铸钢件的分(fèn)类及制造(zào)技术
发布(bù)时(shí)间: 2025-01-07 来(lái)源:洛阳易游网页版和顺祥(xiáng)机械有限公司 点(diǎn)击:940
对于强度(dù)、塑(sù)性和韧(rèn)性要求(qiú)更(gèng)高的机器零件,需要采用铸钢件,铸(zhù)钢件的产(chǎn)量(liàng)仅次于铸铁,约占铸件总产量的15%。
一、按(àn)照化学(xué)成分铸(zhù)钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。其中以(yǐ)碳素铸钢(gāng)应用(yòng)最广(guǎng),占铸钢总产量的80%以上。
1、碳(tàn)素铸钢(gāng)
一般的,低碳钢ZG15的熔点较(jiào)高、铸造性能差,仅用于制造电机零件或(huò)渗碳零件;中碳钢ZG25~ZG45,具(jù)有高于各类铸铁的综(zōng)合性能,即强度高、有优良的塑(sù)性和韧性,因此适于制造形状复杂、强度和韧性要求(qiú)高的零件,如火(huǒ)车(chē)车轮、锻锤机架和(hé)砧座、轧辊和高压阀门等,是碳素铸钢中应(yīng)用(yòng)最多的一类;高碳钢ZG55的(de)熔点(diǎn)低,其铸造性(xìng)能较中碳钢的好,但(dàn)其(qí)塑(sù)性和韧性较差,仅用于制造少数的(de)耐(nài)磨(mó)件。
2、合金铸钢
根据(jù)合金元素总量的多少,合金铸钢(gāng)可分为两低(dī)合金(jīn)钢和高合金(jīn)钢大类。
(1)低合(hé)金铸钢,我国主要应用锰系、锰硅系(xì)及铬系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等(děng)。用来制造齿轮、水压(yā)机(jī)工(gōng)作缸和水轮机转子(zǐ)等零件,而ZG40Cr1常用来(lái)制造高强度齿(chǐ)轮和高强度(dù)轴等(děng)重(chóng)要受(shòu)力零件。
(2)高合金铸钢,具有耐磨、耐(nài)热或耐腐(fǔ)蚀等(děng)特殊性能(néng)。如高锰钢ZGMn13,是一种抗磨钢,主要用于制造在干磨擦工作条件下(xià)使用的零件(jiàn),如挖掘机(jī)的抓斗前壁和抓(zhuā)斗(dòu)齿、拖(tuō)拉机(jī)和坦克的履带等;铬镍不锈钢(gāng)ZG1Cr18Ni9和铬(gè)不锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等,对(duì)硝(xiāo)酸的耐腐(fǔ)蚀性很高,主(zhǔ)要用于制造化工、石(shí)油(yóu)、化(huà)纤和(hé)食品等(děng)设备上(shàng)的零件。
二、铸(zhù)钢的(de)铸(zhù)造工艺特(tè)点
铸钢的机械(xiè)性能比铸铁高,但(dàn)其铸造性能却比铸铁(tiě)差。因为铸钢的熔点较(jiào)高(gāo),钢液易氧(yǎng)化、钢水的流动性差、收缩大,其体收缩率为10%~14%,线(xiàn)收缩为1.8%~2.5%.为防(fáng)止铸钢件(jiàn)产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、裂(liè)纹及粘砂等(děng)缺陷,必须(xū)采取(qǔ)比铸铁复杂的(de)工艺(yì)措施:
1、由于(yú)钢(gāng)液(yè)的流动性(xìng)差,为防止铸钢件(jiàn)产(chǎn)生冷隔和(hé)浇(jiāo)不足,铸钢件的壁厚不能小于8mm;浇注(zhù)系(xì)统(tǒng)的结构力求简单、且截面尺寸(cùn)比铸铁的大(dà);采用(yòng)干铸型或(huò)热铸型;适当(dāng)提高浇注温度,一般为1520~1600℃,因为浇注(zhù)温度(dù)高,钢水的(de)过热度大、保持(chí)液态的时(shí)间长,流动性(xìng)可得到改(gǎi)善。但是浇(jiāo)温(wēn)过高,会引起晶粒粗大(dà)、热裂、气孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁(bì)及形状复杂(zá)的铸件,其浇注温度约为(wéi)钢的(de)熔点温度+150℃;大型、厚壁(bì)铸件的浇(jiāo)注温度比其熔点高出100℃左右。
