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铸(zhù)钢件的分类及制造技术

发布时间: 2025-01-07 来(lái)源:洛阳九州手机版登录入口和顺祥机械有(yǒu)限公司 点击:890

铸钢件的分(fèn)类(lèi)及制造技术

对于强度、塑性和韧性要求(qiú)更高(gāo)的(de)机(jī)器零件,需要采用铸钢件,铸钢件的(de)产量(liàng)仅次于铸铁,约(yuē)占铸件总(zǒng)产量的15%。

  一、按照化学成分铸(zhù)钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类(lèi)。其中以碳素铸钢应用最(zuì)广(guǎng),占(zhàn)铸钢总产量的80%以上。 

  1、碳素铸(zhù)钢 

  一般的,低(dī)碳钢ZG15的熔点较(jiào)高、铸造(zào)性能差,仅用于(yú)制造电机零件或渗碳(tàn)零件;中碳钢ZG25~ZG45,具有高于(yú)各(gè)类铸铁的综合性能,即强度高、有优良的塑性(xìng)和韧(rèn)性,因此适于制(zhì)造(zào)形状复杂、强度和(hé)韧性要求高的零件,如火(huǒ)车车轮、锻锤机架和砧座、轧辊和高(gāo)压(yā)阀(fá)门(mén)等,是(shì)碳素(sù)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(zhōng)碳钢的好,但其(qí)塑性和韧性较差,仅(jǐn)用于制造少数的耐磨件。 

  2、合金(jīn)铸钢 

  根据合金元素总(zǒng)量的多(duō)少,合金铸钢可分为两低合(hé)金钢(gāng)和高合金钢大类。 

  (1)低合金(jīn)铸钢,我国主要应用锰(měng)系、锰硅系及铬系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用来(lái)制造齿轮、水压机工作缸(gāng)和(hé)水轮机转(zhuǎn)子等零件,而ZG40Cr1常用来制造(zào)高(gāo)强度齿轮(lún)和高强度轴等重要(yào)受力零件。 

  (2)高(gāo)合金铸(zhù)钢,具有耐磨、耐(nài)热(rè)或耐腐蚀(shí)等(děng)特殊性能。如高锰钢ZGMn13,是一种抗磨钢,主要(yào)用(yòng)于(yú)制造(zào)在干磨擦(cā)工作条件下使用的零件,如挖掘机(jī)的抓斗(dòu)前壁和抓斗齿、拖拉机和坦(tǎn)克的履带(dài)等(děng);铬镍(niè)不锈钢ZG1Cr18Ni9和(hé)铬不(bú)锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等,对硝酸的耐腐蚀性很高,主(zhǔ)要用(yòng)于制(zhì)造化工、石(shí)油(yóu)、化纤和食(shí)品等设备上的零件。 

  二、铸钢的铸(zhù)造工艺(yì)特点(diǎn) 

  铸钢的机械性能(néng)比铸铁高,但其(qí)铸造性能却比铸(zhù)铁差。因为铸钢的熔点较高,钢液易氧化(huà)、钢(gāng)水的流动性(xìng)差、收(shōu)缩大(dà),其体收缩(suō)率为10%~14%,线收(shōu)缩(suō)为1.8%~2.5%.为防止铸钢件产生(shēng)浇不足(zú)、冷隔、缩孔和(hé)缩松(sōng)、裂(liè)纹及粘砂等缺陷,必须采取比铸(zhù)铁复杂(zá)的工艺措施(shī): 

  1、由于(yú)钢液的流动性差(chà),为防止铸钢件产生冷隔和浇(jiāo)不足,铸钢件的壁厚不能小(xiǎo)于8mm;浇注系统的结构力求简单、且截(jié)面尺寸(cùn)比铸铁的大;采(cǎi)用干铸型或热铸型;适当(dāng)提高浇注温度,一(yī)般为1520~1600℃,因(yīn)为浇注(zhù)温度高(gāo),钢水(shuǐ)的过(guò)热度大、保持液(yè)态的时间长(zhǎng),流动性可得到(dào)改善。但是浇(jiāo)温过(guò)高(gāo),会引起晶(jīng)粒粗大、热裂(liè)、气孔和粘砂等缺陷。因此一般小型(xíng)、薄壁及形状复杂的(de)铸件,其浇注温度约(yuē)为钢的熔(róng)点温度+150℃;大型、厚壁铸件(jiàn)的浇注温度比其熔点高出100℃左右。 

