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铸钢件的分类(lèi)及制造技术

发布时间: 2025-01-07 来源:洛阳开云和顺祥(xiáng)机械(xiè)有限公司 点击:918

铸钢件(jiàn)的分类及(jí)制造技术

对于强度、塑性和韧性要求(qiú)更高(gāo)的机器零件,需要采用铸钢件,铸(zhù)钢(gāng)件的产量仅次于铸铁(tiě),约占铸件总(zǒng)产(chǎn)量的15%。

  一、按(àn)照(zhào)化学成分铸钢可(kě)分为碳素铸(zhù)钢和合金铸钢两大类(lèi)。其中以(yǐ)碳素铸钢(gāng)应用最广,占(zhàn)铸钢总产(chǎn)量的80%以上。 

  1、碳素铸(zhù)钢 

  一(yī)般的,低碳钢ZG15的熔点较高、铸造性能差,仅用于(yú)制造电机零件或渗碳零件;中(zhōng)碳钢ZG25~ZG45,具有(yǒu)高于(yú)各类铸铁(tiě)的综合性能,即(jí)强(qiáng)度高、有(yǒu)优(yōu)良(liáng)的塑性和韧性,因此适于制造形状复(fù)杂、强度和韧(rèn)性要求高的零(líng)件,如火车车轮、锻锤机架和砧(zhēn)座、轧辊和高压阀门等,是碳素(sù)铸钢中应用最多的(de)一类;高碳钢ZG55的熔点低,其铸造(zào)性能较(jiào)中碳钢的好(hǎo),但其(qí)塑性和韧(rèn)性较差,仅用于制造少数的耐(nài)磨件(jiàn)。 

  2、合金铸(zhù)钢 

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

  (1)低合金铸钢,我国主要应用锰(měng)系、锰硅系及铬系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等(děng)。用来制(zhì)造齿轮、水(shuǐ)压机工作(zuò)缸和水轮机转子等零件(jiàn),而ZG40Cr1常用来制造(zào)高(gāo)强度齿轮和高强度(dù)轴等重要受力零件(jiàn)。 

  (2)高(gāo)合金铸钢,具有耐磨、耐热或耐腐蚀等(děng)特殊性(xìng)能(néng)。如高锰(měng)钢ZGMn13,是一种抗磨钢,主(zhǔ)要用于制造在干磨擦工作条件下使用(yòng)的零件,如挖掘(jué)机的抓(zhuā)斗前壁和(hé)抓斗齿、拖拉机(jī)和坦克的(de)履(lǚ)带(dài)等;铬镍不锈钢ZG1Cr18Ni9和铬不锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等,对硝(xiāo)酸的耐腐蚀(shí)性很高,主要用于制造化工、石油、化纤和食品等设备上的(de)零件。 

  二(èr)、铸钢的铸造工艺特点 

  铸(zhù)钢的(de)机械性能比(bǐ)铸铁高,但其铸造性能却比铸铁差。因为铸(zhù)钢的熔点较(jiào)高,钢(gāng)液易氧化(huà)、钢水的流动(dòng)性差、收缩大,其体(tǐ)收缩(suō)率为10%~14%,线收(shōu)缩为(wéi)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(zhān)砂等(děng)缺陷,必须(xū)采取比铸铁(tiě)复杂的(de)工艺措(cuò)施: 

  1、由于钢液的流(liú)动性差,为防止铸钢(gāng)件产生冷隔和浇不足,铸钢件的壁厚不能小于(yú)8mm;浇注(zhù)系统的结构力(lì)求简单(dān)、且(qiě)截面尺(chǐ)寸比铸铁的(de)大;采(cǎi)用(yòng)干铸型或热(rè)铸(zhù)型;适当提高浇注温度,一般为1520~1600℃,因为浇注温度高,钢水的过热度大、保持液态的时间长,流动(dòng)性可得到改善。但是(shì)浇温(wēn)过(guò)高,会引起(qǐ)晶(jīng)粒粗大、热裂、气孔和粘(zhān)砂等(děng)缺陷。因此一般(bān)小型、薄壁及形状复杂(zá)的铸件,其浇(jiāo)注温度约为钢(gāng)的熔点温度(dù)+150℃;大型(xíng)、厚(hòu)壁铸件的(de)浇注温度比其熔点(diǎn)高出100℃左右。 

