鑄鐵件
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
鑄鐵件的視頻教程
004ProCAST從入門到精通--砂鑄鑄鐵
ProCAST入門到精通系列視頻有十八期，本期為其中一期“砂鑄鑄鐵”，視頻內(nèi)容講解除了操作以外還介紹鑄鐵模擬原理，主要內(nèi)容有： 1、鑄鐵模擬之石墨化特殊性 2、幾何處理及網(wǎng)格劃分 3、過濾網(wǎng)的處理與鑄鐵模擬邊界條件設(shè)置 4、運(yùn)行參數(shù)講解（孕育方式設(shè)置、球化劑添加、孕育\球化衰退效果、石墨化膨脹設(shè)置、砂型剛度設(shè)置等） 5、結(jié)果觀察與分析 學(xué)習(xí)完該視頻，可以獨(dú)立完成ProCAST砂型鑄造鑄鐵件的模擬分析
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鑄鐵件的實(shí)例教程
灰鑄鐵在高碳當(dāng)量（4.10％CE以上）條件下，微量的鈦能夠提高鑄鐵件的力學(xué)性能并改善鑄件不同斷面的均勻性。本文研究了在中低碳當(dāng)量（3.65％～3.85％CE）條件下，不同鈦量對(duì)灰鑄鐵件組織、力學(xué)性能和致密性等質(zhì)量的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：鈦促進(jìn)了鑄鐵件D型石墨的形成；當(dāng)D型石墨達(dá)到一定比例時(shí)，尤其是Si/C較高的情況下，其力學(xué)性能增加明顯；隨著鈦、鋁量的增加，灰鑄鐵件的致密性下降，縮松概率增加。
在鑄鐵件的生產(chǎn)過程中，伴隨著生鐵和廢鋼等金屬爐料的大量使用，鈦或多或少進(jìn)入了鐵液之中。大量研究資料指出灰鑄鐵中加入鈦后，大部分鈦化合物存在于金屬基體中，但仍有一部分鈦的氮化物或碳氮化物存在于鐵素體與石墨界面層內(nèi)。硬度為3200 HV或更高的鈦化合物大大降低鑄鐵的切削加工性能。另外過高的鈦量（0.096％）在切削鑄件時(shí)產(chǎn)生熱裂紋。但是添加鈦的D型石墨鑄鐵件具有良好的抗氧化性、抗生長和抗熱疲勞性能，在500～700 ℃工況下，與常用CrMoCu鑄鐵相比，使用壽命可提高3倍。在球墨鑄鐵中鈦?zhàn)鳛楦蓴_元素被嚴(yán)格禁止。但在部分蠕墨鑄鐵中，鈦?zhàn)鳛閿U(kuò)大蠕化處理范圍的有益元素添加到蠕化劑中。在高碳當(dāng)量條件下，微鈦合金化能夠提高灰鑄鐵件的強(qiáng)度與硬度，改善鑄件的斷面均勻性。微量的鈦還可中和鑄鐵中過多的氮?dú)猓脕頊p少裂隙狀氮?dú)饪椎陌l(fā)生頻率。鈦在鑄鐵中的作用有利有弊，本文中通過試驗(yàn)研究了不同造型條件下，鈦對(duì)中低碳當(dāng)量灰鑄鐵件石墨形態(tài)和力學(xué)性能的影響，并定量分析了不同鈦含量對(duì)灰鑄鐵件致密性的影響。
1 試驗(yàn)條件與方法
由于鈦可增加高碳當(dāng)量灰鑄鐵件的力學(xué)性能，本試驗(yàn)選擇中低碳當(dāng)量的灰鑄鐵件作為對(duì)象，研究不同砂型條件下鑄件組織的變化。試驗(yàn)采用250kg中頻感應(yīng)爐熔煉，爐料配比：Z14生鐵40％，回爐料30％，廢鋼30％，一部分增碳劑和鉻、銅合金。
展開 在中錳抗磨球墨鑄鐵件生產(chǎn)中，常見的鑄件缺陷除有灰鑄鐵件和球墨鑄鐵件的一般缺陷外，還有碳化物量過高或連續(xù)網(wǎng)狀分布、索氏體量和奧氏體量過高等。通常，產(chǎn)生這些缺陷的原因不單是化學(xué)成分中Si/Mn比的選擇問題，有時(shí)還有造型制芯、熔煉澆注、配砂質(zhì)量、落砂清理等許多生產(chǎn)工序的問題，因此必須具體分析，以便采取相應(yīng)的合理措施加以解決。
生產(chǎn)中錳抗磨球墨鑄鐵件時(shí)，除常見的一般(包括球化處理方面的)外，屬于中錳抗磨球墨鑄鐵件特有的一些缺陷及其原因分析與防止方法可參見如下。
碳化物過量或呈連續(xù)網(wǎng)狀分布
特征:
1.脆性大、沖擊韌度αk＜4.0J/cm2
2.試片斷口齊平，顏色灰白，或者白而發(fā)亮
3.三角試片白口過大
原因分析:
