铸钢(gāng)件(jiàn)的(de)分类及制造技(jì)术(shù)
发布时间: 2025-01-07 来源:洛阳欧宝登陆入口和顺祥机械有(yǒu)限公司(sī) 点击(jī):939
对于强度、塑性和韧性要求更高的(de)机器零件,需要采用铸钢(gāng)件,铸钢件的产量仅(jǐn)次于铸铁,约占铸件(jiàn)总产量的15%。
一(yī)、按照化学成分铸(zhù)钢可(kě)分为(wéi)碳素铸钢和合(hé)金(jīn)铸钢两大类。其中以(yǐ)碳素铸钢应用最广,占铸钢总产量的(de)80%以上。
1、碳素(sù)铸钢
一般的,低碳(tàn)钢(gāng)ZG15的熔点较高、铸造性能差,仅用(yòng)于制造电机零(líng)件或渗碳(tàn)零件(jiàn);中碳钢ZG25~ZG45,具有高于各类铸铁的(de)综(zōng)合性能(néng),即强度高、有优良的塑性和(hé)韧性,因此适于制造形状复杂、强度和韧性要求高的零件,如火车(chē)车轮、锻锤机架和(hé)砧座、轧辊和(hé)高压阀门等,是碳素(sù)铸钢中应用最(zuì)多的一类;高碳(tàn)钢ZG55的(de)熔点低,其铸造(zào)性能较中(zhōng)碳钢的好,但其塑性和韧性(xìng)较差,仅用于制造少数的(de)耐磨件。
2、合金铸(zhù)钢(gāng)
根据(jù)合金元素总量的多少,合金(jīn)铸钢可分(fèn)为(wéi)两低(dī)合金钢和高合金钢大类。
(1)低合金铸钢,我(wǒ)国主(zhǔ)要应用锰系、锰硅系及铬系(xì)等。如(rú)ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等(děng)。用来制造齿轮、水压机工作缸和水轮机转子等(děng)零件(jiàn),而ZG40Cr1常用来制造高强(qiáng)度齿轮(lún)和高强度轴等重要受力零件。
(2)高合金(jīn)铸钢,具(jù)有(yǒu)耐磨(mó)、耐热或耐腐蚀等特殊性能。如高锰(měng)钢ZGMn13,是一种抗磨钢,主(zhǔ)要用于制造在(zài)干磨擦工作条(tiáo)件下(xià)使用的零件,如挖掘机的(de)抓斗前壁和抓(zhuā)斗齿、拖拉机和坦(tǎn)克的履带等;铬镍不锈(xiù)钢ZG1Cr18Ni9和(hé)铬不锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等,对(duì)硝(xiāo)酸的耐(nài)腐蚀性很(hěn)高,主要(yào)用于制造化(huà)工、石油、化纤和(hé)食品等设(shè)备(bèi)上的零件。
二(èr)、铸钢的(de)铸(zhù)造工艺(yì)特点
铸钢的机(jī)械性能比铸(zhù)铁高,但其铸造性能(néng)却比铸铁差(chà)。因为铸钢的熔点(diǎn)较高,钢液易(yì)氧化、钢水的(de)流动性(xìng)差、收缩大,其体收(shōu)缩率(lǜ)为10%~14%,线收缩为1.8%~2.5%.为防止(zhǐ)铸钢件产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、裂(liè)纹及(jí)粘(zhān)砂等(děng)缺陷,必须采取比铸铁复杂的工艺措(cuò)施:
1、由于钢液的流动性差,为(wéi)防止(zhǐ)铸钢件产生冷隔和(hé)浇(jiāo)不足,铸钢件的壁(bì)厚不能小(xiǎo)于8mm;浇注系统的结构力求简单(dān)、且截面尺寸(cùn)比(bǐ)铸铁的(de)大;采用干铸(zhù)型(xíng)或(huò)热(rè)铸型;适当提高(gāo)浇注温(wēn)度,一般为1520~1600℃,因为浇注温度高(gāo),钢水的(de)过热度大(dà)、保持液态的(de)时间(jiān)长,流动性可得到改善(shàn)。但是浇温(wēn)过高,会引(yǐn)起晶粒粗(cū)大、热裂、气孔和(hé)粘砂等缺陷。因此(cǐ)一般小型(xíng)、薄壁及形状复杂(zá)的铸件,其浇注(zhù)温度约为钢的(de)熔(róng)点温度+150℃;大(dà)型、厚壁铸件的浇注温度比其熔点高出100℃左右(yòu)。
