金属工艺学培训课件

,华中农业大学工学院,金属工艺学,华中农业大学工学院,金属工艺学,华中农业大学工学院,金属工艺学,金属工艺学,华中农业大学工学院,华中农业大学工学院,金属工艺学,金属工艺学,华中农业大学工学院,金属工艺学,多媒体课件,华中农业大学,金属工艺学,课程组,（,1,）,铸,铸,铁,铁,件,件,的,的,生,生,产,产,（,（,80%,铸,件,件,）,）,铸,铁,铁通,常,常,是,是,C%=2.5%4.0%,的,铁,铁,碳,碳,合,合,金,金,。,。,碳,碳,在,在,铁,铁,碳,碳,合,合,金,金,中,中,的,的,存,存,在,在,形,形,式,式,有,有,：,：,渗,碳,碳,体,体,和,石,墨,墨,根,据,据,碳,碳,在,在,铁,铁,碳,碳,合,合,金,金,中,中,的,的,存,存,在,在,形,形,式,式,，,，,铸,铸,铁,铁,可,可,以,以,分,分,为,为,：,白,口,口,铸,铸,铁,铁,：,：莱,氏,氏,体,体,+,二,次,次,渗,渗,碳,碳,体,体,珠,珠,光,光,体,体,灰,口,口,铸,铸,铁,铁,：,：基,体,体,+,石,墨,墨,麻,口,口,铸,铸,铁,铁,:,莱,氏,氏,体,体,+,二,次,次,渗,渗,碳,碳,体,体,珠,珠,光,光,体,体,+,石,墨,墨,主,要,要,内,内,容,容,：,：,（,1,）,铸,铸,铁,铁,件,件,的,的,生,生,产,产,（,2,）,铸,铸,钢,钢,件,件,的,的,生,生,产,产,（,3,）,铜,铜,、,、,铝,铝,等,等,有,有,色,色,金,金,属,属,件,件,的,的,生,生,产,产,2.2,铸,造,造,工,工,艺,艺,设,设,计,计,2.2.1,常,用,用,合,合,金,金,铸,铸,件,件,的,的,生,生,产,产,重点内容：,特点,石墨化,生产工艺,灰口铸铁,根,据,据,铸,铸,铁,铁,中,中,石,石,墨,墨,形,形,态,态,的,的,不,不,同,同,，,，,灰,灰,口,口,铸,铸,铁,铁,可,可,以,以,分,分,为,为,：,：,灰铸铁,：,：石墨呈,片,片状,可锻铸,铁,铁：石墨呈,团,团絮状,蠕墨铸,铁,铁：石墨呈,蠕,蠕虫状,球墨铸,铁,铁：石墨呈,球,球状,（,1,）铸铁,件,件的生,产,产,2.2.1,常用合,金,金铸件,的,的生产,灰口铸,铁,铁：可以看,成,成是在钢的基,体,体上分布,着,着不同,形,形态的石墨。而石,墨,墨的形态、大小和分布直接影,响,响着铸,铁,铁的,性能,。,铸铁之,所,所以用,得,得如此,广,广泛,是因为,石,石墨的,存,存在，,石,石墨的,存,存在，,使,使铸铁,具,具有铸,钢,钢所不,具,具备的,性,性能。,铸铁的,优,优点,良好的,铸,铸造性,能,能，如,流,流动性,好,好、收,缩,缩小,良好的,切,切削加,工,工性能,高的耐,磨,磨性,良好的,吸,吸振缓,冲,冲性能,低的缺,口,口敏感,性,性能,（,1,）铸铁,件,件的生,产,产：,灰铸铁,灰铸铁,的,的性能,石墨片,越,越圆整,、,、越细,小,小、分,布,布越均,匀,匀对基,体,体割裂,作,作用越,小,小。,铸铁的,石,石墨化,：,：碳以石,墨,墨的形,式,式析出,的,的过程,。,。通,常,常视石,墨,墨化过,程,程充分,与,与否，,会,会得到,不,不同基,体,体的铸,铁,铁组织,。,。,灰铸,铁的基,体,体通常,有,有：,*,铁素体,灰,灰铸铁,石墨形,态,态对铸,铁,铁性能,的,的影响,*,铁素体,珠光体,灰,灰铸铁,*,珠光体,灰,灰铸铁,（,1,）铸铁,件,件的生,产,产：,灰铸铁,化学成,分,分,：,C,是形成,石,石墨的,元,元素，,Si,是促进,形,形成石,墨,墨的元,素,素，通,常,常,C%,、,Si%,越高，,越,越容易石墨化。