工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件

第八讲:1.铸钢和有色铸件生产

Productionofcaststeelandnonferrousalloycomponents2特种铸造Specialfoundry铸钢和有色铸件生产

TheManufacturingofCastSteelandNonferrousCastings

一、铸钢件生产

1.铸钢种类：按化学成分：碳钢和合金钢以中碳钢为主即：ZG25~ZG45；合金钢：低合金和高合金钢；2.牌号——（1）碳钢(CarbonSteel)：ZG##，碳的万分数。（2）合金钢(AlloySteel)：

低合金钢—ZG40Mn、ZG30MnSi高合金钢—ZGMn13、ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr13

3.铸钢生产特点——（1）铸钢铸造性能差，应采取：1）高耐火度、高强度和透气性好铸型；2）顺序凝固的工艺；3）控制浇注温度1500~1650℃（2）铸钢存在铸造、组织缺陷和大应力，进行热处理:1)碳含量大于0.35%、或结构复杂:退火；2)碳含量小于0.35%:正火+高温回火；3)铸钢不能:淬火处理。铸钢齿圈:薄壁铸钢件铸造工艺二、有色铸件生产(NonferrousCastings)

1.铝合金件（1）分类及性能—1）铝-硅合金：铸造性能最好，用的最多；2）铝-铜合金：耐热、强度高，但铸造性能差；3）铝-镁合金：抗蚀性和机械性能好，有光泽；4）铝-锌合金：铸态下强度高，但易开裂，不采用。（2）铸造工艺特点—1）除铝-硅合金铸造性能好；其它的均不太好，铸件致密性差。2）铝合金熔点低，适合于金属型铸造和压力铸造。（2）铜合金铸造特点

1）锡青铜：结晶温度范围宽，铸造性能差；但不易氧化。2）铝青铜或铝黄铜：结晶温度范围窄，逐层凝固；由于铝容易氧化，形成夹渣，应采取挡渣措施。3）黄铜：铸造性能好，在锡青铜和铝青铜之间。硅黄铜铸造性能在黄铜中是属于最好的，采用顺序凝固进行补缩。

（3）铜合金熔炼特点：

铜易氧化和吸气，应采取：1）用木炭、碎玻璃、苏打或硼砂覆盖液面；2）脱氧（磷、铝和锌）；3）除气（氢气）方法：吹氮气、加氯盐或沸腾法；4）精练：如铝青铜应用苏打、萤石、冰晶石等碱性熔剂精练。三、特种铸造Specialfoundry1.定义：砂型以外铸造方法统称。2.常见特种铸造：熔模铸造陶瓷铸造金属型铸造连续铸造压力铸造挤压铸造离心铸造真空吸铸低压铸造实型铸造熔模铸造工艺过程2.金属型铸造MetalMould（1）工艺过程：（2）特点：铸件机械性能高；尺寸精度高、表面粗糙度低；生产率高；金属型不透气、无退让性和制造成本高。金属型种类:卧式压力铸造(Horizontal)立式压力铸造(Upright)4.离心铸造(CentrifugalFoundry)（1）工艺过程：离心力充型和凝固。（2）特点：不用芯子获得套筒类铸件；气体、夹杂的排除和补缩，铸件性能好；铸件无浇、冒口，金属消耗少；可获得双金属铸件；缺点：铸件存在比重偏析。立式离心铸造卧式离心铸造低压铸造原理图：6.陶瓷铸造(CeramicsFoundry)（1）工艺过程：用刚玉粉与硅酸乙酯水解液配制浆料灌注，获得铸型与陶瓷相似。（2）特点：（与熔模比）生产大型精密件；不适合批量大、重量轻和形状复杂的件。7.连续铸造(ContinuousFoundry)（1）工艺过程：金属液连续浇入结晶器一端，又不断拉出已凝固铸件方法。（2）特点：1）铸件冷速快，组织致密，长度方向组织均匀；2）无浇、冒口，节约金属；3）易于自动化，生产率高；4）只能生产截面不变的长形件。8.挤压铸造(Extrusion)（1）工艺过程：金属液浇入两半型间，两半型靠拢将金属液挤压充满铸型，杂质和气泡随多余金属液的溢出而排出。（2）特点：

铸件致密，机械性能好；尺寸精度高，粗糙度低；工序简单，生产率高；适合于轻合金薄板型铸件。9.真空吸铸(VacuumFoundry)（1）工艺过程：在结晶器内建立真空，使金属液上升到型腔结晶获得铸件。（2）特点：

铸件组织致密，机械性能高；省了浇、冒口，节约金属；易自动化、提高生产率和降低劳动强度；不适合形状复杂铸件。10.实型铸造Blockmould（1）工艺过程：用气化模造型，不取模型直接浇注。钢丸代替型砂为磁型。（2）特点：1）铸件尺寸精度高，加工余量小；2）无二氧化硅污染；3）铸件易清理、不起模，生产率高；4）不适合厚大、复杂铸件；5）气化模污染空气。11.石墨型铸造：

低熔点金属液浇注到石墨铸型中，获得铸件。石墨型铸造特点：1）石墨型导热能力强，铸件组织致密，性能较高；2）石墨硬度低，加工容易；3）石墨型会往铸件中渗碳，不适合生产低碳钢铸件。总之，适合于中、小批量、低熔点合金，如铜、铝、锌等合金铸件。三.新出现的几种特种铸造1.差压铸造：采用干燥压缩空气或惰性气体,形成50KPa压差,使金属液充型和凝固的铸造方法,特点是充型平稳,铸件组织致密,机械性能高。2.V法铸造：用严密塑料薄膜,使无粘结剂的砂子,在真空状态下紧实而获得铸件的方法,特点是无灰尘,无需砂处理系统,只是铸件不能太大,太复杂。

3、流变铸造：

凝固期激烈搅拌金属液，当固体达50%，浇入压型中获得铸件的方法。

4、触变铸造：将流变铸造坯料加热至半固态，放入压型中形成铸件方法。词汇：特种铸造：SpecialFoundry碳钢：CarbonSteel合金钢：AlloySteel有色铸件生产：NonferrousCastings’Production特种铸造:

SpecialFoundry熔模铸造:InvestmentFoundry金属型铸造:MetalMouldFoundry压力铸造:Pressure