2、由于铸钢(gāng)的收缩(suō)大大超过铸铁,为(wéi)防止铸件出现(xiàn)缩孔、缩松缺陷,在铸造工艺上大都采用冒口和、冷铁和(hé)补贴(tiē)等措施,以实(shí)现(xiàn)顺序凝固(gù)。
此外,为防止铸钢件产生缩孔、缩(suō)松、气孔(kǒng)和裂纹缺(quē)陷,应使其壁厚(hòu)均匀、避(bì)免尖(jiān)角和(hé)直(zhí)角结构、在铸型用(yòng)型(xíng)砂中(zhōng)加锯(jù)末(mò)、在型芯中(zhōng)加(jiā)焦(jiāo)炭、以及采(cǎi)用空(kōng)心型芯(xīn)和油砂芯等来改善砂型或型芯的退让性和透气性。
铸钢(gāng)的熔(róng)点高,相应的其浇注温度也高。高温下钢水与铸型材料(liào)相互作用,极易产生(shēng)粘砂缺陷。因此,应采用耐火(huǒ)度较高的人造石英砂做铸(zhù)型,并在铸型表面刷由石英粉或锆(gào)砂粉制得的涂料。为减少气(qì)体来源、提高钢水流动性及铸型强(qiáng)度,大多铸钢件用(yòng)干型或快干型来铸造,如采用CO2硬化的水玻璃砂型(xíng)。
三(sān)、铸钢件的热(rè)处理(lǐ)
铸钢件均应在(zài)热处(chù)理后使用。因(yīn)为(wéi)铸(zhù)态下的铸钢(gāng)件内部存在(zài)气孔、裂纹、缩孔和缩松、晶粒粗大、组(zǔ)织不均及残余内应(yīng)力等铸造缺陷,使铸钢件的(de)强度(dù)、尤(yóu)其是塑性和韧性大大降低。
为细化(huà)晶粒、均(jun1)匀组织及消除(chú)内应力,铸(zhù)钢件必须进(jìn)行(háng)正火或退火处理。正火(huǒ)处理后的钢(gāng),其机械性能较退火后的(de)高,成本也较低(dī),所以应用较(jiào)多。但由于正火处理会(huì)引起较退(tuì)火大的内应力,只适用于含碳(tàn)量小于0.35%的铸(zhù)钢件。因为(wéi)低碳(tàn)铸钢件的塑性好,冷却(què)时不(bú)易开裂。为减(jiǎn)小内应力(lì),铸钢件在正火后(hòu),还应进行高温(wēn)回火。对于含碳量≥0.35%的、结构复杂及易产生(shēng)裂纹的铸钢件,只能进行退(tuì)火处理。铸(zhù)钢件不宜(yí)淬火,否则极易开裂。
四、铸钢的熔炼
铸钢的熔炼一(yī)般采(cǎi)用平炉,电弧炉(lú)和感应(yīng)炉等。平炉的特(tè)点(diǎn)是容(róng)量大、可(kě)利用废钢作原料、能准确控制钢的成分并能熔炼优质钢及(jí)低合金钢,多用于(yú)熔炼(liàn)质(zhì)量(liàng)要求高的、大型铸钢件用的钢液。
三相电弧炉(lú)的开(kāi)炉和停炉操作(zuò)方便,能保证钢液的成分和质(zhì)量、对炉料的(de)要求不甚严(yán)格、容易升温,故能炼优质钢(gāng)、高级合金钢和特(tè)殊钢等,是生产成型铸(zhù)钢件的常用设备(bèi)。
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。感应炉的熔炼速度快(kuài)、合金(jīn)元(yuán)素烧损小(xiǎo)、能源(yuán)消耗(hào)少、且钢液质量(liàng)高,即杂(zá)质(zhì)含量少(shǎo)、夹杂少(shǎo)。
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