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      铸(zhu)钢件的制造技(ji)术
      点击数:2355  更新时间:2011/6/22  发布人:admin


          对于强度、塑性(xing)和(he)韧性要求更(geng)高的(de)机器零(ling)件,需要(yao)采用铸钢(gang)件。铸钢件(jian)的(de)产量仅(jin)次于铸(zhu)铁(tie),约(yue)占(zhan)铸件总(zong)产量的15%。

      一、按(an)照化学(xue)成(cheng)分(fen)铸钢可分(fen)为(wei)碳(tan)素铸钢(gang)和(he)合金铸钢(gang)两大类(lei)。其中(zhong)以(yi)碳(tan)素(su)铸钢(gang)应用(yong)最广(guang),占(zhan)铸(zhu)钢总产(chan)量(liang)的(de)80%以上。
      1、碳素铸钢
          一般的,低碳钢ZG15的熔点较高、铸造性能差,仅(jin)用(yong)于(yu)制(zhi)造电机零(ling)件(jian)或(huo)渗碳(tan)零件;中碳钢ZG25~ZG45,具有高(gao)于各类(lei)铸铁的(de)综(zong)合(he)性能,即强度高、有(you)优良的(de)塑性(xing)和韧性,因(yin)此适于(yu)制造形状(zhuang)复(fu)杂(za)、强(qiang)度和(he)韧性(xing)要求高(gao)的(de)零件(jian),如火车车轮、锻锤机架和(he)砧座、轧辊和(he)高压(ya)阀(fa)门(men)等(deng),是(shi)碳(tan)素(su)铸钢(gang)中(zhong)应(ying)用(yong)最(zui)多(duo)的(de)一类;高碳钢ZG55的熔点低,其(qi)铸(zhu)造性(xing)能(neng)较中碳(tan)钢(gang)的(de)好,但其塑性和(he)韧(ren)性较(jiao)差(cha),仅(jin)用(yong)于制造(zao)少(shao)数的(de)耐(nai)磨(mo)件(jian)。
      2、合金铸钢
          根据合(he)金元素总(zong)量的多少,合(he)金铸钢(gang)可分为(wei)两(liang)低(di)合(he)金(jin)钢和高合金(jin)钢(gang)大(da)类。
      1)低合金铸钢,我(wo)国主(zhu)要(yao)应(ying)用锰系、锰(meng)硅(gui)系(xi)及(ji)铬系(xi)等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用来制造齿轮、水压(ya)机(ji)工作(zuo)缸和(he)水轮机转(zhuan)子(zi)等(deng)零(ling)件,而ZG40Cr1常用来(lai)制(zhi)造高强度齿(chi)轮(lun)和高强(qiang)度(du)轴等(deng)重(zhong)要(yao)受力零(ling)件(jian)。
      2)高合金铸钢 ,具有耐磨、耐(nai)热(re)或耐腐(fu)蚀(shi)等(deng)特殊性能(neng)。如高锰钢ZGMn13,是一种抗磨钢,主(zhu)要用于制造(zao)在(zai)干(gan)磨(mo)擦(ca)工(gong)作条(tiao)件(jian)下(xia)使(shi)用(yong)的(de)零件(jian),如(ru)挖掘机的(de)抓(zhua)斗(dou)前壁和(he)抓(zhua)斗齿(chi)、拖拉机和(he)坦(tan)克的履(lv)带(dai)等;铬镍不锈钢ZG1Cr18Ni9和铬不锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等,对(dui)硝酸的耐腐蚀(shi)性很高(gao),主要用(yong)于制造化工、石油、化纤和食品(pin)等设(she)备(bei)上(shang)的(de)零件。

