鑄鋼件生產工藝技術

2022-10-14 00:06:09 字數 1769 閱讀 8867

鑄鋼件是用鑄造方法獲得的金屬物件,即把熔煉好的液態金屬,用澆注、壓射、吸入或其他方法注入預先預備好的鑄型中,冷卻後經落砂、清理(見鑄件清理)和後處理(見鑄件後處理),所得到的具有一定外形,尺寸和效能的物件。 對於強度、塑性和韌性要求更高的機器零件,需要採用鑄鋼件。鑄鋼件的產量僅次於鑄鐵,約佔鑄件總產量的15%。

一、按照化學成分,鑄鋼可分為碳素鑄鋼和合金鑄鋼兩大類。其中以碳素鑄鋼應用最廣,佔鑄鋼總產量的80%以上。

1、碳素鑄鋼一般的,低碳鋼zg15的熔點較高、鑄造效能差,僅用於製造電機零件或滲碳零件;中碳鋼zg25~zg45,具有高於各類鑄鐵的綜合性能,即強度高、有優良的塑性和韌性,因此適於製造形狀複雜、強度和韌性要求高的零件,如火車車輪、鍛錘機架和砧座、軋輥和高壓閥門等,是碳素鑄鋼中應用最多的一類;高碳鋼zg55的熔點低,其鑄造效能較中碳鋼的好,但其塑性和韌性較差,僅用於製造少數的耐磨件。

2、合金鑄鋼根據合金元素總量的多少,合金鑄鋼可分為兩低合金鋼和高合金鋼大類。

1)低合金鑄鋼,我國主要應用錳系、錳矽系及鉻系等。如zg40mn、zg30mnsi1、zg30cr1mnsi1等。用來製造齒輪、水壓機工作缸和水輪機轉子等零件,而zg40cr1常用來製造高強度齒輪和高強度軸等重要受力零件。

2)高合金鑄鋼 ,具有耐磨、耐熱或耐腐蝕等特殊效能。如高錳鋼zgmn13,是一種抗磨鋼,主要用於製造在幹磨擦工作條件下使用的零件,如挖掘機的抓斗前壁和抓斗齒、拖拉機和坦克的履帶等;鉻鎳不鏽鋼zg1cr18ni9和鉻不鏽鋼zg1cr13和zgcr28等,對硝酸的耐腐蝕性很高,主要用於製造化工、石油、化纖和食品等裝置上的零件。

二、鑄鋼的鑄造工藝特點鑄鋼的機械效能比鑄鐵高,但其鑄造效能卻比鑄鐵差。因為鑄鋼的熔點較高,鋼液易氧化、鋼水的流動性差、收縮大,其體收縮率為10~14%,線收縮為1.8~2.

5%。為防止鑄鋼件產生澆不足、冷隔、縮孔和縮松、裂紋及粘砂等缺陷,必須採取比鑄鐵複雜的工藝措施:

1、由於鋼液的流動性差,為防止鑄鋼件產生冷隔和澆不足,鑄鋼件的壁厚不能小於8mm;澆注系統的結構力求簡單、且截面尺寸比鑄鐵的大;採用幹鑄型或熱鑄型;適當提高澆注溫度,一般為1520°~1600℃,因為澆注溫度高,鋼水的過熱度大、保持液態的時間長,流動性可得到改善。但是澆溫過高,會引起晶粒粗大、熱裂、氣孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形狀複雜的鑄件,其澆注溫度約為鋼的熔點溫度+150℃;大型、厚壁鑄件的澆注溫度比其熔點高出100℃左右。

2、由於鑄鋼的收縮大大超過鑄鐵,為防止鑄件出現縮孔、縮松缺陷,在鑄造工藝上大都採用冒口和、冷鐵和補貼等措施,以實現順序凝固。 此外,為防止鑄鋼件產生縮孔、縮松、氣孔和裂紋缺陷,應使其壁厚均勻、避免尖角和直角結構、在鑄型用型砂中加鋸末、在型芯中加焦炭、以及採用空心型芯和油砂芯等來改善砂型或型芯的退讓性和透氣性。 鑄鋼的熔點高,相應的其澆注溫度也高。

高溫下鋼水與鑄型材料相互作用,極易產生粘砂缺陷。因此,應採用耐火度較高的人造石英砂做鑄型,並在鑄型表面刷由石英粉或鋯砂粉所製造成的塗料。為減少氣體**、提高鋼水流動性及鑄型強度,大多鑄鋼件用乾型或快乾型來鑄造,如採用co2硬化的水玻璃砂型。

三、 鑄鋼件的熱處理鑄鋼件均應在熱處理後使用。因為鑄態下的鑄鋼件內部存在氣孔、裂紋、縮孔和縮松、晶粒粗大、組織不均及殘餘內應力等鑄造缺陷,使鑄鋼件的強度、尤其是塑性和韌性大大降低。 為細化晶粒、均勻組織及消除內應力,鑄鋼件必須進行正火或退火處理。

正火處理後的鋼,其機械效能較退火後的高,成本也較低,所以應用較多。但由於正火處理會引起較退火大的內應力,只適用於含碳量小於0.35%的鑄鋼件。

因為低碳鑄鋼件的塑性好,冷卻時不易開裂。為減小內應力,鑄鋼件在正火後,還應進行高溫回火。對於含碳量≥0.

35%的、結構複雜及易產生裂紋的鑄鋼件,只能進行退火處理。鑄鋼件不宜淬火,否則極易開裂。

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