铸钢件的分类及(jí)制造技术
发(fā)布(bù)时间: 2025-01-07 来源:洛阳(yáng)欧宝官方web站和顺祥机(jī)械有限公司 点击:920
对于强(qiáng)度、塑(sù)性和(hé)韧性要求更高的机器(qì)零件,需要采用(yòng)铸钢件,铸钢件的产量仅次于铸(zhù)铁,约占铸件总产量的15%。
一、按(àn)照化学成分铸(zhù)钢可分(fèn)为碳素铸钢和合金铸(zhù)钢两大类。其中以碳素铸钢应用最(zuì)广,占铸钢总产(chǎn)量(liàng)的80%以上。
1、碳素(sù)铸钢
一般的,低碳钢ZG15的熔点较高、铸造性能差,仅(jǐn)用于(yú)制造电机零件或渗碳零件;中碳(tàn)钢ZG25~ZG45,具(jù)有高于各类铸铁的(de)综合性能,即强度高、有优良(liáng)的塑性和韧性,因此适于制(zhì)造形状复杂、强度和韧性要(yào)求高(gāo)的(de)零件,如火车车轮、锻锤机架和砧座、轧辊(gǔn)和高压(yā)阀门等,是(shì)碳素铸钢中应用最(zuì)多(duō)的一类;高碳钢ZG55的熔点(diǎn)低,其铸造性能较中碳钢的好,但(dàn)其塑性和韧性较(jiào)差(chà),仅用于制造(zào)少数的(de)耐磨(mó)件。
2、合金铸钢
根(gēn)据(jù)合金元(yuán)素(sù)总量(liàng)的多少,合金铸钢可分为两低合金钢和高(gāo)合(hé)金钢大类。
(1)低合金铸(zhù)钢,我国主要应用(yòng)锰系、锰硅系及铬系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等(děng)。用(yòng)来(lái)制造齿轮(lún)、水压机工作缸和水轮(lún)机(jī)转(zhuǎn)子等(děng)零件,而ZG40Cr1常用来制(zhì)造高强度(dù)齿轮和高强度轴等重要受力零件。
(2)高合(hé)金铸钢(gāng),具(jù)有耐(nài)磨、耐热或耐腐蚀等特殊性能(néng)。如高(gāo)锰钢ZGMn13,是一种抗磨(mó)钢,主要用于制造在干磨擦工(gōng)作条(tiáo)件(jiàn)下使用(yòng)的零件,如挖掘(jué)机的抓(zhuā)斗前壁和抓斗齿(chǐ)、拖拉机(jī)和坦克的履(lǚ)带等(děng);铬镍不锈钢ZG1Cr18Ni9和(hé)铬不(bú)锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等,对硝(xiāo)酸的耐腐蚀性很高,主要用(yòng)于制造化工、石油、化(huà)纤和(hé)食品等设备上的零(líng)件。
二、铸钢的(de)铸造工艺特点
铸钢的机械性能比(bǐ)铸铁高,但其铸造性能却比铸铁(tiě)差。因为铸(zhù)钢的熔点较高,钢液易氧化、钢水的流动性(xìng)差、收缩(suō)大,其体收缩率为(wéi)10%~14%,线收缩为1.8%~2.5%.为防(fáng)止铸钢件产生浇不足、冷隔、缩孔和(hé)缩松、裂纹及粘砂等缺陷,必须采取(qǔ)比(bǐ)铸铁复杂的(de)工艺措施:
1、由于钢液(yè)的流动性差,为防止铸(zhù)钢件产(chǎn)生(shēng)冷(lěng)隔和浇不足,铸(zhù)钢件的(de)壁厚不能小于8mm;浇注系统(tǒng)的(de)结构力求(qiú)简单(dān)、且截(jié)面尺寸(cùn)比铸铁的大;采用干铸型(xíng)或热铸型;适当提高浇注(zhù)温度,一(yī)般为1520~1600℃,因(yīn)为浇注温度高,钢(gāng)水(shuǐ)的过(guò)热(rè)度大、保(bǎo)持液态的时间长,流动(dòng)性可得到改(gǎi)善。但是浇温过高,会引起晶粒粗大(dà)、热裂、气孔和粘砂等缺陷(xiàn)。因此一般小型、薄壁及形(xíng)状复(fù)杂的铸件,其(qí)浇(jiāo)注(zhù)温度(dù)约为钢的熔点(diǎn)温(wēn)度+150℃;大型、厚壁铸件的浇注温度比其熔点高出(chū)100℃左(zuǒ)右。
