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1、铸造基础知识简介铸造基础知识简介 -孔庆雨孔庆雨孔庆雨孔庆雨1.个人从事多年铸造工作的感受2.铸铁介绍3.DISA线的铸造生产4.DISA线生产铸件质量控制1 1铸铁介绍 工业上的铸铁是一种以铁、碳、硅为基础的工业上的铸铁是一种以铁、碳、硅为基础的复杂多元合金，其碳的质量分数在复杂多元合金，其碳的质量分数在2.0-4.02.0-4.0的范围的范围内变动。除碳硅以外，铸铁中还存在锰、磷、硫内变动。除碳硅以外，铸铁中还存在锰、磷、硫等元素。为了改善铸铁的某些性能，还经常有目等元素。为了改善铸铁的某些性能，还经常有目的的向铸铁中加入不同种类和数量的合金元素，的的向铸铁中加入不同种类和数量的合金元素，
2、形成各种类型的合金铸铁。形成各种类型的合金铸铁。铸铁可以按使用性能、断口特征或成分特征铸铁可以按使用性能、断口特征或成分特征进行分类，较为方便的是分为以下八大类：进行分类，较为方便的是分为以下八大类：2 21.1.灰铸铁：灰铸铁：基体基体+片状石墨片状石墨2.2.球墨铸铁球墨铸铁 ：基体基体+球状石墨球状石墨3.3.蠕墨铸铁蠕墨铸铁 ：基体基体+蠕虫状石墨蠕虫状石墨4.4.可锻铸铁可锻铸铁 ：基体基体+团絮状石墨团絮状石墨5.5.抗磨铸铁抗磨铸铁 ：基体基体+不同类型渗碳体不同类型渗碳体6.6.冷硬铸铁冷硬铸铁 ：外层：基体外层：基体+渗碳体：渗碳体：内层：基体内层：基体+不同类型石墨不同类型
3、石墨7.7.耐热铸铁耐热铸铁 ：基体基体+片状或球状石墨片状或球状石墨8.8.耐腐蚀铸铁：耐腐蚀铸铁：基体基体+片状或球状石墨片状或球状石墨*基体解释：铁素体基体解释：铁素体=碳在碳在铁中的固溶体铁中的固溶体 珠光体珠光体=铁素体铁素体+渗碳体渗碳体3 3铁碳平衡图4 4铸件结构的影响冷却速度的影响化学成分的影响铁液的过热和高温静置的影响孕育的影响气体的影响炉料遗传性的影响5 5灰铸铁的石墨形态6 6 A A型石墨是在石墨成核能力强，冷却速度较慢，共晶型石墨是在石墨成核能力强，冷却速度较慢，共晶转变在很小的过冷度条件下生成，分布较为均匀。转变在很小的过冷度条件下生成，分布较为均匀。7 7B B
4、 B B型石墨是在碳硅含量较高、冷却速度较大时产生。中心型石墨是在碳硅含量较高、冷却速度较大时产生。中心型石墨是在碳硅含量较高、冷却速度较大时产生。中心型石墨是在碳硅含量较高、冷却速度较大时产生。中心是是是是D D D D型，外围是型，外围是型，外围是型，外围是A A A A型，开始时过冷大，成核条件差，先析型，开始时过冷大，成核条件差，先析型，开始时过冷大，成核条件差，先析型，开始时过冷大，成核条件差，先析出出出出D D D D型，后期放出结晶潜热，过冷度小，形成型。型，后期放出结晶潜热，过冷度小，形成型。型，后期放出结晶潜热，过冷度小，形成型。型，后期放出结晶潜热，过冷度小，形成型。8 8
