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1、1.5铸造材料特性铸造材料特性三铝、铜合金铸件的生产1.铸造铝合金2.铝合金铸件的生产3.铸造铜合金4.铜合金铸件的生产内内容容一铸铁及铸铁件生产1铸铁的一般特性2灰铸铁3球墨铸铁二铸钢与铸钢件生产1铸钢的类别和性能2铸钢件的生产11.5铸造材料特性铸造材料特性1.铸铁的特性一铸铁及铸铁件生产(1)铸铁的分类21.5铸造材料特性铸造材料特性钢的基体组织+石墨(2)铸铁的组织31.5铸造材料特性铸造材料特性铸铁的石墨形态灰口铸铁可锻铸铁球墨铸铁蠕墨铸铁41.5铸造材料特性铸造材料特性(3)铸铁的石墨化化学成分的影响铸铁中C、Si析出的石墨量力学性能下降(碳当量=C%+13Si%)铸铁中C和Si的
2、含量影响着铸铁的组织；(见图)铸铁中的P、S是有害元素，应尽量减少其含量。冷却速度的影响碳元素在铸铁中的存在形式有:固溶Fe3C石墨51.5铸造材料特性铸造材料特性(4)铸铁的性能及其应用铸铁有良好的铸造性、耐磨性、减震性、可加工性和低的缺口敏感性等。另外生产简便，成本低廉，应用广泛。如内燃机的汽缸体、汽缸盖、汽缸套、活塞环汽车和拖拉机的变速箱、前后桥、油缸、阀体等等。铸铁的力学性能较铸钢差这与其中的石墨形态、大小、数量和分布有关。石墨对基体有明显的割裂作用和缩减作用。但铸铁的抗压强度、硬度受石墨的影响较小，与钢相近。61.5铸造材料特性铸造材料特性普通铸铁名称灰铸铸铁铁可煅铸铸铁铁球墨铸铸铁
3、铁牌号HT150HT250KTH330-08KTZ550-04QT600-2G形态态片状团团絮状球状强度发挥发挥3050%基体强度发挥发挥5070%基体强度发挥发挥7090%基体强度铁铁水成分(%)C2.83.9Si1.02.5Mn0.61.2P0.3S0.15C2.42.7；Si1.41.8；Mn0.30.7；P0.1；S0.25C3.73.9；Si1.01.8；Mn0.50.9；P0.1；S0.072.常用铸铁71.5铸造材料特性铸造材料特性名称灰铸铸铁铁可煅铸铸铁铁球墨铸铸铁铁特性工艺艺处处理孕育处处理：目的是消除白口组织组织，改善石墨大小、形状和分布，提高性能。石墨化退火：目的是使白口
4、铸铸铁铁中的自由Fe3C分解得到团团絮状石墨。球化处处理：使石墨球化；孕育处处理；热处热处理:改善性能。性能特点工艺艺性能良好力学性能低耐磨性及消震性好强度较较高，韧韧性较较好。强度高韧韧性较较好耐热热、耐磨性好；但消震性较较低。应应用有广泛的应应用，如机床导轨导轨、发发电电机缸体、缸盖、活塞等。形状复杂杂、耐震、耐蚀蚀的薄壁铸铸件。“以铁铁代钢钢”，如用QT600-2代替20CrMnTi钢钢制造曲轴轴。81.5铸造材料特性铸造材料特性c)耐蚀铸铁在铁水中加入Si、Al、Cr、Mo、Cu、Ni、P等合金元素提高铸铁在酸性和碱性条件下的耐蚀性能.(通过形成钝化膜和提高电极电位达到耐蚀目的)合金铸
5、铁(即特殊性能铸铁)a)耐磨铸铁(又分为减磨铸铁和抗磨铸铁)又分为高磷减磨铸铁、白口抗磨铸铁和中锰抗磨铸铁等.b)耐热铸铁通过在铁水中加入Si、Al、Cr等合金元素提高高温下的抗氧化性能.耐热铸铁以球墨铸铁为主主要有硅系耐热铸铁、铝系耐热铸铁、硅铝系耐热铸铁和铬系耐热铸铁等.91.5铸造材料特性铸造材料特性铁水的熔炼熔炼方式冲天炉熔炼()或冲天炉电炉熔炼()电炉熔炼温度较高铁水纯净度较高有利于孕育处理但电炉熔炼铁水的石墨化能力不及冲天炉铁水高。出炉铁水温度1450。铁水质量炉前检验检验铁水成分是否合格白口深度法凝固曲线法101.5铸造材料特性铸造材料特性炉前铁水处理孕育处理：在铁水浇注前或浇注
