铸造工艺设计（PPT页).ppt

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1、金属工艺学多媒体课件华中农业大学《金属工艺学》课程组（1）铸铁件的生产（80%铸件）铸铁通常是C%=2.5%~4.0%的铁碳合金。碳在铁碳合金中的存在形式有：渗碳体和石墨根据碳在铁碳合金中的存在形式，铸铁可以分为：白口铸铁：莱氏体+二次渗碳体＋珠光体灰口铸铁：基体+石墨麻口铸铁:莱氏体+二次渗碳体＋珠光体+石墨主要内容：（1）铸铁件的生产（2）铸钢件的生产（3）铜、铝等有色金属件的生产2.2铸造工艺设计2.2.1常用合金铸件的生产重点内容：特点石墨化生产工艺灰口铸铁根据铸铁中石墨形态的不同，灰口铸铁可以分为：灰铸铁：石墨呈片状可锻铸铁：石墨呈团絮状蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状球墨铸铁：石墨

2、呈球状（1）铸铁件的生产2.2.1常用合金铸件的生产灰口铸铁：可以看成是在钢的基体上分布着不同形态的石墨。而石墨的形态、大小和分布直接影响着铸铁的性能。铸铁之所以用得如此广泛,是因为石墨的存在，石墨的存在，使铸铁具有铸钢所不具备的性能。铸铁的优点良好的铸造性能，如流动性好、收缩小良好的切削加工性能高的耐磨性良好的吸振缓冲性能低的缺口敏感性能（1）铸铁件的生产：灰铸铁灰铸铁的性能石墨片越圆整、越细小、分布越均匀对基体割裂作用越小。铸铁的石墨化：碳以石墨的形式析出的过程。通常视石墨化过程充分与否，会得到不同基体的铸铁组织。灰铸铁的基体通常有：*铁素体灰铸铁石墨形态对铸铁性能的影响*铁素体

3、—珠光体灰铸铁*珠光体灰铸铁（1）铸铁件的生产：灰铸铁化学成分：C是形成石墨的元素，Si是促进形成石墨的元素，通常C%、Si%越高，越容易石墨化。（1）铸铁件的生产：灰铸铁影响石墨化的因素—化学成分冷却速度：减小冷却速度可以促进石墨化，易得到粗大的石墨片和铁素体基体；增大冷却速度则阻碍石墨化，此时只有部分碳以细石墨片析出，而另一部分碳则以渗碳体析出，得到珠光体基体。（1）铸铁件的生产：灰铸铁影响石墨化的因素—冷却速度铸铁冷速跟铸型材料的导热能力及铸件壁厚等因素有关。（P52.图2-15）改善基体组织改变石墨形态、数量、大小和分布灰铸铁的孕育处理：灰铸铁的孕育处理是提高和改善灰铸铁的性

4、能途径的行之有效的方法。灰铸铁的孕育处理方法将熔炼出的铁水在浇铸前加入质量分数为0.25%~0.60%的孕育剂，孕育剂在铁水中形成大量弥散的石墨结晶核心，使石墨化作用显著提高，从而得到在细珠光体上均匀分布着细片状石墨的组织。常用的孕育剂是含Si量为75%的硅铁。条件：选用碳、硅量低的铁水原铁水含碳量越低，石墨越细小，铸铁的强度、硬度就越高。目的（1）铸铁件的生产：灰铸铁灰铸铁的牌号基体：F、P、F+P生产：铁水熔炼好后直接浇铸牌号：HTXXXHT:表示灰铸铁中文拼音的代号XXX:三位数字表示最抵抗拉强度(MPa)石墨形态：粗片状问题1）灰铸铁牌号为什么不用含碳量多少表示，而用力学性能

5、表示？2）铸件当其强度不够时，是否只能通过增大截面解决？提高灰铸铁的性能（1）铸铁件的生产：灰铸铁向高温铁水中加入一定量的球化剂和孕育剂，直接得到球状石墨的铸造合金。球化剂：金属镁或稀土镁孕育剂：含Si量为75%或95%的硅铁（1）铸铁件的生产：球墨铸铁球墨铸铁件主要特点石墨成球状，对基体的割裂作用已降到最低，力学性能比灰铸铁有显著提高。可通过热处理改善金属基体，进一步提高性能。这一点与灰铸铁不同。球墨铸铁较灰铸铁易产生缩孔、缩松、皮下气孔、夹渣等缺陷。石墨析出时，发生膨胀，应适当提高铸型刚度。球墨铸铁件生产中应注意的问题控制原铁液的化学成分，与一般灰铸铁基本相同；具有高C高Si,中

6、Mn,低S、P特点。较高的铁液温度，以防止球化处理、孕育处理后铁液温度过低，产生浇不足等缺陷球化处理、孕育处理。（1）铸铁件的生产：球墨铸铁性能在孕育铸铁和球墨铸铁之间(2)蠕化处理和孕育处理采用冲入法把蠕化剂加入铁水中。蠕化剂为镁合金或稀土合金，改变石墨形状后，和球墨铸铁一样要进行孕育处理。主要问题：生产中难以控制：蠕化剂少了，石墨不变形，仍保持片状，由于含碳、硅量高，铸铁强度很低，铁水只能报废；蠕化剂多了，石墨又变成球状，原设计的铸型浇、冒口工艺不适合，也会导致铸件报废。蠕墨铸铁的制造过程和球墨铸铁相同。(1)铁水的化学成分蠕墨铸铁铁水的化学成分和球墨铸铁基本相似：高C、Si，低

7、Mn、P、S。（1）铸铁件的生产：蠕墨铸铁可锻铸铁生产：将白口铸铁件经长时间的高温石墨化退火，使白口铸铁中的渗碳体分解，获得在铁素体或珠光体的基体分布着团絮状石墨的铸铁。黑心可锻铸铁(KTH,铁素体基体)珠光体可锻铸铁(KTZ)白心可锻铸铁(KTB，很少用)种类特点：强度高σb=300-400Mpa，塑性（δ≤12%）和韧性（αk≤30J/cm2)好。石墨化退火周期长，40-70h,铸件成本高。适用于制造承受震动和冲击、形状复杂的薄壁小件。（1）铸铁件的生