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    铸钢件的分类及制(zhì)造技术

    发(fā)布时间: 2025-01-07 来源:洛阳顺(shùn)祥机械有限(xiàn)公司 点击(jī):909

    铸钢件的分类及制造技术

    对于强度、塑性和韧性(xìng)要求更高的机器零件(jiàn),需要采用铸钢件,铸钢件的产量仅次于(yú)铸铁,约占铸件总产量(liàng)的15%。

      一、按照(zhào)化学成分铸钢可分为碳素(sù)铸钢(gāng)和合金铸钢两大类。其(qí)中以碳(tàn)素铸钢应(yīng)用最广(guǎng),占铸钢总产量的80%以上。 

      1、碳素(sù)铸钢 

      一般的(de),低碳钢ZG15的熔点较高、铸造性(xìng)能差,仅用于制造(zào)电机零件(jiàn)或渗碳零件;中碳钢ZG25~ZG45,具有高(gāo)于(yú)各类铸铁(tiě)的综(zōng)合(hé)性能(néng),即强度高、有优良的塑(sù)性和韧性,因此适于制造形(xíng)状(zhuàng)复杂、强度(dù)和韧性要(yào)求高的零件,如火车车轮、锻锤机架(jià)和砧座、轧(zhá)辊和高压阀门等(děng),是碳素铸钢中应用最多的一(yī)类;高碳钢ZG55的熔点低,其(qí)铸造性能(néng)较中碳钢的好,但其塑性和韧(rèn)性(xìng)较差(chà),仅用于制造少数的耐磨件。 

      2、合(hé)金铸钢 

      根据(jù)合金元素总量的多少,合(hé)金铸钢可分为两低合金钢和高合金钢大(dà)类。 

      (1)低合金(jīn)铸(zhù)钢(gāng),我国主要应用锰系(xì)、锰硅(guī)系及铬系(xì)等(děng)。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用来制造齿轮、水(shuǐ)压机工(gōng)作缸和水(shuǐ)轮机转子等零件,而ZG40Cr1常用来制造(zào)高强度(dù)齿轮(lún)和高强度(dù)轴等重要受力零件。 

      (2)高合金铸钢,具有耐磨、耐热(rè)或耐(nài)腐蚀等特殊性能。如(rú)高(gāo)锰钢ZGMn13,是一种抗磨钢,主要用于制造在干(gàn)磨擦工作条件下使用的零件,如挖掘机的抓斗(dòu)前壁和抓(zhuā)斗齿、拖拉机和坦克的履带等(děng);铬镍不(bú)锈钢ZG1Cr18Ni9和铬不锈(xiù)钢ZG1Cr13和ZGCr28等,对硝酸的耐腐(fǔ)蚀(shí)性(xìng)很高,主要用于制(zhì)造化工(gōng)、石油、化纤和食(shí)品等设备(bèi)上的零(líng)件。 

      二、铸钢的铸(zhù)造工(gōng)艺特(tè)点 

      铸钢的(de)机械(xiè)性能比铸铁高,但其(qí)铸造(zào)性(xìng)能(néng)却比铸铁差。因为(wéi)铸(zhù)钢(gāng)的熔点较高,钢(gāng)液易氧化、钢水的流(liú)动性差、收(shōu)缩大(dà),其(qí)体(tǐ)收(shōu)缩率(lǜ)为10%~14%,线收缩为1.8%~2.5%.为防止铸钢件(jiàn)产生浇(jiāo)不足、冷隔、缩孔和(hé)缩松、裂纹及粘砂等缺陷(xiàn),必(bì)须采取比铸铁(tiě)复杂的工艺措施: 

      1、由于(yú)钢液的流动性差,为(wéi)防止铸钢(gāng)件产生(shēng)冷隔和(hé)浇不(bú)足,铸钢(gāng)件的壁(bì)厚不能小(xiǎo)于(yú)8mm;浇(jiāo)注系统的结构(gòu)力求简单、且截(jié)面尺寸比铸铁的大(dà);采用干铸型或(huò)热铸型(xíng);适当(dāng)提高浇注温度,一般为1520~1600℃,因为浇注(zhù)温度高(gāo),钢水的过热度大、保持液态的时间长,流动(dòng)性可得到改善(shàn)。但是浇(jiāo)温(wēn)过高,会引起晶粒粗大、热裂、气孔和粘砂等(děng)缺陷。因此一般小型、薄壁及形状复杂(zá)的铸(zhù)件,其(qí)浇注温度(dù)约为(wéi)钢的熔(róng)点温度+150℃;大型(xíng)、厚壁铸件的浇(jiāo)注温度比其熔点高出100℃左右(yòu)。 

