铸钢(gāng)件的分类(lèi)及制造技术
发布(bù)时间: 2025-01-07 来源:洛阳顺(shùn)祥机械有限公司 点击:931
对于强(qiáng)度、塑性和韧性要(yào)求更(gèng)高(gāo)的机器(qì)零件,需要采用铸钢件,铸钢件的产量仅次于(yú)铸铁(tiě),约占(zhàn)铸件总产量的15%。
一、按照化学(xué)成分铸钢可分为碳素铸钢和合金(jīn)铸(zhù)钢两大类。其中(zhōng)以碳素(sù)铸钢(gāng)应用最(zuì)广,占铸钢总(zǒng)产量的80%以上。
1、碳素(sù)铸钢
一般(bān)的,低碳钢ZG15的熔点较高、铸造性能差,仅用于(yú)制造电(diàn)机零件或渗碳(tàn)零件;中碳钢ZG25~ZG45,具有高于各类(lèi)铸铁的综(zōng)合性能(néng),即强度(dù)高、有优(yōu)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,如火车车轮、锻锤(chuí)机(jī)架和(hé)砧座、轧辊和高压阀门等,是碳素铸钢中(zhōng)应(yīng)用最多的一类;高碳钢ZG55的熔点低,其铸造(zào)性能较中碳(tàn)钢的好,但其(qí)塑性和韧(rèn)性较差,仅用于制造少(shǎo)数的耐磨件。
2、合金(jīn)铸钢
根据合金(jīn)元素总量的多少,合金铸(zhù)钢可(kě)分为两低合金(jīn)钢和高合金钢大(dà)类。
(1)低合金铸钢,我国主要应用锰系、锰(měng)硅系及(jí)铬系(xì)等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用来制造齿轮、水压机工作(zuò)缸和水轮(lún)机转子等零件,而ZG40Cr1常用(yòng)来制造高强度齿(chǐ)轮和高强度(dù)轴(zhóu)等(děng)重要(yào)受力零件。
(2)高合金铸(zhù)钢,具有耐磨、耐热或耐腐蚀等(děng)特殊性能。如高锰钢ZGMn13,是一种抗磨钢,主要用于制造在干磨擦工作条(tiáo)件下使(shǐ)用的零件(jiàn),如挖掘机的抓斗前(qián)壁和抓斗齿、拖拉(lā)机和(hé)坦克的履带等;铬镍(niè)不锈钢ZG1Cr18Ni9和铬(gè)不锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等,对硝酸的耐腐(fǔ)蚀性很(hěn)高(gāo),主要用(yòng)于制造化工(gōng)、石油、化纤和食品等设备上(shàng)的零件。
二、铸钢的铸(zhù)造工艺特点
铸(zhù)钢的机械性(xìng)能比铸铁高,但(dàn)其铸造性(xìng)能却比铸铁差。因为铸钢(gāng)的熔点(diǎn)较高,钢液易氧化、钢(gāng)水的流动性差、收缩(suō)大,其体(tǐ)收缩率(lǜ)为10%~14%,线收(shōu)缩(suō)为(wéi)1.8%~2.5%.为防止铸钢件(jiàn)产生浇(jiāo)不足(zú)、冷隔、缩(suō)孔和缩松(sōng)、裂纹及(jí)粘(zhān)砂(shā)等缺陷,必须采取(qǔ)比铸铁复(fù)杂的工艺措施:
1、由于钢(gāng)液(yè)的流动性差,为防止铸钢(gāng)件产生冷(lěng)隔和(hé)浇不足,铸钢(gāng)件的壁厚不能小于8mm;浇注系(xì)统的(de)结构力求简单、且截面(miàn)尺寸比铸铁的大(dà);采用(yòng)干(gàn)铸型或热铸型;适当提高浇注(zhù)温度,一般(bān)为1520~1600℃,因为(wéi)浇注温度(dù)高,钢水的过热度大、保持液态的时间长(zhǎng),流动性可得(dé)到改善(shàn)。但是浇温过高,会(huì)引起晶粒粗大(dà)、热裂、气(qì)孔和粘(zhān)砂等缺陷。因此(cǐ)一般小型、薄壁(bì)及形状(zhuàng)复杂(zá)的铸件(jiàn),其浇注温度约为钢的熔(róng)点温度+150℃;大型、厚壁铸件的浇注温度比其(qí)熔点高出100℃左右。
