常用合金铸件生产.ppt
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1、第2章常用合金铸件的生产材料成形基础铸2111铸铁件生产铸铁件生产 按碳的存在形式分按碳的存在形式分 1.1.白口铸铁白口铸铁 white cast-ironwhite cast-iron碳以碳化物(碳以碳化物(Fe3C)Fe3C)形式出现形式出现.断口:银白色,硬而脆;很难切削,很少直断口:银白色,硬而脆;很难切削,很少直接用于零件接用于零件.2.2.灰口铸铁灰口铸铁 gray castiron gray castiron 碳以石墨形式出现。碳以石墨形式出现。断口:呈灰色;常用材料。断口:呈灰色;常用材料。材料成形基础铸22 3.3.麻口铸铁麻口铸铁 mottled castmottled
2、castironiron碳以碳以 FeFe3 3C+C+石墨石墨 形式出现形式出现.断口:白色与灰色之间;此类铸铁脆性很大,断口:白色与灰色之间;此类铸铁脆性很大,很少使用。很少使用。另另,合金铸铁合金铸铁:铸铁加入合金元素铸铁加入合金元素,改善性能。改善性能。碳以石墨形式存在的铸铁断口呈灰色碳以石墨形式存在的铸铁断口呈灰色,故称故称:灰口铸铁灰口铸铁 GB5611GB56119595 铸铁是在凝固过程中经历共晶转变,用于生铸铁是在凝固过程中经历共晶转变,用于生产铸件的铁基合金的总称产铸件的铁基合金的总称。材料成形基础铸23 常用灰口铸铁又可分为:常用灰口铸铁又可分为:1.1.普通灰铸铁普通灰
3、铸铁(片状片状G)G);2.2.可锻铸铁可锻铸铁(团絮状团絮状G)G);3.3.球墨铸铁球墨铸铁(球状球状G G);4.4.蠕墨铸铁蠕墨铸铁(蠕虫状蠕虫状G G)。)。GgraphiteGgraphite字头字头)补充补充:生铁生铁 pigiron铁矿石在高炉中炼铁矿石在高炉中炼(还原还原过程过程)出来的出来的。材料成形基础铸24 炼铁炼铁(Iron(Ironmaking)making)工艺,分工艺,分铸造生铁铸造生铁和和炼钢炼钢生铁生铁 (WWSi Si1.25%)1.25%)两种;两种;铸造生铁与其他材料一铸造生铁与其他材料一起熔化后,获得的材料,叫起熔化后,获得的材料,叫铸铁铸铁;炼钢生
4、铁通过进一步的熔炼炼钢生铁通过进一步的熔炼(氧化过程氧化过程),得,得到钢材到钢材,此过程称此过程称炼钢。炼钢。1.1.普通灰铸铁的性能灰铁的显微组织普通灰铸铁的性能灰铁的显微组织 金属基体(金属基体(F+PF+P)片)片G G 见图见图,相当于在钢的基体相当于在钢的基体 上嵌入了大量上嵌入了大量G G片。片。一、普通灰口铸铁(简称灰铁)一、普通灰口铸铁(简称灰铁)材料成形基础铸25 石墨是碳的一种结晶形式,六方晶格,碳原石墨是碳的一种结晶形式,六方晶格,碳原子呈层片状排列;子呈层片状排列;性能:性能:R Rm m()、A(A()、akak很低很低,硬度为硬度为3HBW3HBW;低的力学性能低
5、的力学性能,使灰铁使灰铁基体上布满了裂纹和孔洞基体上布满了裂纹和孔洞.由于由于G G的存在的存在 减少了基体承载的有效面积减少了基体承载的有效面积;G G的尖角割裂基体的尖角割裂基体,造成严重的应力集中造成严重的应力集中.且且G G片越是粗大、分布不匀片越是粗大、分布不匀,其力学性能越差其力学性能越差.但是但是,灰铸铁的抗压强度受灰铸铁的抗压强度受G G影响小。影响小。材料成形基础铸26 灰铁不能锻造灰铁不能锻造,不能冲压不能冲压;但是有如下但是有如下优点优点:良好的铸造性良好的铸造性(流动性好,收缩小流动性好,收缩小);易切削易切削;(;(?)抗压强度高;抗压强度高;减震和减摩性能好;减震和