      2、由(yóu)于铸钢的收缩大大超(chāo)过铸铁,为防止铸件出现缩孔、缩松缺陷(xiàn),在铸造(zào)工(gōng)艺(yì)上大都采用冒口和、冷铁和补贴等措施,以实现顺序凝固。 

      此外(wài),为防(fáng)止铸钢件产生缩孔、缩松、气孔和(hé)裂纹缺陷,应使其壁厚均匀、避免尖角和(hé)直角结(jié)构、在铸型用型砂中加锯末、在型芯中加焦炭、以及采用(yòng)空心(xīn)型芯(xīn)和(hé)油砂芯等来改善砂(shā)型或型芯(xīn)的退让(ràng)性和透气性。 

      铸钢(gāng)的熔点高,相应的(de)其浇注温度也高。高温下钢水与铸(zhù)型材料相互作(zuò)用,极易产生粘砂(shā)缺陷。因此,应采用耐火度较高的人(rén)造石(shí)英砂(shā)做(zuò)铸型,并在铸型表面(miàn)刷由石英粉或锆砂粉制得的涂料。为(wéi)减(jiǎn)少气(qì)体来源、提高钢水流动性及铸型(xíng)强度,大多铸钢件用干型(xíng)或快干型来铸造,如采用CO2硬化的(de)水(shuǐ)玻璃砂型。 

      三、铸(zhù)钢件的(de)热处理 

      铸钢件均应在热处(chù)理后(hòu)使用。因为(wéi)铸(zhù)态下(xià)的铸钢件内部存在气孔(kǒng)、裂纹、缩孔和缩松(sōng)、晶粒粗大、组织不均(jun1)及残余(yú)内应力等铸造缺陷,使铸钢(gāng)件的强度、尤其是塑性和韧(rèn)性大(dà)大降(jiàng)低。 

      为细化(huà)晶粒、均匀组织及(jí)消除(chú)内应力,铸钢件必须进行正火或(huò)退火处理。正火处理后的钢,其机械性能较退火后(hòu)的高,成本也较(jiào)低,所以应用较多。但由于正火处理(lǐ)会引起较(jiào)退(tuì)火(huǒ)大(dà)的内应(yīng)力(lì),只(zhī)适用于含碳量小于0.35%的铸钢件(jiàn)。因为低碳铸钢件的塑性好,冷却时不(bú)易开裂(liè)。为减小内应力,铸钢(gāng)件在正火(huǒ)后,还(hái)应进行高温回火。对于(yú)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(háng)退火处理。铸钢件不宜(yí)淬火,否则极易开裂。 

      四、铸钢(gāng)的(de)熔炼(liàn) 

      铸(zhù)钢的熔炼一般采用平炉,电弧炉(lú)和感应(yīng)炉(lú)等。平炉的(de)特点(diǎn)是容(róng)量大、可利用废钢(gāng)作原料(liào)、能准确控(kòng)制钢的成分并(bìng)能熔(róng)炼(liàn)优质钢及(jí)低合金钢(gāng),多(duō)用于熔炼(liàn)质(zhì)量要求高的、大(dà)型(xíng)铸钢件用的钢(gāng)液(yè)。 

      三相电弧炉(lú)的(de)开(kāi)炉和停炉操作方便(biàn),能保证钢液的成分和质量、对炉料的(de)要求(qiú)不甚严格、容易升温,故能炼优质钢、高级合金钢(gāng)和特(tè)殊钢等,是生产成型铸钢件的常用设备。 

      此(cǐ)外,采用工(gōng)频或中频感应炉,能熔炼各种(zhǒng)高级合(hé)金(jīn)钢和碳含量(liàng)极低的钢。感应炉的熔炼速度快、合金(jīn)元素烧损小、能源消耗(hào)少、且钢液质量高,即杂(zá)质含量少、夹杂少(shǎo)。 


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