1.Si/Mn低或Mn是過高
2.冷卻速度過快，或打箱太早
3.ω(RE+Mg殘留量)>0.1%或球化劑加入最過多
4.孕育劑加入量不夠或效果不佳
5.碳化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)>40%
防止方法:
1.進(jìn)行護(hù)前快速分析，正確控制Si、Mn含量
2.控制球化劑加入量，在保證球化的前提下，盡量減少球化劑加入量
3.球化劑加入量過多時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)加原鐵液。
展開 在中錳抗磨球墨鑄鐵件生產(chǎn)中，常見的鑄件缺陷除有灰鑄鐵件和球墨鑄鐵件的一般缺陷外，還有碳化物量過高或連續(xù)網(wǎng)狀分布、索氏體量和奧氏體量過高等。通常，產(chǎn)生這些缺陷的原因不單是化學(xué)成分中Si/Mn比的選擇問題，有時(shí)還有造型制芯、熔煉澆注、配砂質(zhì)量、落砂清理等許多生產(chǎn)工序的問題，因此必須具體分析，以便采取相應(yīng)的合理措施加以解決。
生產(chǎn)中錳抗磨球墨鑄鐵件時(shí)，除常見的一般(包括球化處理方面的)外，屬于中錳抗磨球墨鑄鐵件特有的一些缺陷及其原因分析與防止方法可參見如下。
碳化物過量或呈連續(xù)網(wǎng)狀分布
特征:
1.脆性大、沖擊韌度αk＜4.0J/cm2
2.試片斷口齊平，顏色灰白，或者白而發(fā)亮
3.三角試片白口過大
原因分析:
1.Si/Mn低或Mn是過高
2.冷卻速度過快，或打箱太早
3.ω(RE+Mg殘留量)>0.1%或球化劑加入最過多
4.孕育劑加入量不夠或效果不佳
5.碳化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)>40%
防止方法:
1.進(jìn)行護(hù)前快速分析，正確控制Si、Mn含量
2.控制球化劑加入量，在保證球化的前提下，盡量減少球化劑加入量
3.球化劑加入量過多時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)加原鐵液。
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?摘要：根據(jù)球墨鑄鐵的凝固特點(diǎn)及其凝固過程的體積變化，提出鐵型覆砂鑄造工藝生產(chǎn)球墨鑄鐵件也需要補(bǔ)縮的觀點(diǎn)。在工藝設(shè)計(jì)時(shí)，要充分利用鐵型鑄型剛性好的特點(diǎn)，更加有效地發(fā)揮球墨鑄鐵石墨化膨脹的自補(bǔ)縮特性，并分別采用無冒口法、順序凝固法、直接實(shí)用冒口法、均衡凝固法、冷冒口法、激冷法及數(shù)值模擬技術(shù)，用幾個(gè)實(shí)例詳細(xì)闡述了防止鑄件產(chǎn)生縮松縮孔的工藝措施。
球墨鑄鐵具有強(qiáng)度高、韌性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車、農(nóng)機(jī)、船舶、管道、液壓機(jī)械等重要的制造業(yè)中，但是球墨鑄鐵件的縮松縮孔缺陷一直是生產(chǎn)中存在的一個(gè)突出問題。鐵型覆砂鑄造是在金屬型鑄造和殼型鑄造的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種鑄造新技術(shù)。
由于鐵型和覆砂層組成的鑄型剛性好、冷卻快、覆砂層致密度好，生產(chǎn)的鑄件具有尺寸精度高、加工余量小、表面質(zhì)量好、內(nèi)部組織致密、產(chǎn)品質(zhì)量一致性好等優(yōu)點(diǎn)，尤其對(duì)于球墨鑄鐵件，可以充分利用石墨化膨脹，來發(fā)揮其自補(bǔ)縮特性。但這并不代表鐵型覆砂鑄造球墨鑄鐵件不會(huì)有縮松縮孔缺陷，都可以實(shí)現(xiàn)無冒口鑄造。本文以球墨鑄鐵的凝固特點(diǎn)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)值模擬技術(shù)，介紹了鐵型覆砂鑄造工藝防止鑄件縮孔縮松的各種方法及其成功案例。
1 球墨鑄鐵的凝固特點(diǎn)