5、型石墨是过共晶成分、慢冷时形成的初生石墨。型石墨是过共晶成分、慢冷时形成的初生石墨。型石墨是过共晶成分、慢冷时形成的初生石墨。型石墨是过共晶成分、慢冷时形成的初生石墨。（粗大、平直、板状、只有分叉而不弯曲）（粗大、平直、板状、只有分叉而不弯曲）（粗大、平直、板状、只有分叉而不弯曲）（粗大、平直、板状、只有分叉而不弯曲）9 9D D D D型石墨是在碳当量低、成核条件差、初析奥氏型石墨是在碳当量低、成核条件差、初析奥氏型石墨是在碳当量低、成核条件差、初析奥氏型石墨是在碳当量低、成核条件差、初析奥氏体多、冷却速度快，过冷度大的条件下产生。体多、冷却速度快，过冷度大的条件下产生。体多、冷却速度快，过
6、冷度大的条件下产生。体多、冷却速度快，过冷度大的条件下产生。1010型石墨是碳当量较低，亚共晶程度大，但冷型石墨是碳当量较低，亚共晶程度大，但冷型石墨是碳当量较低，亚共晶程度大，但冷型石墨是碳当量较低，亚共晶程度大，但冷却速度较慢，石墨核心不太多，共晶凝固时液却速度较慢，石墨核心不太多，共晶凝固时液却速度较慢，石墨核心不太多，共晶凝固时液却速度较慢，石墨核心不太多，共晶凝固时液体的数量已很少，故呈方向性分布体的数量已很少，故呈方向性分布体的数量已很少，故呈方向性分布体的数量已很少，故呈方向性分布1111型石墨是过共晶成分快冷时形成的初生石墨，型石墨是过共晶成分快冷时形成的初生石墨，型石墨是过共
7、晶成分快冷时形成的初生石墨，型石墨是过共晶成分快冷时形成的初生石墨，出现在截面尺寸很小，冷却速度非常快，如单体出现在截面尺寸很小，冷却速度非常快，如单体出现在截面尺寸很小，冷却速度非常快，如单体出现在截面尺寸很小，冷却速度非常快，如单体铸造的活塞环中常出现型石墨。（很少见）铸造的活塞环中常出现型石墨。（很少见）铸造的活塞环中常出现型石墨。（很少见）铸造的活塞环中常出现型石墨。（很少见）1212关于石墨形态的结论关于石墨形态的结论A型石墨为最常见的石墨，也是我们希望得到的。B型石墨应避免其出现。C型石墨在一般的铸件上是不可能出现的，因为常规铸件达不到这种高碳当量。F型石墨也是很少见到的。E型石墨
8、的方向性，决定了其铸件强度低。D型石墨对基体的割裂作用小。铸件强度不低。1313灰铸铁的基体特征灰铸铁的基体特征1414球墨铸铁：石墨在铸铁中呈球状，减小了应力集中球墨铸铁：石墨在铸铁中呈球状，减小了应力集中球墨铸铁：石墨在铸铁中呈球状，减小了应力集中球墨铸铁：石墨在铸铁中呈球状，减小了应力集中效应，从而提高了铸铁的强度。效应，从而提高了铸铁的强度。效应，从而提高了铸铁的强度。效应，从而提高了铸铁的强度。1515腐蚀前的球铁金相腐蚀前的球铁金相1616腐蚀后的球铁金相腐蚀后的球铁金相1717腐蚀前的灰铸铁腐蚀前的灰铸铁1818腐蚀后的灰铸铁腐蚀后的灰铸铁1919DISA铸造工艺过程铸造工艺过程
9、2020铸造流程简介铸造流程简介2121铸造生产线的种类铸造生产线的种类有箱造型线：1.静压造型：新东、KW、HWS、2.气冲造型：BMD、GF、无箱造型线：1.垂直线：DISA、KOYO、LORAMENDI、维尔、科萌 2.水平线：亨特、东久、新东、光洋、迪砂、华佩、ABM2222各类铸造线的特点各类铸造线的特点有箱线：适宜铸件较重、型腔复杂的批量生产。如汽车发动机的缸体、缸盖生产。无箱水平线：适宜形状较复杂件的批量生产。优点：易补缩、易下芯；缺点：效率较垂直线低，铸件错边量大。无箱垂直线：适宜形状较为简单小铸件的大批量生产。优点：效率高、尺寸精度高。缺点：生产复杂件较水平线为困难。2323