6、过程中在铁水里加入0.41.0%干燥的孕育剂(主要由Fe-Si和Si-C等组成)颗粒以抑制白口组织的产生和改善石墨的形态、大小、含量和分布，提高铸铁的力学性能。球化处理：球墨铸铁原铁水由于含碳量高，如果直接浇注会形成灰口铸铁，因此在铁水浇注前将11.6%的球化剂(主要由RE-Mg合金等组成)加入到铁水中去以使石墨以球状形式析出并长大。由于RE和Mg是反石墨化元素在球化处理时后还必须进行孕育处理方能得到均匀、球化度好的石墨球。111.5铸造材料特性铸造材料特性冲入法球化处理121.5铸造材料特性铸造材料特性二铸钢与铸钢件生产1)牌号：如ZG200-400（共有5个牌号）2)性能：铸钢的力学性能较
7、高。不仅强度较高，并有优良的塑性和韧性，焊接性能好。3)应用：铸钢生产较球墨铸铁生产易控制，特别是在大断面铸件或大型铸件上表现得尤其明显。可采用铸-焊联合结构制造巨大的构件。4)铸造工艺特点：铸钢的熔炼温度高(15501600)浇注温度也高容易吸气和氧化收缩大、流动性差，极易产生各种铸造缺陷。131.5铸造材料特性铸造材料特性选用高耐火度的原砂铸型表面用耐火涂料防止粘砂采用干砂型或水玻璃自硬砂减少发气量防止气孔在型砂中加入木屑提高退让性防止裂纹采用设置冒口和冷铁等工艺手段实现定向凝固防止缩孔、缩松、冷隔、浇不足等缺陷。5)为获得合格铸件常采用以下措施：141.5铸造材料特性铸造材料特性1铸造铝
8、合金种类类物理、化学性能铸铸造铝铝硅合金(ZL1)好的导电导电性、导热导热性；耐磨蚀蚀性良；密度小熔点低；气密性好；力学性能较较好。铸铸造铝铜铝铜合金(ZL2)同上；强度最高；密度较较大、熔点较较。铸铸造铝镁铝镁合金(ZL3)同上；密度最小；比强度最高。铸铸造铝锌铝锌合金(ZL4)同上；密度较较高；气密性好强度较较高.三铝、铜合金铸件的生产151.5铸造材料特性铸造材料特性熔炼用炉为坩埚炉，为了改善铝合金铸件的性能，生产时常对熔炼的合金液进行精炼除气和变质处理()。铸造铝合金的工艺性能特点：流动性好；收缩小热裂倾向小；浇注温度低在熔炼和浇注过程中特别要注意防止合金液吸气和氧化。161.5铸造材
9、料特性铸造材料特性2铸铜及其工艺性能三铝、铜合金铸件的生产铸铸造黄铜铜铸铸造青铜铜化学成分以Cu、Zn为为主除Cu外，加入Pb、Sn、Al、Be、Si、Mn等作为为主要合金元素。物化性能具有良好的导电导电、导热导热性能，耐磨性好，耐蚀蚀性优优良()，力学性能视视加入的合金元素及其含量而定。工艺艺性能铸铸造性能良好铸铸造性能良好应应用阀阀体、蜗轮蜗轮、螺旋桨桨、水泵泵、叶轮轮、轴轴承和轴轴套等。泵泵壳、蜗轮蜗轮、弹弹簧及弹弹性零件、轴轴瓦、轴轴承，高强度和耐磨、耐蚀蚀件等。(1)铸造铜合金171.5铸造材料特性铸造材料特性(2)铜合金铸件的生产熔炼用炉：坩埚炉。突出问题：铜液易氧化和吸气预防措施