2、由于铸钢的(de)收缩大(dà)大超(chāo)过铸铁,为防止铸(zhù)件出现缩孔、缩(suō)松缺陷(xiàn),在铸造工艺上大都采用冒口(kǒu)和、冷铁和补贴等措施,以实现顺序凝固。
此外(wài),为防止铸钢件产生缩孔、缩松、气孔和裂纹缺(quē)陷,应使(shǐ)其壁厚均匀、避免尖(jiān)角和直角(jiǎo)结(jié)构、在铸型用型砂(shā)中(zhōng)加锯(jù)末、在型芯中加(jiā)焦炭、以及采用空心型芯和(hé)油砂芯等来(lái)改善砂(shā)型或型芯的退让性(xìng)和透(tòu)气性。
铸钢(gāng)的熔点高,相应的其浇注温度也高。高温下钢(gāng)水与铸型材料相互作(zuò)用,极易(yì)产(chǎn)生粘砂缺(quē)陷。因(yīn)此,应采用耐火(huǒ)度较(jiào)高(gāo)的人(rén)造石英砂做铸型,并在铸(zhù)型表面刷由石(shí)英粉或锆砂粉制(zhì)得的涂料。为减少(shǎo)气体来源、提高钢水流动(dòng)性及铸型强度(dù),大多(duō)铸钢(gāng)件用干型(xíng)或快干型来铸造,如采用CO2硬化的水玻璃砂型。
三、铸钢件的热处理(lǐ)
铸钢件均应在热处理(lǐ)后使用。因(yīn)为(wéi)铸态下的铸钢(gāng)件内部存在(zài)气孔、裂纹(wén)、缩(suō)孔和缩(suō)松、晶粒粗大、组织不(bú)均及残余内(nèi)应(yīng)力等铸(zhù)造缺陷(xiàn),使铸钢件的强度、尤其是(shì)塑性和(hé)韧性大大降低(dī)。
为细化晶粒、均(jun1)匀组(zǔ)织及(jí)消除内(nèi)应力,铸钢件必须(xū)进行正火或(huò)退火处理。正火处理后(hòu)的钢,其机械(xiè)性能较退火后的高(gāo),成(chéng)本也(yě)较低(dī),所以应用较多。但由于正(zhèng)火(huǒ)处理(lǐ)会引(yǐn)起(qǐ)较退火大的(de)内应力,只适用于含碳量小于0.35%的铸(zhù)钢件。因为(wéi)低碳铸(zhù)钢件(jiàn)的塑性好,冷却时不(bú)易开裂。为减小内应力,铸钢(gāng)件(jiàn)在正火后,还应进行高温回火。对于(yú)含碳量≥0.35%的、结构(gòu)复杂及易产生(shēng)裂(liè)纹(wén)的(de)铸钢件,只能进行退火处理。铸钢(gāng)件不宜淬火(huǒ),否则极易开裂。
四、铸钢的(de)熔炼(liàn)
铸钢(gāng)的熔炼一般采(cǎi)用(yòng)平炉,电弧炉和感应炉等。平炉的特(tè)点是容量(liàng)大、可利用废钢作原料、能准确(què)控制(zhì)钢(gāng)的成分并能熔炼优质钢及(jí)低合金(jīn)钢(gāng),多用于熔炼(liàn)质量要求高的(de)、大型铸钢件用的钢液。
三相电弧炉的开炉和停炉操作方便,能(néng)保证(zhèng)钢液(yè)的成(chéng)分(fèn)和质量、对炉料的要求不甚严格、容易升温(wēn),故能炼(liàn)优质钢、高级合金钢和特殊钢等,是生产成型铸钢件的(de)常用设(shè)备(bèi)。
此外,采用工频或中频(pín)感应(yīng)炉,能熔炼各种(zhǒng)高级合金钢(gāng)和碳含量极(jí)低的钢。感应炉的熔炼速度快、合金元素烧损(sǔn)小、能源消耗少、且钢液质量高,即杂质含量少(shǎo)、夹杂少。
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