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    铸(zhù)钢件(jiàn)的分类及制造技术

    发(fā)布时间: 2025-01-07 来源:洛阳马博最新官方和顺祥机械有(yǒu)限公司 点击:901

    铸钢件的分类及制造技(jì)术

    对于(yú)强度、塑性和韧性要求更高的机(jī)器零件,需要采用铸钢件,铸钢件的产量仅次于铸铁,约占铸件总产量的15%。

      一、按(àn)照化(huà)学成分(fèn)铸钢可(kě)分为碳(tàn)素铸钢和合金铸钢两大类。其中以碳素铸钢应用最广(guǎng),占铸钢(gāng)总(zǒng)产(chǎn)量(liàng)的80%以上(shàng)。 

      1、碳(tàn)素铸钢 

      一般的,低碳钢ZG15的熔点较高(gāo)、铸造性能差,仅用于制造(zào)电机零件或渗碳(tàn)零件;中碳钢ZG25~ZG45,具(jù)有高(gāo)于各类(lèi)铸(zhù)铁(tiě)的综合性能,即强(qiáng)度高、有优(yōu)良(liáng)的塑(sù)性和韧性,因此适于制造形(xíng)状复杂、强度和(hé)韧(rèn)性要求高的(de)零件,如火(huǒ)车车轮、锻锤机架和砧座、轧辊和高压阀门等(děng),是碳素(sù)铸钢中应用最多的一类(lèi);高碳钢ZG55的熔(róng)点低,其铸造性能较中碳钢的(de)好,但其(qí)塑性和韧(rèn)性较差,仅(jǐn)用于制造少数的耐磨件。 

      2、合金(jīn)铸钢 

      根据合金元素总量的多少,合金铸钢可分为两低合金钢和高合金钢大类。 

      (1)低合金铸(zhù)钢(gāng),我国主(zhǔ)要应用锰系、锰硅(guī)系(xì)及铬系等(děng)。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用(yòng)来制造(zào)齿轮、水压(yā)机工作缸和水轮机转子等零件,而ZG40Cr1常用来制造高(gāo)强(qiáng)度齿轮和高强度(dù)轴等重要受力零件。 

      (2)高合(hé)金铸钢,具有耐磨、耐(nài)热(rè)或耐(nài)腐蚀等特殊性能。如(rú)高锰钢ZGMn13,是一种抗磨钢,主要用于制造在干磨擦工作条(tiáo)件下(xià)使用的零(líng)件,如挖掘机的抓斗前壁和抓斗齿、拖(tuō)拉机和(hé)坦克(kè)的履带等;铬镍不(bú)锈钢ZG1Cr18Ni9和铬不锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等(děng),对硝酸的耐腐蚀性很(hěn)高,主要(yào)用于制造化工、石油、化(huà)纤和食(shí)品(pǐn)等(děng)设备上的零件。 

      二、铸钢的铸造工艺特(tè)点 

      铸钢的机械性能比铸铁高,但其铸(zhù)造性能却比(bǐ)铸铁(tiě)差。因为铸(zhù)钢(gāng)的熔(róng)点较高,钢液(yè)易氧化、钢水的流动性差(chà)、收缩(suō)大,其体收缩(suō)率为10%~14%,线收缩为1.8%~2.5%.为防止铸(zhù)钢件产生浇不足、冷隔、缩(suō)孔和缩松、裂纹(wén)及粘(zhān)砂(shā)等(děng)缺陷,必须采取比(bǐ)铸铁复杂的工艺措施: 

      1、由于(yú)钢液的流动(dòng)性差,为(wéi)防止铸钢件产生冷(lěng)隔和浇(jiāo)不足,铸钢件的(de)壁厚不能(néng)小于8mm;浇注系统的(de)结构力求简单、且截面尺寸比铸铁的大(dà);采用干铸型或热(rè)铸(zhù)型;适当提高浇注温度,一般为1520~1600℃,因(yīn)为浇注温度高(gāo),钢水的(de)过热度大、保持液态的时(shí)间长,流动性可(kě)得到改善。但是浇温(wēn)过高,会引起晶粒粗大、热裂(liè)、气孔和粘砂(shā)等缺陷。因此一般小型、薄壁(bì)及形状(zhuàng)复杂的铸件,其(qí)浇注(zhù)温度约为钢的熔点温度+150℃;大型、厚(hòu)壁铸(zhù)件的(de)浇注温度(dù)比(bǐ)其(qí)熔(róng)点(diǎn)高出100℃左右。 

