铸件入门基础(手工整理)(共4页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上（整理自凤凰书城，22-6-2015）具有较好流动性时合金铸造的基础，收缩特性和对其的控制决定铸造的结果。所以研究铸件应该由流动性和收缩开始。一、流动性1、合金流动性1.1 熔点低，共晶金属（什么是共晶金属，直接由液态转变为固态，而不经过塑性形变）最好；1.2杂质(S  Mn)含量低1.3含气量少2.浇注条件2.1增大浇筑温度。温度过高，回事金属进气量和总收缩量增加，氧化也严重，从而增加产生其他缺陷的可能。2.2增大充型压力浇注系统尽量简单。采用低压，压力和离心铸造适当增加直浇道的高度，但过高的充型压力，易产生砂眼和气孔等。3.铸型条件3.1铸型的蓄热能力（

2、浇注前预热，铸型的温度增大）3.2铸型中的空气（浇注时熔融金属铸型中的热作用下产生大量气体，铸造时应减少气体来源，增加铸型的透气性，并开设出气口。）3.3铸件结构，薄壁，形状复杂，散热面大时应采用流动性较好的金属合金材料。二、铸造的裂纹当铸造应力超过金属的强度极限时，铸件便会产生裂纹。1、热裂：是在铸件的凝固后期，在接近固相线的高温下铸造应力超过高温强度形成的，因为合金的线性收缩并不是在完全凝固后才开始的，在凝固后期，结晶出来的固态物质已经形成了完整的骨架，开始了线性收缩，但是，晶粒间还存在少量液体，故金属的高温强度很低，在高温下，铸件的线性收缩若受到了铸型、型芯和浇注系统的阻碍，机械应力超过

3、了其高温强度，即发生热裂，热裂的特点是：裂纹短缝隙宽形状弯曲缝内呈氧化色预防：尽可能选择凝固温度范围小，热裂倾向小的合金金属。提高铸型和型芯的退让性，以减小机械应力合理设计浇道冒口对于铸钢和铸铁件，严格控制S的含量（？），防止热脆性2冷裂冷裂是在较低温度下，由于热应力和机械应力的综合作用，铸件的内应力超过合金的强度极限二形成的，冷裂出现在铸件受拉应力（为什么是拉应力）的部位，尤其是应力集中处，如尖角，缩孔，气孔和非金属夹杂物等附件，冷裂的特点是：裂纹细小呈连续直线状缝内呈金属光泽或金属氧化色凡是能够减小铸件内应力（内应力哪来的？）或减低金属脆性的因素都能防止冷裂。3热应力是如何产生的？由于铸件

4、的壁厚不同，各处的冷却速度也不同，在收缩的时候容易产生热应力。图中 I 代表厚壁的铸件部分，II 代表壁薄的铸件部分，可见铸件厚的部分冷却速度要相对较慢。可见；t0-t1:  I 和 II 都处在塑性状态，都具有一定的流动性，因此相互之间无应力。t1-t2：II 到了弹性状态，I 还处在塑性状态，因此 II 开始收缩，收到了相应的反作用力，及拉应力。t2-t3：I 和 II 都进入弹性状态，都开始收缩，由于 I 温度高，还可以继续收缩，而 II 到达t3时结束收缩。t3-t4：I 持续收缩，收到了反作用力，即 II 对其的拉应力，阻止其收缩。因此最终是，薄壁对厚壁处产生拉应力。裂纹容

5、易产生在拉应力处，即最后完成收缩的地方。4，如何消除呢？合理设计铸件结构，形状越复杂，壁厚相差越大，冷却的速度差异大等，容易存在应力。尽量使用线收缩率小，弹性模量小的金属合金采用同时凝固工艺（浇口开在薄壁处，补偿薄壁处冷却温度过快的问题；厚壁处放置冷铁，增加激冷作用），此方法使铸件各部分间温差小，不易产生热应力即裂纹，铸件变形小，可免设置冒口而省工省料改善铸型，型芯的退让性，合理设置浇冒口对铸件进行时效性处理是消除应力的有效作用提前落纱，炉内退火，消除机械应力。三、元素对铸件收缩的影响1、铸铁分为：灰铸铁-片状石墨球磨铸铁-球状石墨（经球化和孕育处理后制成的石墨呈球状的铸铁，其生产特点如下：）