10、造型过程示意2424丹麦丹麦DISA无箱射压造型机无箱射压造型机（DISADISA已成为业内垂直分型的代名词已成为业内垂直分型的代名词已成为业内垂直分型的代名词已成为业内垂直分型的代名词）2525DISA造型机工作原理造型机工作原理2626型砂制备新砂（工业砂）新砂（工业砂）+旧砂（回用砂）旧砂（回用砂）+陶土（膨润土）陶土（膨润土）+煤粉煤粉+淀粉淀粉+水水-混合混合湿强度、水份、湿强度、水份、紧实率等检测紧实率等检测-进入进入造型机料斗造型机料斗2727铁水熔化铁水熔化生铁+废钢+回炉料+硅铁+锰铁+其它合金-熔化-取样-化学成分分析（碳硅当量分析、光谱分析）-调整化学成分-调整铁水温度-
11、铁水出炉-注入浇注机2828造型机造型造型机造型-浇注机浇注浇注机浇注造型速度造型速度300型型/小时小时浇注过程中1.铁水温度检测2.化学成分复检3.球铁球化衰退检查（快速金相分析）4.铸件硬度检查2929DISA 线工艺布置图3030DISA造型生产线生产程序造型生产线生产程序3131铸造过程质量控制（铸造过程质量控制（1）造型材料的质量控制造型材料的质量控制1.1.新砂：耐火度、含泥量、粒度、杂质含量、角形系数等新砂：耐火度、含泥量、粒度、杂质含量、角形系数等2.2.膨润土：水份、胶质价、膨润价、吸蓝量膨润土：水份、胶质价、膨润价、吸蓝量3.3.煤粉：挥发份、胶渣特征、水份、含硫量煤粉：
12、挥发份、胶渣特征、水份、含硫量4.4.旧砂（回用砂）：温度、残余水份、烧灼减量、含泥量旧砂（回用砂）：温度、残余水份、烧灼减量、含泥量型砂混制过程中的质量控制型砂混制过程中的质量控制1.1.湿压强度湿压强度 5.5.有效膨润土含量有效膨润土含量2.2.水份水份 6.6.烧灼减量烧灼减量3.3.紧实率紧实率 7.7.型砂温度型砂温度4.4.透气性透气性3232铸造过程质量控制（铸造过程质量控制（2）铁水熔化过程中的质量控制1.原材料进厂检验：生铁、废钢等2.炉料配比：生铁+废钢+回炉料+铁合金3.熔化后铁水的化学成分：碳、硅、锰、磷、硫、铜、锡、钛、钒、铝、镁.4.熔化温度5.出铁温度6.球化反
13、应3333铸造过程质量控制（3）造型过程中的质量控制1.射砂压力2.挤压压力3.合型压力4.铸型块厚度5.下芯机准备3434铸造过程质量控制（铸造过程质量控制（4）浇注过程中的质量控制1.浇注温度测定2.浇注速度3.孕育量调整4.铁水化学成分检测5.球化率测定（残余镁量+快速金相）6.在线硬度检测7.铸件缺陷检查（抛丸检查）3535铸造过程质量控制（铸造过程质量控制（5）铸件机械性能检测铸件机械性能检测1.1.硬度抽检硬度抽检 -硬度计硬度计2.2.抗拉强度（本体或单铸试棒）抗拉强度（本体或单铸试棒）-万能试验机万能试验机3.3.延伸率、屈服强度（球铁）延伸率、屈服强度（球铁）-万能试验机万能试验机铸件金相检查铸件金相检查 1.1.石墨形态石墨形态 -金相显微镜金相显微镜2.2.基体组织基体组织 -金相显微镜金相显微镜铸件出厂前检查铸件出厂前检查1.1.尺寸检查尺寸检查 -检具、测量、三坐标检具、测量、三坐标 2.2.外观缺陷检查外观缺陷检查 -目视目视3.3.抽样加工检查抽样加工检查 -切割、机械、切割、机械、X X光光 3636