  2、由于(yú)铸钢的(de)收缩大大超过铸铁,为(wéi)防止(zhǐ)铸(zhù)件出现缩孔、缩松(sōng)缺陷,在铸造工艺(yì)上(shàng)大都采用冒口和、冷铁和补贴等(děng)措施,以实(shí)现顺序凝固(gù)。 

  此外,为(wéi)防止(zhǐ)铸钢(gāng)件产生缩孔、缩松、气孔和裂纹缺陷(xiàn),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(xīn)中加焦炭、以及(jí)采用空心型芯和油砂芯(xīn)等来改善砂型(xíng)或型芯的退让性和透气性(xìng)。 

  铸钢的熔(róng)点高,相应的其浇注(zhù)温度(dù)也高。高温(wēn)下钢(gāng)水与(yǔ)铸型(xíng)材料相互作用,极易产生(shēng)粘砂缺陷。因此(cǐ),应采用耐(nài)火(huǒ)度较高的(de)人造石(shí)英(yīng)砂做铸型,并在铸(zhù)型表面刷由石英(yīng)粉或锆砂(shā)粉(fěn)制得的涂料。为减少气(qì)体来源、提(tí)高钢水(shuǐ)流动性及铸型强度,大多(duō)铸钢件用(yòng)干型或(huò)快干(gàn)型来(lái)铸造,如采用CO2硬化的水玻璃砂型。 

  三、铸钢件的热处(chù)理 

  铸钢件均应在热处(chù)理后使用。因(yīn)为铸态下的铸钢件内(nèi)部存(cún)在(zài)气孔、裂纹、缩孔和缩松(sōng)、晶粒粗大、组织不(bú)均及残余内(nèi)应力等铸造缺陷,使(shǐ)铸钢件的强度、尤其是塑(sù)性和韧(rèn)性大大降低。 

  为细化晶(jīng)粒(lì)、均匀组织及消除内应(yīng)力,铸钢(gāng)件必(bì)须(xū)进行正(zhèng)火或(huò)退火处理。正火处理(lǐ)后的钢,其机械(xiè)性(xìng)能较退火(huǒ)后的(de)高,成(chéng)本(běn)也较低,所以(yǐ)应用较多。但由于正(zhèng)火处理(lǐ)会(huì)引起较退火大(dà)的内(nèi)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(shí)不易开裂。为减小内应力(lì),铸钢件在正火后,还应(yīng)进(jìn)行高温回(huí)火(huǒ)。对于含碳量(liàng)≥0.35%的(de)、结构复杂及易产(chǎn)生裂纹的铸钢件(jiàn),只能进行(háng)退火处理。铸钢件不宜淬火,否则极易开裂。 

  四(sì)、铸钢(gāng)的熔炼 

  铸钢的熔(róng)炼一般采用平炉,电弧炉(lú)和感应炉等。平炉的特点是容量大、可利用废(fèi)钢(gāng)作原料、能准(zhǔn)确(què)控制钢的成分并能熔炼(liàn)优质钢及低合金钢,多用于熔(róng)炼质量要求高的、大型铸钢件用的钢(gāng)液。 

  三相电弧炉的开炉(lú)和停炉(lú)操(cāo)作方便,能(néng)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(gāo)级合金钢和特殊钢等(děng),是生产成型铸(zhù)钢(gāng)件的常用设备。 

  此(cǐ)外,采(cǎi)用工频或(huò)中频感应炉,能熔炼(liàn)各(gè)种高级合金钢和碳含量极低的钢。感应炉的熔炼速度快、合(hé)金元素烧损小、能(néng)源消耗少、且钢液(yè)质量高,即杂质含量少、夹杂少。 


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