鑄造知識介紹鑄造：是一種金屬材料的成形方法。將熔融金屬澆注、壓射或吸入鑄型型腔，凝固后成為具有一定形狀和性能的鑄件。鑄造方法有砂型鑄造和特種鑄造，既可用手工單件小批量生產(chǎn)，也可用機(jī)械化、自動化生造型方法大量成批生產(chǎn)。鑄造流程：制模一一造型一一烘干一一熔煉一一孕育處理一一爐前分析一一澆注一一落砂清理一一去澆冒口一一鑄件檢驗(yàn)及缺陷分析一一I合格I——車加工不合格——回爐鑄鐵及熔煉白口鑄鐵：白口鑄鐵中的碳全部以滲透碳體(Fe3c)形式存在，因斷口呈亮白色。故稱白口鑄鐵，由于有大量硬而脆的Fe3c，白口鑄鐵硬度高、脆性大、很難加工。因此，在工業(yè)應(yīng)用方面很少直接使用，只用于少數(shù)要求耐磨而不受沖擊的制件，如拔絲模、球磨機(jī)鐵球等。大多用作煉鋼和可鍛鑄鐵的坯料。灰口鑄鐵；鑄鐵中的碳大部或全部以自由狀態(tài)片狀石墨存在。斷口呈灰色。它具有良好鑄造性能、切削加工性好，減磨性，耐磨性好、加上它熔化配料簡單，成本低、廣泛用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜鑄件和耐磨件。灰口鑄鐵按基體組織不同，分為鐵素體基灰口鑄鐵、珠光體+鐵素體基灰口鑄鐵和珠光體基灰口鑄鐵三類。由于灰口鑄鐵內(nèi)存在片狀石墨，而石墨是一種密度小，強(qiáng)度低、硬度低、塑性和韌性趨于零的組分。它的存在如同在鋼的基體上存在大量小缺口，即減少承載面積，又增加裂紋源，所以灰口鑄鐵強(qiáng)度低、韌性差，不能進(jìn)行壓力加工。為改善其性能，在澆注前在鐵水中加入一定量的硅鐵，硅鈣等孕育劑，使珠光體基體細(xì)化，石墨變細(xì)小而均勻分布，經(jīng)過這種孕育處理的鑄鐵。稱為孕育鑄鐵。灰口鑄鐵的牌號、性能組織及用途見下表，國家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)直徑30mm單鑄試棒的抗拉強(qiáng)度，將灰鑄鐵分為六個牌號。牌號中的“HT”是“灰鐵”的漢語拼音的第一個大寫字母，其后面的數(shù)字表示該牌號灰鑄鐵的最小抗拉強(qiáng)度。灰鑄鐵的牌號及力學(xué)性能指標(biāo)(GB5675-85)牌 號力學(xué)性能指標(biāo)N新牌號原牌號6b(N/mm2HT100HT10-26100HT150HT15-33150HT200HT20-40200HT250HT25-47250HT300HT30-54300HT350HT35-60350鑄鐵的化學(xué)成份對灰鑄鐵的組織有很大影響，各種牌號的灰鑄鐵的化學(xué)成份與鑄件壁厚有關(guān)，下表數(shù)據(jù)供參考。碳和硅是灰鑄鐵中最主要的化學(xué)成份，它們都是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素，對鑄鐵的組織和性能起著決定性影響。生產(chǎn)中經(jīng)常通過調(diào)整碳及硅的含量來控制灰鑄鐵的組織和性能。灰鑄鐵化學(xué)成份牌號鑄件壁厚(MM)化學(xué)成份(%)CSiMnPSHT100<103.6-3.82.3-2.60.4-0.60.400.1510—303.5-3.72.2-2.5>303.4-3.62.1-2.4HT150<203.5-3.72.2-2.40.4-0.60.400.1520—303.4-3.62.0-2.3>303.3-3.51.8-2.2HT200<203.3-3.51.9-2.30.6-0.80.300.1220-403.2-3.41.8-2.2>403.1-3.3-1.6-1.9HT250<203.2-3.41.7-2.00.7-0.90.250.1220-403.1-3.31.6-1.8>403.0-3.21.4-1.6HT300>153.0-3.21.4-1.70.7-0.90.200.10HT350>202.9-3.11.2-1.60.8-1.00.150.10―、我國鑄鐵的生產(chǎn)水平及差距鑄造工藝材料及輔料我國鑄造工藝材料如原砂、粘土、煤粉、粘結(jié)劑和涂料在品種、性能、質(zhì)量等方面與工業(yè)先進(jìn)國家之間的差距極大，以致我國的鑄件尺寸精度和表面粗糙度比國外差一到兩個等級，鑄件表面缺陷造成的廢品率比國外高幾倍。