國內(nèi)外鑄造工作者對(duì)球墨鑄鐵進(jìn)行了幾十年的研究，得出了它和其他合金不同的凝固特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下方面：
（1）球墨鑄鐵的共晶凝固范圍較寬。球墨鑄鐵共晶結(jié)晶時(shí)，由于加鎂處理的結(jié)果，石墨核心在液相中長到一定尺寸時(shí)即被奧氏體包圍。
展開 常用鑄鐵件和種類與應(yīng)用
一、灰鑄鐵件
流動(dòng)性好、體收縮和線收縮小。綜合力學(xué)性能低，抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度高約3～4倍。吸振性好。彈性模量較低。
應(yīng)用：形狀可以復(fù)雜，結(jié)構(gòu)允許不對(duì)稱。有箱體性、筒性等，例如，用于發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸體、筒套、各種機(jī)床床身、底座、平板、平臺(tái)等鑄件。
二、球墨鑄鐵件
流動(dòng)性與灰鑄鐵相近；體收縮比灰鑄鐵大，而線收縮小，易形成縮孔、疏松。綜合力學(xué)性能較高，彈性模量比灰鑄鐵高；抗磨性好；沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度較好。消振能力比灰鑄鐵低。
應(yīng)用：一般多設(shè)計(jì)成均勻壁厚；對(duì)于厚大斷面件，可采用空心結(jié)構(gòu)，如球墨鑄鐵曲軸軸頸部分。
三、可鍛鑄鐵件
流動(dòng)性比灰鑄鐵差；體收縮很大， 退火后，最終線收縮很小。退火前， 很脆，毛坯易損壞。綜合力學(xué)性能稍次于球墨鑄鐵，沖擊韌性比灰鑄鐵大3～4倍。
應(yīng)用：由于鑄態(tài)要求白口，一般是薄壁均勻件，常用厚度為5～16mm。為增加其剛性，截面形狀多為工字形、丁字形或箱形，避免十字形截面；零件突出部分應(yīng)用肋條加固。
四、鑄鋼件
流動(dòng)性差，體收縮、線收縮和裂紋敏感性都較大。綜合力學(xué)性能高；抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度幾乎相等。吸振性差。
應(yīng)用：結(jié)構(gòu)應(yīng)具有最少的熱節(jié)點(diǎn)，并創(chuàng)造順序凝固的條件。相鄰壁的連接和過渡更應(yīng)圓滑；鑄件截面應(yīng)采用箱形和槽形等近似封閉狀的結(jié)構(gòu)；一些水平壁應(yīng)改成斜壁或波浪形； 整體壁改成帶窗口的壁，窗口形狀最好為橢圓形或圓形，窗口邊緣須做出凸臺(tái)，以減少產(chǎn)生裂紋的可能。
五、錫青銅和磷青銅件
鑄造性能類似灰鑄鐵。
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第三步：修復(fù)后的注意事項(xiàng)
地軌修好了，如果不注意維護(hù)，很快又會(huì)變形：
重新調(diào)整水平：修復(fù)后安裝時(shí)必和須重新找水平，用地腳螺栓和墊鐵調(diào)平，并用水平儀復(fù)核
避免過載：不要長期放置超過地軌承載能力的重物，鑄鐵件比較怕超負(fù)荷
均勻使用：測(cè)試設(shè)備盡量分散放置，避免長期集中在一個(gè)區(qū)域
定期檢定：修復(fù)后建議3個(gè)月內(nèi)復(fù)檢一次平面度，之后每6到12個(gè)月定期檢定
做好防護(hù)：不用時(shí)清理干凈，涂防銹油
例如，風(fēng)電設(shè)備軸承座與主軸裝配時(shí)，需在平臺(tái)上測(cè)量兩者的平面度偏差，確保運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的同心度
焊接鉚接工藝輔助：對(duì)于大型金屬結(jié)構(gòu)件，鑄鐵平臺(tái)可作為焊接鉚接的基準(zhǔn)工作臺(tái)，利用其剛性和穩(wěn)定性防止工件在焊接過程中因受熱變形導(dǎo)致的尺寸偏差
2. 質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域：精度測(cè)量與誤差判定