,（,1,）铸铁,件,件的生,产,产：,灰铸铁,影响石,墨,墨化的,因,因素,化学成,分,分,冷却速,度,度：,减小冷,却,却速度可以促进石,墨,墨化，易得到,粗,粗大的,石,石墨片,和,和铁素,体,体基体,；,；,增大冷,却,却速度,则,则阻碍,石,石墨化,，,，此时,只,只有部,分,分碳以,细,细石墨,片,片析出,，,，而另,一,一部分,碳,碳则以,渗,渗碳体,析,析出，,得,得到,珠,珠光体,基,基体。,（,1,）铸铁,件,件的生,产,产：,灰铸铁,影响石,墨,墨化的,因,因素,冷却速,度,度,铸铁冷,速,速跟铸,型,型材料,的,的导热,能,能力及,铸,铸件壁,厚,厚等因,素,素有关,。,。（,P52.,图,2-15,）,改善基,体,体组织,改变石,墨,墨形态,、,、数量,、,、大,小,小和分,布,布,灰铸铁,的,的孕育,处,处理：,灰铸铁,的,的孕育,处,处理是提高和,改,改善灰铸铁,的,的性能途径的,行,行之有,效,效的方,法,法。,灰铸铁,的,的孕育,处,处理方,法,法,将熔炼,出,出的铁,水,水在,浇,浇铸前,加,加入质,量,量分数,为,为,0.25%0.60%,的孕育剂，孕育,剂,剂在铁,水,水中形,成,成大量,弥,弥散的,石,石墨结,晶,晶核心,，,，使石,墨,墨化作,用,用显著,提,提高，,从,从而得,到,到在细,珠,珠光体,上,上均匀,分,分布着,细,细片状,石,石墨的,组,组织。,常用的,孕,孕育剂,是,是含,Si,量为,75%,的硅铁,。,。,条件：,选用碳,、,、硅量,低,低的铁,水,水原铁水,含,含碳量,越,越低，,石,石墨越,细,细小，,铸,铸铁的,强,强度、,硬,硬度就,越,越高。,目,的,（,1,）铸铁,件,件的生,产,产：,灰铸铁,灰铸铁的牌号,基体：,F,、,P,、,F+P,生产：铁水熔,炼,炼好后,直,直接浇,铸,铸,牌号：,HTXXX,HT:,表示灰,铸,铸铁中,文,文拼音,的,的代号,XXX:,三位数,字,字表示,最,最抵抗,拉,拉强度,(MPa),石墨形,态,态：粗片状,问题,1,）灰铸铁,牌,牌号为,什,什么不,用,用含碳,量,量多少,表,表示，,而,而用力,学,学性能,表,表示？,2,）铸件当,其,其强度,不,不够时,，,，是否,只,只能通,过,过增大,截,截面解,决,决？,提高灰,铸,铸铁的,性,性能,（,1,）铸铁,件,件的生,产,产：,灰铸铁,向高温,铁,铁水中,加,加入一,定,定量的,球,球化剂,和,和孕育,剂,剂，直,接,接得到,球,球状石,墨,墨的铸,造,造合金,。,。,球化剂,：,：金属镁,或,或稀土,镁,镁,孕育剂,：,：含,Si,量为,75%,或,95%,的硅铁,（,1,）铸铁,件,件的生,产,产：,球墨铸,铁,铁,球墨铸,铁,铁件,主要特,点,点,石墨成,球,球状，,对,对基体,的,的割裂,作,作用已,降,降到最,低,低，力学性,能,能比灰,铸,铸铁有,显,显著提,高,高。,可通过,热,热处理,改,改善金,属,属基体,，,，进一,步,步提高,性,性能。,这,这一点,与,与灰铸,铁,铁不同,。,。,球墨铸,铁,铁较灰,铸,铸铁易,产,产生缩孔、,缩,缩松、,皮下气,孔,孔、夹,渣,渣等缺,陷,陷。,石墨析,出,出时，,发,发生膨,胀,胀，应,适,适当提高铸,型,型刚度。,球墨铸,铁,铁件,生产,中应注,意,意的问,题,题,控制原,铁,铁液的,化,化学成,分,分，与,一,一般灰,铸,铸铁基,本,本相同,；,；具有高,C,高,Si,中,Mn,低,S,、,P,特点。,较高的,铁,铁液温,度,度，以,防,防止球,化,化处理,、,、孕育,处,处理后,铁,铁液温,度,度过低,，,，产生浇不足等缺陷,球化处,理,理、孕,育,育处理,。,。,（,1,）铸铁,件,件的生,产,产：,球墨铸,铁,铁,性能在,孕,孕育铸,铁,铁和球,墨,墨铸铁,之,之间,(2),蠕化处,理,理和孕,育,育处理,采用冲,入,入法把,蠕,蠕化剂,加,加入铁,水,水中。,蠕化剂为镁合金或稀土合,金,金，改变,石,石墨形,状,状后，,和,和球墨,铸,铸铁一,样,样要进,行,行孕育处,理,理。