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铸钢件的铸造技术要求及常见问题解析

3.0 2024-08-25 0 0 15.24KB 4 页 6库币 海报
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对于强度、塑性和韧性要求更高的机器零件，需要采用铸钢件。铸
钢件的产量仅次于铸铁，约占铸件总产量的 15%。
一、化学成分分类
  按照化学成分铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。其中以碳
素铸钢应用最广，占铸钢总产量的 80%以上。
1、碳素铸钢
  一般的，低碳钢 ZG15 的熔点较高、铸造性能差，仅用于制造电
机零件或渗碳零件;中碳钢 ZG25～ZG45，具有高于各类铸铁的综合
性能，即强度高、有优良的塑性和韧性，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、锻锤机架和砧座、轧辊和
高压阀门等，是碳素铸钢中应用最多的一类;高碳钢 ZG55 的熔点低，
其铸造性能较中碳钢的好，但其塑性和韧性较差，仅用于制造少数
的耐磨件。
2、合金铸钢
  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金
钢大类。
  ①低合金铸钢，我国主要应用锰系、锰硅系及铬系等。如
ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1 等。用来制造齿轮、水压
机工作缸和水轮机转子等零件，而 ZG40Cr1 常用来制造高强度齿轮
和高强度轴等重要受力零件。
  ②高合金铸钢，具有耐磨、耐热或耐腐蚀等特殊性能。如高锰钢
ZGMn13，是一种抗磨钢，主要用于制造在干磨擦工作条件下使用
的零件，如挖掘机的抓斗前壁和抓斗齿、拖拉机和坦克的履带等;铬
镍不锈钢 ZG1Cr18Ni9 和铬不锈钢 ZG1Cr13 和ZGCr28 等，对硝酸
的耐腐蚀性很高，主要用于制造化工、石油、化纤和食品等设备上
的零件。
二、铸钢的铸造工艺特点
  铸钢的机械性能比铸铁高，但其铸造性能却比铸铁差。因为铸钢
的熔点较高，钢液易氧化、钢水的流动性差、收缩大，其体收缩率
为10～14%，线收缩为 1.8～2.5%。为防止铸钢件产生浇不足、冷
隔、缩孔和缩松、裂纹及粘砂等缺陷，必须采取比铸铁复杂的工艺
措施：
  1、由于钢液的流动性差，为防止铸钢件产生冷隔和浇不足，铸
钢件的壁厚不能小于 8mm;浇注系统的结构力求简单、且截面尺寸
比铸铁的大;采用干铸型或热铸型;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，
流动性可得到改善。但是浇温过高，会引起晶粒粗大、热裂、气孔
和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形状复杂的铸件，其浇注温
度约为钢的熔点温度+150℃;大型、厚壁铸件的浇注温度比其熔点高
出100℃左右。
  2、由于铸钢的收缩大大超过铸铁，为防止铸件出现缩孔、缩松
缺陷，在铸造工艺上大都采用冒口和、冷铁和补贴等措施，以实现
顺序凝固。
  此外，为防止铸钢件产生缩孔、缩松、气孔和裂纹缺陷，应使其
壁厚均匀、避免尖角和直角结构、在铸型用型砂中加锯末、在型芯
中加焦炭、以及采用空心型芯和油砂芯等来改善砂型或型芯的退让
性和透气性。
  铸钢的熔点高，相应的其浇注温度也高。高温下钢水与铸型材料
相互作用，极易产生粘砂缺陷。因此，应采用耐火度较高的人造石
英砂做铸型，并在铸型表面刷由石英粉或锆砂粉制得的涂料。为减
少气体来源、提高钢水流动性及铸型强度，大多铸钢件用干型或快
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
  铸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、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低。
  为细化晶粒、均匀组织及消除内应力，铸钢件必须进行正火或退
火处理。正火处理后的钢，其机械性能较退火后的高，成本也较低，
所以应用较多。但由于正火处理会引起较退火大的内应力，只适用
于含碳量小于 0.35%的铸钢件。因为低碳铸钢件的塑性好，冷却时
不易开裂。为减小内应力，铸钢件在正火后，还应进行高温回火。
对于含碳量≥0.35%的、结构复杂及易产生裂纹的铸钢件，只能进
行退火处理。铸钢件不宜淬火，否则极易开裂。
四、铸钢的熔炼
  铸钢的熔炼一般采用平炉，电弧炉和感应炉等。平炉的特点是容
量大、可利用废钢作原料、能准确控制钢的成分并能熔炼优质钢及
低合金钢，多用于熔炼质量要求高的、大型铸钢件用的钢液。
  三相电弧炉的开炉和停炉操作方便，能保证钢液的成分和质量、
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
特殊钢等，是生产成型铸钢件的常用设备。
  此外，采用工频或中频感应炉，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、合金元素烧损小、能源消耗少、
且钢液质量高，即杂质含量少、夹杂少，适于小型铸钢车间采用。

标签： #技术

摘要：

对于强度、塑性和韧性要求更高的机器零件，需要采用铸钢件。铸钢件的产量仅次于铸铁，约占铸件总产量的15%。一、化学成分分类  按照化学成分铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。其中以碳素铸钢应用最广，占铸钢总产量的80%以上。1、碳素铸钢  一般的，低碳钢ZG15的熔点较高、铸造性能差，仅用于制造电机零件或渗碳零件;中碳钢ZG25～ZG45，具有高于各类铸铁的综合性能，即强度高、有优良的塑性和韧性，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、锻锤机架和砧座、轧辊和高压阀门等，是碳素铸钢中应用最多的一类;高碳钢ZG55的熔点低，其铸造性能较中碳钢的好，但其塑性和韧性较差，仅用于制造少数...

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