鑄造用工藝原料的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和商品化仍是一個有待解決的問題。鑄造工藝過程及鑄件質(zhì)量的檢測與控制我國在鑄造工藝過程和鑄件質(zhì)量的檢測與控制方面與工業(yè)先進(jìn)國家還存在比較大的差距，主要反映在以下方面：①鑄造工藝過程的檢測。②鑄造工藝過程的優(yōu)化和控制。③鑄件質(zhì)量的檢測。而上述檢測和控制手段的完善是提升我國鑄鐵鑄造生產(chǎn)水平的一個主要內(nèi)容。二、鑄鐵熔煉技術(shù)1.沖天爐技術(shù)沖天爐居鑄鐵熔煉設(shè)備之首，至今仍擔(dān)負(fù)著80%以上鑄鐵件的熔煉任務(wù)。70年代以后，符合我國特點(diǎn)的爐型和熔煉技術(shù)已逐漸完善和成熟，形成了獨(dú)具特色的多排小風(fēng)口和兩排大間距沖天爐系列。在操作技術(shù)上，從一度追求低焦耗到重視鐵液質(zhì)量，進(jìn)而講求提高技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、勞動衛(wèi)個和環(huán)境保護(hù)的綜合指標(biāo)，逐步開發(fā)應(yīng)用了從爐料處理、修爐、烘爐到配加料、鼓風(fēng)。爐況控制、鐵液檢驗(yàn)等全過程的操作技術(shù)。在較短的歷程中，我們在沖天爐理論研究、爐子結(jié)構(gòu)、修爐材料、送風(fēng)系統(tǒng)、熱能利用、強(qiáng)化底作燃燒、爐內(nèi)氣氛調(diào)整控制、鐵液爐前檢驗(yàn)、消煙除塵、非焦炭化鐵、配料及熔煉過程計(jì)算機(jī)優(yōu)化控制等諸多方自都取得了可喜的成績。沖火爐的發(fā)展是圍繞著提高性能和生產(chǎn)率，降低消耗，改善操作，減少污染進(jìn)行的。沖天爐性能主要體現(xiàn)在炭的燃燒、爐料的加熱和冶金過程三方面。隨著鑄鐵生產(chǎn)批量的擴(kuò)大和對鑄造生產(chǎn)率及鑄件質(zhì)量要求的提高，沖天爐容量也不斷增大。大容量的沖天爐熔煉狀況更穩(wěn)定，無論技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上比小爐子更具優(yōu)勢。因此，在單一品種大批量生產(chǎn)中，用一臺大容量爐子取代多臺小爐子是合理的、在國際上，沖天爐的最新發(fā)展主要為等離子體沖大爐、無焦沖天爐、新型回轉(zhuǎn)熔煉爐。薄壁鑄件生產(chǎn)技術(shù)涉及鑄鐵性能、充型過程。精密造型、機(jī)加工、模樣、工藝設(shè)計(jì)和市場等方面。許多研究和實(shí)踐表明，開發(fā)薄壁鑄鐵件的首要任務(wù)是開發(fā)高碳當(dāng)量。高強(qiáng)度灰鑄鐵及其強(qiáng)化工藝。鑄造出高強(qiáng)度、薄壁及復(fù)雜內(nèi)腔鑄件，必須從材質(zhì)、工藝和裝備等整體上采取綜合措施加以解決。國外在柴油機(jī)、發(fā)動機(jī)缸體缸蓋的鑄造和薄壁高強(qiáng)度灰鑄鐵的孕育處理方面達(dá)到較高水平。我國高強(qiáng)度灰鑄鐵研究的重點(diǎn)是：①提高鐵液溫度，改善鑄鐵冶金質(zhì)量，采用合成鑄鐵熔煉工藝。②加強(qiáng)孕育處理技術(shù)。尤其是強(qiáng)化孕育鑄件的研究和推廣。③研究和推廣低合金化孕育鑄鐵。④調(diào)整化學(xué)成分、控制鑄鐵的Si/C比，以獲得高強(qiáng)度低應(yīng)力鑄鐵。