,主要问,题,题：生产中,难,难以控,制,制：蠕,化,化剂少,了,了，石,墨,墨不变,形,形，仍,保,保持片,状,状，由,于,于含碳,、,、硅量,高,高，铸,铁,铁强度,很,很低，,铁,铁水只,能,能报废,；,；蠕化,剂,剂多了,，,，石墨,又,又变成,球,球状，,原,原设计,的,的铸型,浇,浇、冒,口,口工艺,不,不适合,，,，也会,导,导致铸,件,件报废,。,。,蠕墨铸铁,的,的制造过,程,程和球墨,铸,铸铁相同,。,。,(1),铁水的化,学,学成分,蠕墨铸铁,铁,铁水的化,学,学成分和,球,球墨铸铁,基,基本相似,：,：高,C,、,Si,，低,Mn,、,P,、,S,。,（,1,）铸铁件,的,的生产：蠕墨铸铁,可锻铸铁,生产：,将白口铸,铁,铁件经长,时,时间的高,温,温石墨化,退,退火，使,白,白口铸铁,中,中的渗碳,体,体分解，,获,获得在铁,素,素体或珠,光,光体的基,体,体分布着,团,团絮状石,墨,墨的铸铁,。,。,黑心可锻,铸,铸铁,(KTH,铁素体基,体,体,),珠光体可,锻,锻铸铁,(KTZ),白心可锻,铸,铸铁,(KTB,，很少用,),种类,特点：,强度高,b=300-400Mpa,，,塑性（,12%,）和韧性,（,（,k 30J/cm2),好。,石墨化退,火,火周期长,，,，,40-70h,铸件成本,高,高。,适用于制,造,造承受震,动,动和冲击,、,、形状复,杂,杂的薄壁,小,小件。,（,1,）铸铁件,的,的生产：可锻铸铁,按化学成,分,分：,铸造碳钢,：,：以铸造中,碳,碳钢用的,最,最多；而,铸,铸造低碳,钢,钢和铸造,高,高碳钢用,的,的少。,铸造合金,钢,钢：在碳钢的,基,基础上加,入,入少量的,合,合金元素,，,，,如锰、铬,、,、钼、钒,等,等。,ZGMn13,为铸造耐,磨,磨钢；,ZG1Cr18Ni9,为铸造不,锈,锈钢。,按用途分,类,类：,不锈钢,耐磨钢,（,2,）铸钢件,的,的生产,铸钢件的,铸,铸造工艺,:,铸钢的熔,点,点高，钢,液,液易氧化,，,，吸气，,流,流动性差,，,，收缩大,。,。因此，,铸,铸造困难,，,，易产生,浇,浇不足、,气,气孔、缩,松,松缩孔、,夹,夹渣和粘,砂,砂等缺陷,。,。,*要求型砂,的,的耐火度,高,高，有良,好,好的透气,性,性和退让,性,性。,*应严格控,制,制浇注温,度,度，防止,过,过高或过,低,低。,*铸钢件须,热,热处理。,铝、铜合,金,金具有优,良,良的物理,、,、化学性,能,能，良好,的,的工艺性,能,能和独特,的,的力学性,能,能，也是,铸,铸造生产,中,中常用的,合,合金材料,。,。,铸造铝合,金,金的牌号,、,、成分、,性,性能和应,用,用：,牌号：,ZL101,ZL111,，,ZL201,ZL203,，,ZL301,ZL302,，,ZL401,ZL402,。铝硅,类,类合金,铝,铝铜类合,金,金铝镁,合,合金铝,锌,锌合金,工艺处理,：,：熔炼设备,有,有坩埚炉,、,、反射炉,、,、电弧炉,和,和感应炉,。,。,为减缓铝,合,合金的氧,化,化和吸气,，,，必须采,用,用熔剂保,护,护，如熔,化,化时加入,KCl,、,NaCl,等盐类作,为,为熔剂，,将,将铝液覆,盖,盖，与炉,气,气隔离进,行,行熔炼；,为,为了排出,吸,吸入的气,体,体，在熔,炼,炼后期要,进,进行去气,精,精炼；为,了,了改善铝,硅,硅合金的,力,力学性能,，,，需要进,行,行变质处,理,理，以细,化,化共晶硅,或,或过共晶,硅,硅。,工艺特点,：,：铸造铝合,金,金熔点低,，,，流动性,好,好，故可,铸,铸形状复,杂,杂的薄壁,铸,铸件。铝,合,合金导热,快,快、易氧,化,化和吸气,，,，对浇注,系,系统的要,求,求是：充,填,填时间短,、,、铝液流,动,动平稳，,撇,撇渣能力,强,强，常采,用,用开放式,浇,浇注系统,，,，并多开,内,内浇口，,直,直浇口常,用,用蛇形或,鹅,鹅颈形等,特,特殊形状,。,。,（,3,）铜、铝,合,合金铸件,的,的生产,铸造