10、：熔剂覆盖熔炼用磷铜(0.30.6%)脱氧除气(黄铜除外，？)铸造黄铜：结晶温度范围窄，易产生缩孔采用定向凝固，并设冒口补缩锡青铜：结晶温度范围宽，易产生枝晶偏析和缩松采用同时凝固，合理设置浇注系统181.5铸造材料特性铸造材料特性191.5铸造材料特性铸造材料特性201.5铸造材料特性铸造材料特性冲天炉211.5铸造材料特性铸造材料特性中频电炉221.5铸造材料特性铸造材料特性感应炉熔炼及浇注现场照片231.5铸造材料特性铸造材料特性铝铝或或铜铜合合金金的的熔熔炼炼241.5铸造材料特性铸造材料特性变质处理：在浇注前或浇注过程中，在铝合金液里加入细颗粒状Na或K的卤化盐等变质剂，使铝合金尤其
11、是铝硅合金中的粗大组织得到细化，从而提高合金的机械性能和加工性能。精炼除气：在熔炼的初期和中期，在合金或合金液表面覆盖一层由NaCl、KCl等组成的熔剂隔绝空气，避免氧化和吸气；在熔炼后期向合金液中通入氯气或压入除气剂(含ZnCl2和C2Cl6等)，形成细小的气泡将合金液中的气体和非金属夹杂物带出，达到去气和精炼目的。251.5铸造材料特性铸造材料特性铝硅合金变质处理前后的组织261.5铸造材料特性铸造材料特性第二批重点文物保护单位：玉泉寺铁塔位于：湖北当阳玉泉山东麓建于：1061年塔高达22米，塔基为特制的青砖砌成，塔身为生铁铸造，造型仿木构楼阁的形式，平面呈八角形，共十三层，总耗铁量达38
12、吨。塔每层每边均铸有“二龙戏珠”、“八仙过海”和山峰、海波、水草等纹饰，线条柔和流畅、栩栩如生。玉泉铁塔是中国罕见的古代大型铁塔，挺拔俊秀，稳健玲珑。每逢夕阳照射铁塔时，紫气金霞，交相辉映，蔚为壮观，被人们赞为“铁塔棱金”271.5铸造材料特性铸造材料特性第三批重点文物保护单位：崇觉寺铁塔位于：山东省济宁市内建于：560年铁塔通高23.8米，整个铁塔的构件均为仿木结构形式的雕模铸制，不仅反映了宋代本构建筑的形制，也体现了宋代铸造技术的高超水平。281.5铸造材料特性铸造材料特性越王勾践剑越王勾践剑自古被称为天下名剑之一，1965年从湖北省江陵出土，深埋地下2500多年仍锋利无比，至今作为镇馆之
13、宝被湖北省博物馆珍藏，属国家一级文物中的极品件。剑锷锋芒犀利，寒光闪闪，出土时插于漆木鞘里，保存如新，经分析测定，剑脊含锡低(10%)，韧性好而不易折断；刃部含锡高(20%)，刚而锋利。这种复合金属制造技术其他国家直到近代才掌握。291.5铸造材料特性铸造材料特性武当山金殿始建于1416年，是中国现存最大的铜铸建筑物。高5.54米，宽4.40米，深3.15米，是铜铸烫金、仿木构建筑。金殿是分件铸造，榫铆拼焊，连接精密，浑然一体，毫无铸凿之痕，虽经历五百余年风霜雪雨和雷电的侵袭，至今仍金碧辉煌，绚丽如初，堪称中国古代建筑和铸造工艺中的一颗明珠。301.5铸造材料特性铸造材料特性曾侯乙编钟上世纪7
14、0年代出土湖北随州的曾侯乙墓(前433年)。古老的乐队曾侯乙编钟311.5铸造材料特性铸造材料特性编钟包括钮钟19件，甬钟45个，外加楚惠王赠送的一件拨钟，共65件，总重量达2500多公斤，是迄今中国发现的数量最多、保存最好的一套编钟，因下排甬钟上铭刻“曾侯乙”得名。音律绝响全部编钟以大小和音高为序编成8组，悬挂在铜木结构的三层钟架上，钟上均有篆书铭文，绝大多数是错金文字，共2800余字，全面反映了公元前五世纪中国在乐律学上所达到的领先水平。楚音韶乐形制精确，方能保证音律精准，这在今天也不易办到。合理的金属成份配比和规范的外形尺寸，以及工艺上的特殊处理，使编钟达到了令人赞叹的音响效果，创造了“楚声韶乐”的曾侯乙编钟实在是一件稀世之宝。32