      2、由于铸钢的收(shōu)缩大大超过(guò)铸铁(tiě),为防止铸件出(chū)现缩孔、缩松缺陷,在铸造(zào)工艺上(shàng)大都采(cǎi)用冒口和、冷铁和(hé)补贴等措施,以(yǐ)实现顺序凝固。 

      此外(wài),为防止铸钢件产生(shēng)缩孔(kǒng)、缩松、气孔和(hé)裂纹缺陷,应(yīng)使其壁厚均匀、避免尖角和直角(jiǎo)结构、在铸型用(yòng)型砂中加锯末、在(zài)型芯(xīn)中加焦炭、以(yǐ)及采用空心型(xíng)芯和(hé)油(yóu)砂芯等来改善砂型或型芯的退让性和透气性。 

      铸钢的熔(róng)点高(gāo),相应的其浇注温度也高。高温下钢水(shuǐ)与铸型材(cái)料相互作用,极易产生粘砂缺(quē)陷。因此(cǐ),应采用耐火度较高的人造石英(yīng)砂(shā)做铸(zhù)型(xíng),并在铸型(xíng)表面刷由石英粉或(huò)锆砂粉制得的涂料。为减少气体(tǐ)来源(yuán)、提高钢(gāng)水流动性及铸型强(qiáng)度,大多(duō)铸(zhù)钢件用干(gàn)型(xíng)或快干型来铸造(zào),如采用(yòng)CO2硬化的水(shuǐ)玻璃砂型。 

      三、铸钢件(jiàn)的热(rè)处理 

      铸钢件均应在热处理后使用(yòng)。因为(wéi)铸态下的铸钢件内部(bù)存在气(qì)孔、裂纹、缩孔和缩松、晶粒粗大、组织不(bú)均(jun1)及残余(yú)内应(yīng)力等铸造缺陷,使铸钢(gāng)件(jiàn)的强度、尤其(qí)是塑性和韧性大大降低。 

      为(wéi)细化晶粒、均匀组织及消(xiāo)除内应力,铸(zhù)钢(gāng)件必须(xū)进(jìn)行正火或退火(huǒ)处(chù)理。正火处理(lǐ)后的(de)钢,其(qí)机械性能较退火后的高,成(chéng)本(běn)也较低,所以应(yīng)用较多。但由于正火处理会引起较(jiào)退火大的内应力,只适用于(yú)含碳量小于0.35%的铸钢件。因为低碳铸钢件的塑性好,冷却时不(bú)易开裂。为减(jiǎn)小内(nèi)应力,铸(zhù)钢件在正火后,还(hái)应(yīng)进行高温回(huí)火。对(duì)于含碳量≥0.35%的、结(jié)构复杂及易产生裂纹的铸钢件,只能进行退火处理(lǐ)。铸钢(gāng)件不宜淬火(huǒ),否则极易开(kāi)裂。 

      四、铸钢的熔(róng)炼 

      铸钢的熔炼一(yī)般(bān)采(cǎi)用平炉,电弧炉和感应炉等。平炉的特点(diǎn)是容量大、可利(lì)用废钢(gāng)作原料、能准确控(kòng)制钢的成(chéng)分并能熔炼优(yōu)质钢(gāng)及低合金钢,多(duō)用于熔炼质量要求高(gāo)的、大型(xíng)铸钢件用的钢液。 

      三相电弧炉的开(kāi)炉和(hé)停炉操(cāo)作(zuò)方便,能保证钢(gāng)液的成分和质量、对(duì)炉料的(de)要求不甚严格、容易升温(wēn),故能(néng)炼优质钢、高(gāo)级合金钢和特殊(shū)钢(gāng)等,是生产成(chéng)型(xíng)铸钢件(jiàn)的常用设备。 

      此外,采用工频或中频感应(yīng)炉,能熔炼各种高级合金钢和碳含量极低的钢(gāng)。感(gǎn)应炉的(de)熔炼速度快、合金元素(sù)烧损(sǔn)小、能源消耗少、且钢液质量高,即杂质含量少、夹(jiá)杂少。 


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