實(shí)踐證明，合使St/C比值在0.5?0.9,再加以適當(dāng)?shù)脑杏秃辖鸹色@得綜合力學(xué)性能良好的高強(qiáng)度灰鑄鐵。另外，調(diào)整Mn、Si含量，使錳含量比硅含量高0.2%?1.3%，可以得到高強(qiáng)度低應(yīng)力鑄鐵。目前，我國的工廠大多無爐前快速測定C、Si含量的儀器，因而不能及時掌握碳、硅的波動及變化情況，致使鑄件質(zhì)量難以穩(wěn)定，這是今后應(yīng)急需解決的一個問題。（2） 發(fā)展球墨鑄鐵新品種，采用新工藝加強(qiáng)薄壁大斷面鑄態(tài)球墨鑄鐵技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。要保證鑄件的強(qiáng)度和切削加工等性能不致因壁厚減小而降低，其基本途徑就是使球墨鑄鐵的力學(xué)性能得到改良。最重要的有兩個方面：一是白口化傾向的減低和抑制，二是石墨組織的改善。球化劑的合理選用和稀土（RE）元素的加入是實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度薄壁球墨鑄鐵鑄造的關(guān)鍵。該技術(shù)的核心是在鑄造（熔煉）工藝中要保證RE/Sk=2?2.5。球化劑要選用Fe-Si-Mg-RE-Ca系材料，其中稀土元素（Ce、La、Pr）的加入并使之與硫保持一定比例是球化技術(shù)的關(guān)鍵。試驗(yàn)證實(shí)，當(dāng)RE/SV2時，出現(xiàn)球化不良；RE/S>2.5、Mg/S>5時，易出現(xiàn)白口，同時嚴(yán)格控wp<0.04%、wBi=0.003%?0.007%。繼續(xù)開發(fā)和應(yīng)用奧-貝球墨鑄鐵，奧-貝球墨鑄鐵是近幾十年來鑄鐵冶金研究的重大成就之一，它是迄今為止具有最好綜合性能的一種球墨鑄鐵，尤其是高的彎曲疲勞性能和良好的耐磨性，因而獲得廣泛的注目和開發(fā)應(yīng)用。發(fā)展奧氏體球墨鑄鐵。這種球墨鑄鐵在石油、化工、海洋與船舶、儀器儀表以及核工程等許多領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景，因而成為近年來球墨鑄鐵領(lǐng)域中一個新的研究重點(diǎn)。采用新的球墨鑄鐵生產(chǎn)工藝。在熔煉方面，最好采用感應(yīng)電爐或沖天爐一一電爐雙聯(lián)熔煉，特別是沖天爐一一爐外脫硫一一電爐保溫的工藝流程能提供優(yōu)質(zhì)的高溫低硫原鐵液。在球化處理方面，現(xiàn)在國內(nèi)外已有的方法達(dá)8種以上，國外廣泛采用GF轉(zhuǎn)包法和包蓋法，我國也正在推廣使用。此外，近年來發(fā)展的鐵液過濾凈化技術(shù)也已得到廣泛應(yīng)用，成為提高球墨鑄鐵質(zhì)量的一種很好的措施。（3） 發(fā)展孕育技術(shù)孕育技術(shù)推動了高強(qiáng)度灰鑄鐵的發(fā)展，并使球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵的生產(chǎn)更趨完美。凡是經(jīng)過孕育處理的鑄鐵，都具有石墨細(xì)化、組織均勻和壁厚敏感性小的特點(diǎn)。過去；對孕育技術(shù)的發(fā)展往往寄希望于開發(fā)新的孕育劑，這無疑是必要的。但近年來，孕育方法的改進(jìn)，特別是遲后孕育，受到了人們的重視。因此，今后在發(fā)展孕育劑的同時，可能對孕育技術(shù)的研究將轉(zhuǎn)向發(fā)展新的孕育方法。我國高強(qiáng)度灰鑄鐵研究的重點(diǎn)是：①提高鐵液溫度，改善鑄鐵冶金質(zhì)量，采用合成鑄鐵熔煉工藝。②加強(qiáng)孕育處理技術(shù)。尤其是強(qiáng)化孕育鑄件的研究和推廣。③研究和推廣低合金化孕育鑄鐵。④調(diào)整化學(xué)成分、控制鑄鐵的Si