2、由于铸钢(gāng)的收缩大大(dà)超过铸铁,为防止铸件(jiàn)出现缩孔、缩松(sōng)缺陷,在铸造工艺上(shàng)大都采用冒口和、冷铁(tiě)和补贴等措施,以实(shí)现顺序凝固。
此外,为防止铸钢件产生缩孔、缩松、气孔和裂纹(wén)缺陷,应使其壁厚均匀、避免尖(jiān)角和直角结构、在(zài)铸型用型砂中加锯末、在型芯中加焦炭、以及采用空心型芯和油砂芯等来改善砂(shā)型或型芯的退让性和透气性。
铸钢(gāng)的熔点高,相应的其(qí)浇注温度(dù)也高。高(gāo)温下钢(gāng)水与铸型材料(liào)相互作用,极易产(chǎn)生粘砂缺陷(xiàn)。因此,应采用耐火度较高的人造石英(yīng)砂做铸型(xíng),并在铸型表面(miàn)刷由石英粉或锆砂(shā)粉制得的涂料(liào)。为减(jiǎn)少气体来源、提(tí)高钢水流动性(xìng)及(jí)铸型(xíng)强度(dù),大多铸钢(gāng)件用干(gàn)型或快(kuài)干型来铸造,如采用CO2硬化的水玻璃(lí)砂型。
三、铸钢(gāng)件的热处(chù)理
铸钢件均(jun1)应在(zài)热处理后(hòu)使用。因为铸(zhù)态下的铸钢件内部存(cún)在气孔、裂纹、缩孔和(hé)缩松(sōng)、晶(jīng)粒粗(cū)大(dà)、组织不均及残余内应力等铸造缺陷,使铸钢件的强度、尤其是塑性和韧性大大降(jiàng)低。
为细化晶粒、均匀组织及消除内应力(lì),铸钢(gāng)件必须(xū)进(jìn)行(háng)正火或退(tuì)火处理(lǐ)。正火处理(lǐ)后(hòu)的钢,其机(jī)械性能较退火后的高,成本也较低(dī),所以应用较多(duō)。但由于正火处理会引起较(jiào)退火大的内(nèi)应(yīng)力,只(zhī)适(shì)用于含碳量(liàng)小(xiǎo)于0.35%的铸钢件。因(yīn)为(wéi)低碳铸钢件的塑性好,冷却时不易开裂。为减小内(nèi)应力,铸钢件在正火(huǒ)后(hòu),还应进(jìn)行高温回(huí)火。对(duì)于含碳(tàn)量≥0.35%的、结构复(fù)杂及易产生裂(liè)纹的铸(zhù)钢件,只能(néng)进行退火处理。铸(zhù)钢件不宜(yí)淬(cuì)火,否则极易开裂。
四、铸钢的熔(róng)炼
铸钢的熔炼一般采用平炉,电弧炉和感应炉(lú)等。平炉的特(tè)点(diǎn)是容(róng)量(liàng)大(dà)、可利用废(fèi)钢作原(yuán)料、能准确控制钢的成分并能熔炼优质钢及低合金钢,多用于熔炼质(zhì)量要求(qiú)高的、大型铸钢件用的钢液。
三相电弧炉的开炉和停炉操(cāo)作(zuò)方便,能保证钢液的成分和(hé)质量、对炉料的要求不甚严格、容易升温,故能炼优质钢、高级合金钢和(hé)特殊(shū)钢(gāng)等,是生产成型铸(zhù)钢件的常用设备。
此外,采用(yòng)工(gōng)频或中频(pín)感应炉(lú),能(néng)熔(róng)炼各种高级合金钢和(hé)碳含量极低的钢。感应炉的熔炼速度快、合金元素(sù)烧损小(xiǎo)、能(néng)源消耗少、且钢(gāng)液质(zhì)量高,即杂质含量少、夹杂少。
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