使球化处置使 G G 变为球状。变为球状。 2. 2.组织组织: :基体是基体是(F (F，F+PF+P，P)+P)+球状球状 石墨石墨 G G 3.性能性能 较高的较高的Rm、-1(旧疲劳强度旧疲劳强度),但但A、ak比钢比钢差差. 4.牌号、用途牌号、用途 GB1348-88 见见49表表25 牌号：牌号：Q T -A= % Rm Mpa 球墨铸铁球墨铸铁(球铁球铁) 5.球铁的消费特点球铁的消费特点 1)铁水含碳硅量要高铁水含碳硅量要高;S、P要低要低;温度温度1400。 2)球化与孕育处置 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,

13、上面铺盖硅铁粉和草木灰。 先冲入约2/3铁水； 稍置，待反响后，再置入孕育剂， 用余下的1/3铁水冲入包内，进展孕育。 3)铸型工艺 利用冒口、冷铁补缩；加大铸型刚度。 4) 4)热处置热处置 常用有：退火、正火、调质和等温淬火。常用有：退火、正火、调质和等温淬火。 蠕墨铸铁是近年开展起来的新型铸铁，其蠕墨铸铁是近年开展起来的新型铸铁，其G G片片短；片端钝而圆，类似蠕虫俗：毛豆虫短；片端钝而圆，类似蠕虫俗：毛豆虫 1. 1.性能性能 优于灰铁，不如球铁；厚大截面性能均匀；优于灰铁，不如球铁；厚大截面性能均匀；导热性优于球铁。导热性优于球铁。 2.牌号牌号 以以“RuT表示；后面三位数为表示；

14、后面三位数为Rm值。值。 3.蠕铁制取与运用蠕铁制取与运用 造蠕铁同造球铁；用于制造外形复杂的大件，造蠕铁同造球铁；用于制造外形复杂的大件，如：重型机床、大型内燃机机体可以代钢。如：重型机床、大型内燃机机体可以代钢。 一、铸钢的类别和性能一、铸钢的类别和性能 按化学成分分：按化学成分分： 1. 1.铸造碳钢铸造碳钢 运用最多运用最多( (占铸钢产量占铸钢产量8080); ); 牌号牌号, ,例：例：ZG200ZG200400; 400; ZG ZG读作：铸钢；两组数字读作：铸钢；两组数字, ,按序为：按序为：ReRe、RmRm值值 。( (见邓本见邓本P51P51表表2 26 6 2. 2.铸

15、造合金钢铸造合金钢 适用耐磨、耐热、耐蚀等特殊要求场所。适用耐磨、耐热、耐蚀等特殊要求场所。 如：如：ZGMn13ZGMn13为铸造耐磨钢为铸造耐磨钢, ,坦克履带板、破碎坦克履带板、破碎机颚板；机颚板； ZG1Cr18Ni9 ZG1Cr18Ni9为铸造镍铬不锈钢为铸造镍铬不锈钢, ,可耐强酸强碱可耐强酸强碱. . 二、铸钢件的消费特点二、铸钢件的消费特点 1. 1.钢的熔炼钢的熔炼 要求用电弧炉、感应电炉。要求用电弧炉、感应电炉。( (为什么？为什么？) ) 2. 2.铸造工艺铸造工艺 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由于钢的熔点高、流动性差，钢水易氧化和吸气

16、，而且其体积收缩为钢的2 23 3倍。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；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. 3.热处置热处置 为消除铸态晶粒粗大、组织不匀及内应力为消除铸态晶粒粗大、组织不匀及内应力, ,铸铸钢件铸后必需热处置，主为：正火或退火。钢件铸后必需热处置，主为：正火或退火。 有色合金熔融性质：熔点低；流动性好；收有色合金熔融性质：熔点低；流动性好；收缩大；易吸气、易氧化。缩大；易吸气、易氧化。 一、铸造特点：一、铸造特点： 容易铸造、注重熔炼、防止氧化。容易铸造、注重熔炼、防止氧化。 二、铸造铜合金二、铸造铜合金 纯铜纯铜-紫铜

17、紫铜,玫瑰红色玫瑰红色,外表氧化膜后呈紫色外表氧化膜后呈紫色. 白铜白铜-Cu-Ni合金合金;精细件精细件,仪表仪表;如如 B19 等等. 青铜青铜-Cu-Sn合金常称锡青铜合金常称锡青铜,如如Z CuSn10Pb1 (俗称：俗称：10-1锡青铜锡青铜) 黄铜黄铜Cu-Zn合金合金 颜色随颜色随Zn,由黄红色由黄红色淡淡黄色黄色;如如:ZCuZn38(含含38的锌的锌,余为铜余为铜) 三、铸造铝合金三、铸造铝合金 1.纯铝纯铝 Al 雪白色，熔点雪白色，熔点660660，面心立方晶格，没有，面心立方晶格，没有同素异构转变。同素异构转变。 2. 2.铝合金的分类铝合金的分类 变形铝合金变形铝合金

18、 ；铸造铝合金；铸造铝合金 1) 1)变形铝合金变形铝合金 厂家直接按加工成各种规格的型材、板材、厂家直接按加工成各种规格的型材、板材、带材、带材、 管材、线材等。管材、线材等。 防锈铝合金防锈铝合金 L F L F 硬铝铝合金硬铝铝合金 L Y L Y 超硬铝合金超硬铝合金 L C L C 锻铝铝合金锻铝铝合金 L D L D 牌号采用国际四位数字符表示；牌号采用国际四位数字符表示； 新牌号：新牌号：5A055A05对应对应 代号代号 LF5 LF5代号；代号； 2A11 2A11对应对应 代号代号 LY11 LY11； 7A04 7A04对应对应 代号代号 LC4 LC4等。等。 2) 2)铸造铝合金铸造铝合金 GB/T1173-95 GB/T1173-95 代号：代号：Z L Z L 合金顺序号合金顺序号 合金类别合金类别 铸造铝合金铸造铝合金 如如 ZL101 ZL101，ZL104ZL104，ZL202ZL202，ZL301ZL301，ZL401ZL401等等 牌号牌号: ZAlSi7Mg: ZAlSi7MgZL101ZL101仪表、壳体等；仪表、壳体等； ZAlSi9Mg ZAlSi9MgZL104ZL104汽缸体零件；汽缸体零件； ZAlZn6Mg-ZL401 ZAlZn6Mg-ZL401压力铸造零件，外