  2、由于铸钢的收缩(suō)大大(dà)超过(guò)铸铁,为防止铸件(jiàn)出(chū)现缩孔、缩(suō)松缺陷,在铸造工艺上大都采用冒口和、冷铁和补贴等措施,以实(shí)现(xiàn)顺(shùn)序凝固(gù)。 

  此外,为防止铸钢件产生(shēng)缩孔、缩松(sōng)、气孔和裂纹缺陷,应使其壁厚(hòu)均匀、避(bì)免尖角和直角结构、在铸型用型砂中加锯末、在型芯中加焦炭、以及采用(yòng)空心型芯和油砂芯(xīn)等来改善砂型(xíng)或(huò)型芯的退让性和透气(qì)性。 

  铸钢的熔(róng)点高(gāo),相应的其(qí)浇注温度也高(gāo)。高温下钢水与铸型材料相互作用,极易产生(shēng)粘砂缺陷。因此(cǐ),应采(cǎi)用耐(nài)火度较高的人造石英砂(shā)做铸型,并在铸(zhù)型表面刷由石英粉或锆砂粉(fěn)制得的涂料。为减少气体(tǐ)来源、提高钢(gāng)水(shuǐ)流动性及铸型强度(dù),大多铸钢件用干型或快干型来铸(zhù)造,如采用CO2硬化的水玻璃砂型。 

  三、铸钢件的热处理 

  铸(zhù)钢件均应在热处理后使用。因为铸态下的铸钢件内部存在气孔、裂纹、缩孔和缩松、晶粒粗大(dà)、组织不均及残余内应力等(děng)铸造缺陷(xiàn),使铸钢件的(de)强(qiáng)度、尤(yóu)其是塑性和韧性(xìng)大大降(jiàng)低。 

  为细化晶(jīng)粒、均匀(yún)组织及消除内应力,铸(zhù)钢件必须进行正火或退火处理。正火处理后的钢,其机(jī)械性(xìng)能较退(tuì)火(huǒ)后的(de)高,成本也较低,所以应用较多。但由于正火处理会引(yǐn)起较(jiào)退火大的内应力,只适用于含(hán)碳量小于0.35%的铸(zhù)钢件。因为(wéi)低碳铸钢(gāng)件的塑性好,冷却时不易开裂。为减小内(nèi)应力,铸钢件在正火后,还应进行高温回火(huǒ)。对于含(hán)碳量≥0.35%的、结构复杂及(jí)易产生裂纹的铸钢(gāng)件,只能(néng)进行退火处理。铸钢件不宜淬火,否(fǒu)则极易开(kāi)裂。 

  四、铸(zhù)钢的熔(róng)炼 

  铸钢的熔炼一般采用平炉(lú),电(diàn)弧(hú)炉和感应炉等。平炉的特点是容量大(dà)、可利用废钢作原(yuán)料、能准(zhǔn)确控制钢的成分并能熔炼优质钢及低合金钢,多用于熔炼(liàn)质量要(yào)求高的、大型铸钢件用的钢(gāng)液。 

  三(sān)相电弧炉的开炉和停炉操(cāo)作(zuò)方便,能保证钢液(yè)的成分和质量(liàng)、对(duì)炉料的要求不甚严格、容易(yì)升温,故能炼优质钢、高级合金钢(gāng)和(hé)特殊钢等,是(shì)生产成型(xíng)铸钢件的(de)常用设(shè)备。 

  此外,采用工(gōng)频(pín)或中频感(gǎn)应炉(lú),能熔(róng)炼各种高级合金钢和碳含量极低的钢(gāng)。感应炉(lú)的(de)熔炼速度快、合金(jīn)元素烧损(sǔn)小(xiǎo)、能源消耗少、且(qiě)钢液质量高,即杂(zá)质含量少、夹(jiá)杂少。 


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