球墨铸铁的工艺设计毕业设计毕业论文

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1、球墨铸铁的工艺设计第一节工艺特点1.1球墨铸铁的流动性与浇注工艺球化处理过程中球化剂的加入，一方面使铁液的温度降低，另一方面镁、稀土等元素在浇包及浇注系统中形成夹渣。因此，经过球化处理后铁液的流动性下降。同时，如果这些夹渣进入型腔，将会造成夹杂、针孔、铸件表面粗糙等铸造缺陷。 为解决上述问题，球墨铸铁在铸造工艺上须注意以下问题：（1）一定要将浇包中铁液表面的浮渣扒干净，最好使用茶壶嘴浇包。（2）严格控制镁的残留量，最好在0.06%以下。（3）浇注系统要有足够的尺寸，以保证铁液能做尽快充满型腔，并

2、尽可能不出现紊流。（4）采用半封闭式浇注系统，根据美国铸造学会推荐的数据，直浇道、横浇道与内浇道的比例为4：8：3。（5）内浇口尽可能开在铸型的底部。（6）在浇注系统中安放过滤网会有助于排除夹渣。（7）适当提高浇注温度以提高铁液的充型能力并避免出现碳化物。对于用稀土处理的铁液，其浇注温度可参阅我国有关手册。对于用镁处理的铁液，根据美国铸造学会推荐的数据，当铸件壁厚为25mm时，浇注温度不低于1315℃；当铸件壁厚为6mm时，浇注温度不低于1425℃。 1.2、球墨铸铁的凝固特性与补缩工艺特点  

3、 球墨铸铁与灰铸铁相比在凝固特性上有很大的不同，主要表现在以下方面：   （1）球墨铸铁的共晶凝固范围较宽。灰铸铁共晶凝固时，片状石墨的端部始终与铁液接触，因而共晶凝固过程进行较快。球墨铸铁由于石墨球在长大后期被奥氏体壳包围，其长大需要通过碳原子的扩散进行，因而凝固过程进行较慢，以至于要求在更大的过冷度下通过在新的石墨异质核心上形成新的石墨晶核来维持共晶凝固的进行。因此，球墨铸铁在凝固过程中在断面上存在较宽的液固共存区域，其凝固方式具有粥状凝固的特性。这使球墨铸铁凝固过程中的补缩变得困难。   

4、（2）球墨铸铁的石墨核心多。经过球化和孕育处理，球墨铸铁的石墨核心较之灰铸铁多很多，因而其共晶团尺寸也比灰铸铁细得多。   （3）球墨铸铁具有较大的共晶膨胀力。由于在球墨铸铁共晶凝固过程中石墨很快被奥氏体壳包围，石墨长大过程中因体积增大所引起的膨胀不能传递到铁液中，从而产生较大的共晶膨胀力。当铸型刚度不高时，由此产生的共晶膨胀将引起缩松缺陷。   （4）在凝固过程中球墨铸铁的体积变化可以分为三个阶段:铁液浇入铸型后至冷却到共晶温度过程中的液态收缩，共晶凝固过程中由于石墨球的析出引起的体积膨胀，铁

5、液凝固后冷却过程中的体收缩。   由于上述凝固特性，从补缩的角度考虑，球墨铸铁在铸造工艺上有以下特点：  （1）铸型要有高的紧实度，以使铸型有足够的刚度以抵抗球墨铸铁共晶凝固时的共晶膨胀力。需要指出的是，此时要特别注意采取适当的措施提高铸型的透气性，同时要尽可能地降低型砂中的水份，以防止出现“呛火”。（2）合理设置浇冒口。球墨铸铁的冒口与普通钢及白口铁不同，球墨铸铁冒口设置的合理性在于它能够充分补充铁液的液态收缩，而当铁液进入共晶膨胀阶段时，浇注系统和冒口颈及时冷冻，使铸件利用石墨析出的膨胀进行

6、自补缩。（3）砂箱应有足够的刚度，上箱和下箱之间应有牢固的紧固装置。第二节零件结构的铸造工艺性铸件的生产，不仅需要采用合理的先进的铸造工艺和设备，而且还要求零件的设计结构适合铸造生产的要求。在铸造生产中常碰到一些铸件的结构不合理，给生产带来困难，甚至有的很难铸出，有的保证不了铸件的质量。所以铸造零件的设计结构除了应满足机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外，还应满足铸造工艺的要求。这种对于铸造生产而言的铸件结构的合理性（包括形状、尺寸及其各部分的相互位置），叫铸件的“铸造工艺性”。铸件的结构是

7、否合理，和铸造合金的种类、产量的多少、铸造方法和生产条件等密切相关。下面从保证铸件质量、简化铸造工艺和铸造合金的特点等几个方面介绍铸造工艺对铸件结构的要求。2.1铸件质量对零件结构的要求合理的零件结构可以消除许多铸造缺陷。为保证获得优质铸件，对零件结构的要求应考虑以下几个方面：1.铸件的最小壁厚从保证合金液充型能力看，在设计铸件壁厚时，要考虑合金液的流动性和铸件的轮廓尺寸。在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小厚度称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不到和冷隔等缺陷，应使铸件的设计壁

8、厚不小于最小壁厚。对于砂型铸造各种铸造合金铸件的最小壁厚可参考表1-1表1-1砂型铸造铸铁件最小壁厚（单位：mm）铸铁种类当铸件最大轮廓为以下值时<200200~400400~800800~12501250~2000>2000灰铸铁3~44~55~66~88~1010~12孕育铸铁5~66~88~1010~1212~1616~20球墨铸铁3~44~88~1010~12————含磷较高的铸铁2————铸件的最小壁厚还和最小壁厚处所具有的面积有关。铸件的设计壁厚小于最小壁厚时，应采用特殊工艺予以保证