工程材料及成形工藝基礎(chǔ)-鑄鋼和有色鑄件生產(chǎn)

第十三講:1.鑄鋼和有色鑄件生產(chǎn)

Productionofcaststeelandnonferrousalloycomponents2.鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性分析

Specialfoundry鑄鋼和有色鑄件生產(chǎn)

TheManufacturingofCastSteelandNonferrousCastings

一、鑄鋼件生產(chǎn)

1.鑄鋼種類：按化學(xué)成分：碳鋼和合金鋼以中碳鋼為主即：ZG25~ZG45；合金鋼：低合金和高合金鋼；

2.牌號(hào)——（1）碳鋼(CarbonSteel)：ZG##，碳的萬分?jǐn)?shù)。（2）合金鋼(AlloySteel)：

低合金鋼—ZG40Mn、ZG30MnSi

高合金鋼—ZGMn13、ZG1Cr18Ni9Ti

、ZG1Cr13

3.鑄鋼生產(chǎn)特點(diǎn)——（1）鑄鋼鑄造性能差，應(yīng)采?。?/p>

1）高耐火度、高強(qiáng)度和透氣性好鑄型；

2）順序凝固的工藝；

3）控制澆注溫度1500~1650℃（2）鑄鋼存在鑄造、組織缺陷和大應(yīng)力，進(jìn)行熱處理:1)碳含量大于0.35%、或結(jié)構(gòu)復(fù)雜:退火；

2)碳含量小于0.35%:正火+高溫回火；

3)鑄鋼不能:淬火處理。鑄鋼齒圈鑄造工藝鑄鋼齒圈:薄壁鑄鋼件鑄造工藝二、有色鑄件生產(chǎn)(NonferrousCastings)

1.鋁合金件（1）分類及性能—1）鋁-硅合金：鑄造性能最好，用的最多；

2）鋁-銅合金：耐熱、強(qiáng)度高，但鑄造性能差；

3）鋁-鎂合金：抗蝕性和機(jī)械性能好，有光澤；

4）鋁-鋅合金：鑄態(tài)下強(qiáng)度高，但易開裂，不采用。（2）鑄造工藝特點(diǎn)—1）除鋁-硅合金鑄造性能好；其它的均不太好，鑄件致密性差。

2）鋁合金熔點(diǎn)低，適合于金屬型鑄造和壓力鑄造。（3）鋁合金熔煉特點(diǎn)

鋁在高溫下極易氧化形成高熔點(diǎn)的三氧化二鋁夾渣）和吸氣（氫氣），所以熔煉關(guān)鍵是除渣和排氣：1）用六氯乙烷（或氯化鋅）精煉；2）采用坩堝爐或感應(yīng)爐熔煉。

2.銅合金鑄件的生產(chǎn)（1）分類—

1）純銅（紫銅）：導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好；2）銅-錫合金（錫青銅）：很好耐磨性和耐腐蝕性；3）銅-鋁合金（鋁青銅）：強(qiáng)度和塑性均高于錫青銅；4）銅-鉛合金（鉛青銅）：很好耐磨性；5）銅-鋅合金（黃銅）：強(qiáng)度高，成本低，鑄造性能好。（2）銅合金鑄造特點(diǎn)

1）錫青銅：結(jié)晶溫度范圍寬，鑄造性能差；但不易氧化。

2）鋁青銅或鋁黃銅：

結(jié)晶范圍窄，逐層凝固；因鋁容易氧化，形成夾渣，應(yīng)采取擋渣措施。

3）黃銅：鑄造性能好，在錫青銅和鋁青銅之間。硅黃銅在黃銅中最易鑄造，采用順序凝固補(bǔ)縮。

（3）銅合金熔煉特點(diǎn)：

銅易氧化和吸氣，應(yīng)采取：1）用木炭、碎玻璃、蘇打或硼砂覆蓋液面；2）脫氧（磷、鋁和鋅）；3）除氣（氫氣）方法：吹氮?dú)?、加氯鹽或沸騰法；4）精練：如鋁青銅應(yīng)用蘇打、螢石和冰晶石等堿性熔劑精練。

砂型鑄造的鑄件結(jié)構(gòu)工藝性一.簡(jiǎn)化工藝要求(DemandstoStructureofSandCastingsbySimplifyingtheProcessofMakingMoulds)

1.對(duì)外形要求(ExternalForm)1）避免外形有側(cè)凹；

2）使分型面為平面，去掉不必要外圓角；

3）避免凸臺(tái)、加強(qiáng)筋的設(shè)置妨礙起模；

4）減少分型面數(shù)目；

5）在鑄件不加工面上設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)斜度。

2.對(duì)內(nèi)腔要求(InternalForm)1）盡可能少用或不用芯子；

2）需芯子時(shí)，考慮芯子穩(wěn)固、排氣和清理。避免外形有側(cè)凹避免起模方向有側(cè)凹。支座避免外形有側(cè)凹箱體端蓋避免外形有側(cè)凹去掉不必要外圓角托架去掉不必要外圓角避免凸臺(tái)、加強(qiáng)筋避免凸臺(tái)、加強(qiáng)筋妨礙起模凸臺(tái)結(jié)構(gòu)凸肋設(shè)計(jì)避活塊減少分型面數(shù)目端蓋件減少分型面數(shù)目設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)斜度設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)斜度少用或不用芯子懸臂支架內(nèi)腔兩種設(shè)計(jì)圓蓋鑄件考慮芯子穩(wěn)固軸承架增設(shè)工藝孔增設(shè)工藝孔紫銅風(fēng)口哪一個(gè)結(jié)構(gòu)合理？二.合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)要求

(DemandsforStructureofSandCastingsbytheFoundryPropertiesofMetal)

1.對(duì)壁厚要求：(forDimensionofSection)1）壁厚應(yīng)適當(dāng)和均勻；

2）內(nèi)壁厚度應(yīng)略小于外壁；

3）壁厚相差大時(shí)，便于安放冒口補(bǔ)縮。

2.壁與壁連接：(forJointofWallsofCastings)1）壁與壁的連接應(yīng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圓角，以免產(chǎn)生縮孔、應(yīng)力集中和掉砂；對(duì)壁厚要求例：下面鑄件有熱節(jié)，在尺寸H不變前提下，如何其壁厚均勻？設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圓角避免銳角接頭2）壁與壁斜交，避免銳角接頭，以免產(chǎn)生應(yīng)力集中。3）避免壁與壁直接交叉，采用交錯(cuò)接頭或圓環(huán)接頭；4）壁厚從薄到厚應(yīng)逐步過渡，以免產(chǎn)生應(yīng)力集中。3.避免產(chǎn)生變形和裂紋，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(toavoiddeformationandcracking)1）細(xì)長(zhǎng)類鑄件，使其截面對(duì)稱；2）大面積平板時(shí)，設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋；3）輪類鑄件應(yīng)使輪輻數(shù)目為奇數(shù)或?yàn)閺澢嗇?。交錯(cuò)或圓環(huán)接頭砂箱箱帶的兩種結(jié)構(gòu)：a：交叉接頭——結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但熱節(jié)大，易裂。b：交錯(cuò)接頭——熱