鑄鐵試驗(yàn)平臺(tái)是計(jì)量檢測(cè)環(huán)節(jié)的“標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)面”，廣泛用于測(cè)量工具的校準(zhǔn)和零件精度檢測(cè)。
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試驗(yàn)材料及方法
試驗(yàn)材料為啞鈴型鑄鋁和鑄鐵件，根據(jù)常用零件的最小壁厚，選擇平行段直徑為 5 mm、夾持端直徑為 12 mm 的試樣。平行段工作部分表面粗糙度為 0.32 μm，同軸度小于 0.01 mm，使用銑床和外圓磨床進(jìn)行加工。測(cè)試設(shè)備為液壓伺服型高速拉伸試驗(yàn)機(jī)和高速相機(jī)及數(shù)字圖像處理系統(tǒng)。
制定出最佳工藝來保證獲得無皺皮的優(yōu)質(zhì)消失模澆注鑄鐵件。
文章來源：鑄造網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)
現(xiàn)代制造業(yè)80%以上金屬結(jié)構(gòu)件的破壞是由疲勞失效引起，鑄鐵凝固產(chǎn)生的渣孔、氣孔和集聚晶界的低熔點(diǎn)微量元素，都是鑄鐵結(jié)構(gòu)件中的疲勞源或斷裂點(diǎn)。當(dāng)N含量＜90ppm時(shí)，灰鑄鐵件不會(huì)產(chǎn)生這種氮析出氣孔。Ca、Ba、FeSi的孕育，枝晶數(shù)量減少，長度變短。硅鋯錳復(fù)合孕育劑孕育顯著增加奧氏體核心，使初生奧氏體數(shù)量增多。
對(duì)于用粘土濕型砂制造的鑄鐵件，型砂的粒度以細(xì)一些為好。由于混砂時(shí)舊砂用量一般都在90%以上，決定型砂粒度的因素主要是舊砂。新砂加入量很少，不可能靠加入新砂來改變型砂的粒度。所以，應(yīng)該經(jīng)常檢測(cè)舊砂的粒度：140目篩上的砂粒應(yīng)在10%～15%之間，200目篩、270目篩和底盤上細(xì)砂的總和應(yīng)盡量少，細(xì)砂的總和一般應(yīng)少于4%。
適合一些中大尺寸的產(chǎn)品，比如鑄鐵件、鍛件、機(jī)加工件、大型渦輪葉片等。拋丸是通過高速旋轉(zhuǎn)的葉輪把小鋼丸拋出去，撞擊零件表面，除去氧化層。這種研磨方式的優(yōu)點(diǎn)是適合特大型或中大型產(chǎn)品工件，可處理復(fù)雜外形，并可提高產(chǎn)品表面的金相結(jié)構(gòu)，改善表面機(jī)械性能。
為防止鑄件與金屬型粘合和鑄鐵件產(chǎn)生白口，在離心金屬型上的涂料層有時(shí)較厚。離心鑄造用涂料大多用水作載體。有時(shí)也用于固態(tài)涂料，如石墨粉，以使鑄件能較易地自型中取出。
噴刷涂料時(shí)應(yīng)注意控制金屬型的溫度。在生產(chǎn)大型鑄件時(shí)，如果鑄型本身的熱量不足以把涂料洪干，可以把鑄型放在加熱爐中加熱，并保持鑄型的工作溫度，等待澆注。
②由于不含N、P、S，所以特別適合于鑄鋼件、球墨鑄鐵件生產(chǎn)。
③不會(huì)產(chǎn)生脈紋毛刺缺陷。其它自硬樹脂鑄型，在澆注和凝固過程中，在鑄型/金屬界面會(huì)出現(xiàn)裂紋。而酯硬化酚醛樹脂自硬砂在澆注和凝固過程中，表層出現(xiàn)可避免開裂的短暫的熱塑性階段，因而可得到無脈毛刺紋缺陷的光潔鑄件。
④堿性酚醛樹脂對(duì)原砂的適應(yīng)性廣，不僅適用于硅砂，也適用于需酸值高的鎂砂、鎂橄欖石砂、鉻鐵礦砂等特種砂。
鑄鐵件去應(yīng)力退火溫度一般為500～550℃，超過550℃容易造成珠光體的石墨化。焊接鋼件的退火溫度一般為500～600℃。一些大的焊件構(gòu)件，難以在加熱爐內(nèi)進(jìn)行去應(yīng)力退火，常常采用火焰或工頻感應(yīng)加熱局部退火，其退火加熱溫度一般高于爐內(nèi)加熱。去應(yīng)力退火保溫時(shí)間也要根據(jù)工件的截面尺寸和裝爐量決定。鋼的保溫時(shí)間為3min/mm，鑄鐵的保溫時(shí)間為6min/mm。