6、可锻铸铁-团絮状石墨蠕状铸铁-蠕虫状石墨2、C，形成石墨元素。Si，促进石墨析出  （增加C Si的含量，增大石墨析出，减少收缩，75%含量的硅铁可以作为铸造孕育剂）S，阻碍石墨析出（使铸件的收缩量增加，会使铸件产生其他缺陷的机会增加，如上文提到的热裂冷裂等）Mn，适量的Mn和S反应形成MnS，能够S对于石墨析出的阻碍作用，但是Mn含量如果过量，就会又增加铸铁的收缩率，因此少量的Mn是有利的。3、铁液的化学成分：与灰铸铁相同，但要求严格要求高碳（Wc=3.6%4.0%）以改善铸造性能和球化效果要求低硫（Ws<0.06%）硫会增加球化剂损耗，严重影响球化效果要求低磷，P会降低塑性

7、，韧性和强度，增加冷脆性。由于铁液温度经球化和孕育处理后要降低50100，因此为了防止浇注温度降低，出炉铁液温度必须高达1400以上。4、球化处理和孕育处理它和熔炼优质铁液同为生产石墨铸铁的关键环节球化剂的作用是使石墨以球状析出，常用的球化剂为稀土镁合金，孕育剂的作用是进一步促进石墨球化，防止球化元素所造成的白口倾向（？什么是白口组织），同时孕育剂可以使石墨圆整，细化，改善铸铁的力学性能。常用的孕育剂为75%的硅铁，加入量为铁液的0.41.0%球化剂加入量为铁液的1.3%1.8%（含硫量高时取上线） 4.1如何实用孕育剂呢？孕育剂是一种可以促进石墨化，减少白口倾向，改善石墨形态和分布

8、状况，增加共晶团数量，细化基体组织，它在孕育处理后的短时间内（约5-8分钟）有良好的效果。倒包孕育：将孕育剂加入包内，然后冲入铁水，使其均匀熔化，即可浇注。4.2什么又是白口组织？如何产生的呢？（促进石墨化，避免冷却速度过快，消除白口组织）铸铁在以较快速度冷却下，碳元素均以渗碳体（Fe3C)碳化物的形式存在的组织，端口呈亮白色，因而称之为白口组织。铸铁合金的凝固转变具有双重特性：冷却速度较快时，按介稳定系转变，碳以渗碳体形式析出，形成白口组织；冷却速度较小时，按稳定系转变，碳以石墨形式析出，形成灰铁组织。灰口铸铁容易产生石墨化，对其性能影响较大，所以一般用降低硅，碳的含量来减弱石墨化的程度；但

9、是随着碳、硅的含量的降低，铸铁中就会形成白口组织。另外，铸铁件在焊补的过程中，焊补区特别是熔合区容易出现白口组织和裂纹。只有在较高的冷速下才可以获得白口组织，所有灰铁中出现白口组织的主要原因是冷却速度过快，另外，一些微量元素含量较多时，白口化倾向也会增大。解决办法：可以通过孕育处理（变质处理）来解决。即在浇注前，向碳，硅的含量较低的铁水中加入一定量的孕育剂（硅铁，硅钙）促使石墨晶核形成，这样即形成灰口组织，又使石墨片细化并分别均匀，从而提高灰口铸铁的性能。冷焊易产生白口组织，合理的焊修工艺是消除白口组织的实用方法。（铸铁件的电弧冷焊法具有设备简单、焊前工件不用加温、焊后工件变形较小、运用灵活、

10、适应性强等优点，尤其适用于大型复杂机件的焊修。但电弧冷焊时冷却速度快，工件受热不均，极易形成白口和裂纹。因此，应正确选择焊条，采用合理的焊修工艺，以消除电弧冷焊法的缺点和不足。） 一般情况下，高温石墨化退火，其温度为900950，保温时间根据白口程度来决定，一般1-4小时，炉冷到650-600出炉空冷，可实现消除白口组织。5、球墨铸铁的铸造特点球墨铸铁C含量高，接近共晶合金成分，其流动性与灰铁接近，可生产壁厚为34mm的薄壁铸件，球墨铸铁浇注后的一个时期，内外壁与中心几乎同时凝固，造成凝固外壳强度低，同时石墨析出时膨胀力很大。若铸件刚度不够，易造成铸件内部的金属液不足，易产生缩松和缩孔，因此，常设置冒口和冷铁，采用顺序凝固，同时使用干型或水玻璃快干型等措施加大铸型刚度，以防止上述缺陷的发生。另外，由于铁液中的MgS与型砂中的水分作用，产生H2S气体，易产生皮下气孔，所以要严格控制型砂中的水分和铁液中的硫的含量。四、缩松和缩孔1、收缩的几种方式：逐层凝固