2、由于铸钢的收缩(suō)大(dà)大超过铸铁,为(wéi)防止(zhǐ)铸(zhù)件出现缩(suō)孔、缩松(sōng)缺陷,在铸造工艺(yì)上大都采用冒口和、冷铁和补贴等措施,以实(shí)现顺序凝(níng)固(gù)。
此外(wài),为防止铸钢件产生(shēng)缩孔、缩松、气(qì)孔和裂纹缺陷,应使其壁厚均匀、避免尖角和直角(jiǎo)结构、在铸型用型砂中加锯末、在(zài)型(xíng)芯中加(jiā)焦(jiāo)炭、以及采用空心型芯和油砂芯等来改善砂(shā)型(xíng)或(huò)型芯的退(tuì)让性和透气(qì)性。
铸钢的(de)熔点高,相应的其浇注温度也高。高温下钢水(shuǐ)与(yǔ)铸型材(cái)料相互作用,极易(yì)产(chǎn)生粘砂缺陷。因(yīn)此,应采用耐火度较(jiào)高的人造石英砂做铸型,并在铸型表面刷由石英粉(fěn)或锆砂粉制得的涂料。为减少气体来源、提高钢(gāng)水(shuǐ)流动性及铸(zhù)型强度,大多铸钢件用干型或(huò)快干型(xíng)来铸造,如采用CO2硬化的水玻璃(lí)砂型。
三、铸钢件的(de)热处(chù)理
铸钢(gāng)件均(jun1)应在热(rè)处理后使用。因为铸态下的铸钢件内部存(cún)在气孔、裂纹(wén)、缩孔和缩松、晶粒(lì)粗大(dà)、组织(zhī)不均(jun1)及残余(yú)内(nèi)应力等铸(zhù)造(zào)缺陷,使铸钢(gāng)件的强度(dù)、尤其(qí)是(shì)塑性(xìng)和(hé)韧性大大降低。
为细化晶粒、均(jun1)匀组织及消除内应力,铸(zhù)钢(gāng)件(jiàn)必须(xū)进行正火或退火处理。正火(huǒ)处理(lǐ)后的钢,其机械性能较退火后的(de)高(gāo),成本也较(jiào)低,所以应用较多。但由于正(zhèng)火处理会引起较退火大的内应力,只适用于含碳量小于0.35%的(de)铸钢件。因(yīn)为低碳铸钢(gāng)件的塑性(xìng)好,冷却时不易开裂。为减小内应力,铸钢件在(zài)正(zhèng)火后,还应进行高温(wēn)回火。对(duì)于(yú)含碳量≥0.35%的(de)、结构复杂及易产生(shēng)裂纹的铸(zhù)钢件,只能进行(háng)退火(huǒ)处(chù)理。铸(zhù)钢件不宜淬(cuì)火,否则极易开裂。
四、铸钢的熔炼
铸钢的熔炼(liàn)一般采用平炉,电弧(hú)炉和感应炉等(děng)。平炉的(de)特点是(shì)容量大、可利(lì)用(yòng)废钢(gāng)作原料、能准(zhǔn)确(què)控制钢的成(chéng)分并能熔炼优质钢及低合金钢,多用于熔炼质量要求高的、大型铸钢(gāng)件用的钢液。
三相电弧(hú)炉的开炉和停炉(lú)操作方便,能保证钢液的(de)成分和质量、对炉料的要求不甚严(yán)格、容易(yì)升温(wēn),故能炼(liàn)优(yōu)质钢、高级合金钢和特殊钢(gāng)等,是生产成型铸钢件(jiàn)的常用设备(bèi)。
此外,采用工频或中(zhōng)频感应炉(lú),能(néng)熔炼各种高(gāo)级合金钢和碳含量极低的钢。感(gǎn)应炉的熔炼(liàn)速度快、合金元素烧损小、能源消耗少、且(qiě)钢液质量高,即杂(zá)质含量少、夹杂少。
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