6、减摩性能好;切口不敏感性;切口不敏感性;制造容易、价格便宜。制造容易、价格便宜。2.2.铸铁的组织及影响因素铸铁的组织及影响因素 灰铸铁按基体不同可分为灰铸铁按基体不同可分为;P P灰铸铁灰铸铁P+FP+F灰铸铁灰铸铁F F灰铸铁灰铸铁材料成形基础铸27 要控制铸铁组织与成分,必须控制其石墨化要控制铸铁组织与成分,必须控制其石墨化程度,而影响石墨化的主要因素为:程度,而影响石墨化的主要因素为:1)1)化学成分化学成分 成分:成分:WcWc=2.7%3.9%=2.7%3.9%;WWsi si=1.12.6%=1.12.6%;WWMnMn =0.61.2%=0.61.2%随随C C、Si Si 增
7、多,增多,G G核增多,核增多,析出析出G G多而粗大;多而粗大;反之,反之,G G少;少;S S、MnMn阻碍阻碍 G G,增加白口化,应严控,增加白口化,应严控,P P增增加冷脆性。加冷脆性。材料成形基础铸28 邓本邓本P45P45图图将不同碳硅含量铸铁分成五种组织将不同碳硅含量铸铁分成五种组织.2)2)冷却速度冷却速度(V)(V)冷却快,原子来不及急扩散,冷却快,原子来不及急扩散,G G化难以进行;化难以进行;易白口易白口。冷却的慢,冷却的慢,可得灰口。得灰口。显然,欲求灰口件合理选择显然,欲求灰口件合理选择 铸件壁厚。铸件壁厚。冷却速度与铸型材料也直接关联冷却速度与铸型材料也直接关联,
8、如如:金属型金属型比砂型的冷却速度快,铸件易白口比砂型的冷却速度快,铸件易白口.3.3.灰铸铁的孕育处理灰铸铁的孕育处理材料成形基础铸29 直接向已熔炼出炉的低碳、硅含量铁水中加直接向已熔炼出炉的低碳、硅含量铁水中加入孕育剂(经过破碎又预热的入孕育剂(经过破碎又预热的7575硅铁)硅铁).灰铁经孕育处理后灰铁经孕育处理后G G片细小均匀力学性能有片细小均匀力学性能有明显提高,故称高强度铸铁明显提高,故称高强度铸铁 4.4.灰铸铁的牌号、用途灰铸铁的牌号、用途 牌号牌号:H T:H T RmRm M MPaPa 读作读作:“:“灰铁灰铁”,汉语拼音字母首汉语拼音字母首 材料成形基础铸210 有有
9、:HT100HT100、HT150HT150、HT200HT200、HT250HT250、HT300HT300、HT350(HT350(见见P47P47表表2-3)2-3)主用于床身、箱体、重锤、暖气片等。主用于床身、箱体、重锤、暖气片等。5.5.灰铸铁的生产特点灰铸铁的生产特点 6.6.灰铸铁的热处理灰铸铁的热处理 1)1)消除应力退火;消除应力退火;2)2)消除白口组织改善切削性能退火消除白口组织改善切削性能退火 3)3)表面淬火表面淬火 如机床导轨如机床导轨熔炼简便熔炼简便流动性好流动性好材料成形基础铸211 二、可锻铸铁二、可锻铸铁 malleable cast-iron又称又称:马铁
10、、韧性铸铁、展性铸铁、玛钢。马铁、韧性铸铁、展性铸铁、玛钢。1.1.成分成分:WcWc=2.22.8%,Wsi=11.8;=2.22.8%,Wsi=11.8;含碳、硅量低。含碳、硅量低。2.2.生产过程生产过程:首先浇注成白口铸铁件,然后再经过可锻化首先浇注成白口铸铁件,然后再经过可锻化(石墨化石墨化)退火而得到团絮状石墨的可锻铸铁退火而得到团絮状石墨的可锻铸铁。因退火方法不同分:因退火方法不同分:材料成形基础铸212 白心白心(B)(B)可锻铸铁;可锻铸铁;黑心黑心(H)(H)可锻铸铁;可锻铸铁;珠光体珠光体(Z)(Z)可锻铸铁可锻铸铁等三种。等三种。3.3.性能性能 R Rm m、A A、
11、a ak k比灰铸铁好比灰铸铁好,但不能锻造但不能锻造.4.4.牌号牌号 GB9440-88GB9440-88 K T H(K T H(或或Z)Z)A A%R Rm m M Mpapa 黑心或黑心或P P可锻铸铁可锻铸铁 材料成形基础铸213 三、三、球墨铸铁球墨铸铁 nodular graphite cast-ironnodular graphite cast-iron 如:如:KTH300-06KTH300-06;建筑脚手架扣件、三通管;建筑脚手架扣件、三通管件、阀门。件、阀门。KTZ550-04KTZ550-04;用于载荷较高的耐磨损、凸轮;用于载荷较高的耐磨损、凸轮轴,齿轮等。轴,齿轮
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