      二、铸(zhu)钢(gang)的(de)铸造工(gong)艺(yi)特(te)点
          铸(zhu)钢(gang)的机械(xie)性能比(bi)铸(zhu)铁高(gao),但其铸(zhu)造(zao)性(xing)能却比铸(zhu)铁(tie)差(cha)。因(yin)为铸钢的熔点(dian)较高,钢液易氧化、钢(gang)水的(de)流(liu)动(dong)性(xing)差、收缩大,其体收缩率为10~14%,线收缩为1.8~2.5%。为防(fang)止铸钢(gang)件(jian)产(chan)生(sheng)浇(jiao)不(bu)足(zu)、冷隔、缩孔和缩松、裂纹(wen)及粘(zhan)砂(sha)等(deng)缺陷(xian),必(bi)须(xu)采(cai)取比铸铁复(fu)杂的(de)工(gong)艺措施:
      1、由(you)于钢(gang)液的流动性差,为防(fang)止(zhi)铸(zhu)钢(gang)件产生(sheng)冷隔(ge)和浇不(bu)足(zu),铸(zhu)钢件的(de)壁厚不(bu)能小(xiao)于8mm;浇注系统(tong)的结构(gou)力求简单、且(qie)截(jie)面尺(chi)寸(cun)比铸铁的(de)大(da);采(cai)用干铸型或热铸型(xing);适当(dang)提高(gao)浇注温度,一般为1520°~1600℃,因(yin)为浇(jiao)注(zhu)温度高,钢(gang)水的过热度大、保持液态的(de)时间(jian)长(chang),流动性(xing)可得(de)到(dao)改(gai)善(shan)。但是浇温过高,会引起晶(jing)粒粗大、热裂、气(qi)孔和粘(zhan)砂等(deng)缺(que)陷。因此一般小型、薄(bao)壁及(ji)形状(zhuang)复(fu)杂(za)的(de)铸件(jian),其浇注(zhu)温度约为钢(gang)的熔点(dian)温(wen)度+150℃;大型、厚壁铸(zhu)件的(de)浇注温度(du)比其(qi)熔点高出(chu)100℃左右。
      2、由(you)于铸(zhu)钢的(de)收缩(suo)大大超过(guo)铸(zhu)铁,为防(fang)止(zhi)铸(zhu)件(jian)出现缩孔、缩松缺陷,在铸(zhu)造工(gong)艺上大(da)都(du)采用(yong)冒(mao)口(kou)和、冷(leng)铁(tie)和(he)补(bu)贴等措施,以实(shi)现(xian)顺(shun)序(xu)凝(ning)固。
          此外,为(wei)防止铸(zhu)钢(gang)件(jian)产(chan)生(sheng)缩(suo)孔(kong)、缩松、气孔和裂纹(wen)缺(que)陷,应(ying)使(shi)其壁厚(hou)均(jun)匀、避(bi)免(mian)尖角(jiao)和直角(jiao)结构(gou)、在铸型用型(xing)砂中加锯(ju)末、在(zai)型芯(xin)中加(jia)焦(jiao)炭(tan)、以及采用空 心(xin)型(xing)芯(xin)和(he)油砂(sha)芯等(deng)来改(gai)善(shan)砂型(xing)或型(xing)芯的(de)退(tui)让(rang)性和(he)透气性。
      (1)铸钢的熔点高,相应的(de)其浇注(zhu)温度也高。高(gao)温(wen)下(xia)钢水与(yu)铸(zhu)型材料(liao)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong),极(ji)易(yi)产(chan)生粘砂(sha)缺陷。因此,应采用(yong)耐火度(du)较高的(de)人造石(shi)英砂做铸型(xing),并(bing)在(zai)铸型(xing)表(biao)面(mian)刷由(you)石英(ying)粉(fen)或锆砂(sha)粉(fen)制(zhi)得的(de)涂(tu)料。为减少气(qi)体来(lai)源(yuan)、提(ti)高钢水流动性及(ji)铸(zhu)型强(qiang)度(du),大多铸钢(gang)件(jian)用干型或(huo)快干(gan)型来(lai)铸(zhu)造,如采用CO2硬化的水玻(bo)璃(li)砂(sha)型(xing)。

      三、 铸(zhu)钢(gang)件的热(re)处理
          铸钢(gang)件(jian)均(jun)应(ying)在热处(chu)理后(hou)使用。因(yin)为铸态下(xia)的铸(zhu)钢件内(nei)部(bu)存(cun)在(zai)气孔、裂纹、缩孔和缩松、晶粒粗大、组(zu)织(zhi)不均及残余(yu)内(nei)应(ying)力等(deng)铸(zhu)造(zao)缺(que)陷,使(shi)铸(zhu)钢件(jian)的强(qiang)度、尤(you)其(qi)是塑(su)性(xing)和韧性(xing)大大降(jiang)低(di)。
          为细化晶粒、均匀(yun)组织及(ji)消(xiao)除内(nei)应(ying)力,铸钢(gang)件(jian)必须进(jin)行正火(huo)或退(tui)火处(chu)理(li)。正火(huo)处理(li)后的(de)钢,其机(ji)械性(xing)能较退火后的高,成本也较低,所以应用较多。但(dan)由于(yu)正火(huo)处(chu)理会(hui)引(yin)起较退(tui)火(huo)大的(de)内(nei)应(ying)力(li),只(zhi)适用于(yu)含(han)碳(tan)量(liang)小于(yu)0.35%的铸钢件。因为低(di)碳铸钢件(jian)的塑(su)性(xing)好(hao),冷(leng)却(que)时(shi)不(bu)易开(kai)裂(lie)。为减小内应力,铸钢(gang)件(jian)在(zai)正(zheng)火后(hou),还应进(jin)行高温(wen)回火(huo)。对于含碳量≥0.35%的、结(jie)构(gou)复杂(za)及(ji)易(yi)产生裂纹的(de)铸钢(gang)件,只(zhi)能(neng)进行(xing)退(tui)火处理(li)。铸(zhu)钢件不(bu)宜淬火,否则极易开裂。

      四、 铸钢的熔炼
          三(san)相电(dian)弧炉的开(kai)炉(lu)和(he)停(ting)炉操(cao)作(zuo)方便,能(neng)保证钢液(ye)的(de)成分(fen)和(he)质(zhi)量、对(dui)炉(lu)料(liao)的要(yao)求不(bu)甚(shen)严格(ge)、容易升温,故能炼优质钢、高(gao)级(ji)合(he)金(jin)钢(gang)和(he)特殊钢(gang)等(deng),是生产成型(xing)铸(zhu)钢件(jian)的(de)常用设(she)备(bei)。
          此外,采(cai)用(yong)工(gong)频(pin)或中频感应炉,能(neng)熔(rong)炼各种高(gao)级合金(jin)钢和碳含量极低(di)的钢(gang)。感应(ying)炉(lu)的(de)熔(rong)炼速(su)度快(kuai)、合(he)金元素烧损小、能源消耗少、且钢液质量高,即杂质含量少、夹杂少,适于(yu)小(xiao)型铸(zhu)钢车(che)间采(cai)用(yong)。
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