表2.1-15抗磨白口鑄鐵牌號(hào)及化學(xué)成分(摘自GB/T8263-1999)

表2.1-16抗磨白口鑄鐵力學(xué)性能及應(yīng)用舉例(摘自GB/T8263-1999)

注：

1.牌號(hào)中的"DT"和" GT",，分別為“低碳"和“高碳"的拼音字母的字母,，表示含碳全的高低。

2.鑄鐵的熱處理規(guī)范和金相組織,，參見(jiàn)GB/T8263-1999,。

3.鑄件在清理鑄件或處理鑄件缺陷過(guò)程中，不能采用火焰切割,、電弧切割,、電焊切割和補(bǔ)焊。

鑄鋼件在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生各種不同的鑄造缺陷,如何這些缺陷,一直是鑄件生產(chǎn)廠家關(guān)注的問(wèn)題,。本文主要介紹了筆者在這方面的一些認(rèn)識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),。 1砂眼 砂眼缺陷處內(nèi)部或表面有充塞著型（芯）砂的小孔，砂眼是一種常見(jiàn)的鑄造缺陷,，往往導(dǎo)致鑄件報(bào)廢,。砂眼是由于金屬液從砂型型腔表面沖下來(lái)的砂粒（塊），或者在造型,，合箱操作中落人型腔中的砂粒（塊）來(lái)不及浮入澆冒系統(tǒng),，留在鑄件內(nèi)部或表面而造成的。 砂眼的措施： （1）嚴(yán)格控制型砂性能,，提高砂型芯的表面強(qiáng)度和緊實(shí)度,，減少毛刺和銳角，減少?zèng)_砂,。 （2）合箱前把型腔和砂芯表面的浮砂處理干凈,，平穩(wěn)合箱，如果是明冒口或貫通出氣眼,，應(yīng)避免散砂從中掉人型腔,，合箱后要盡快澆注,。 （3）設(shè)置正確合理的澆冒系統(tǒng)，避免金屬液對(duì)型壁和砂芯的沖刷力過(guò)大,。 （4）澆口杯.澆口磚管內(nèi)壁表面要光滑,，不能有浮砂和其他附著物。 2粘砂 在鑄件表面上,，全部或部分覆蓋著一層金屬(或金屬氧化物)與砂（或涂料）的混（化）合物或一層燒結(jié)構(gòu)的型砂,，致使鑄件表面粗糙，難于清理,。粘砂多發(fā)生在型,、芯表面受熱作用強(qiáng)烈的部位，分機(jī)械粘砂和化學(xué)粘砂兩種,。機(jī)械粘砂是由金屬液滲入鑄型表面的微孔中形成的,，當(dāng)滲入深度小于砂粒半徑時(shí)，鑄件不形成粘砂,，只是表面粗糙,，當(dāng)滲入深度大于砂粒半徑時(shí)，就形成機(jī)械粘砂,，化學(xué)粘砂是金屬氧化物和造型材料（如粘土質(zhì)澆口杯.澆口磚管內(nèi)壁氧化鐵）相互進(jìn)行化學(xué)作用的產(chǎn)物，與鑄件牢固地結(jié)合在一起而形成的,。 粘砂的措施： （1）選用耐火度高的砂,，以提高型砂，芯砂的耐火度,，原砂的SiO2含量在96%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）以上,，而且砂粒應(yīng)對(duì)粗些。鑄鋼件的澆注溫度越高,，壁厚越厚,，對(duì)原砂中SiO2含量的要求越高。 （2）適當(dāng)降低澆注溫度和提高澆注速度,，減輕金屬液對(duì)砂型的熱力學(xué)和物理化學(xué)作用,。 （3）砂型緊實(shí)度要高（通常大于85）且均勻，減少砂粒間隙,；型,、芯修補(bǔ)到位，不能有局部疏松,。 （4）采用在高溫下不開(kāi)裂,、不燒結(jié)成熔洞的涂料。（5）選用材質(zhì)較好的澆口磚管,，如高鋁質(zhì),，淘汰內(nèi)壁帶黑點(diǎn)狀氧化鐵雜質(zhì)粘土耐火制品,。 3氣孔 在鑄件內(nèi)部，表面或近于表面處,，有大小不等的光滑孔眼,，形狀有圓的，長(zhǎng)的及不規(guī)則的,，有單個(gè)的,，也有聚集成片的。顏色有白色的或帶一層暗色,，有時(shí)覆有一層氧化皮,。由于氣體的來(lái)源和形成原因不同，氣孔的表現(xiàn)形式也各不相同,，有侵入性氣孔,、析出性氣孔和反應(yīng)性氣孔。 侵入性氣孔體積較大,，形狀近似梨形,，常出現(xiàn)在鑄件上部靠近型芯壁或澆注位置處，主要是由于砂型芯中產(chǎn)生的氣體侵入金屬中未能逸出造成的,，梨形氣孔小端位置表明氣體由該處進(jìn)入鑄人件,。 析出性氣孔多而分散，一般位于鑄件表面,，往往同一爐鑄件幾乎都會(huì)出現(xiàn),，主要是由于金屬在熔煉過(guò)程中吸收的氣體在凝固前未能全部析出，就在鑄件中形成許多分散的小氣孔,。 反應(yīng)性氣孔是由于金屬一鑄型界面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的氣孔,，因其分布均勻且往往在鑄件表皮以下1-3è處（有時(shí)在一層氧化皮下面）出現(xiàn)，所以又稱(chēng)為皮下氣孔,。又由于這種氣孔多呈細(xì)長(zhǎng)形針孔狀,，其長(zhǎng)軸與鑄件表面垂直，又可將其稱(chēng)為針孔,。 氣孔的措施： （1）采用潔凈干燥的爐料,，限制含氣量較多的爐料的使用，降低熔煉時(shí)金屬的吸氣量,；澆包要烘干燙包,；可以適當(dāng)提高澆注溫度以利于氣體擴(kuò)散。 （2）澆注時(shí)控制好壓頭和速度,，鋼水平穩(wěn)充填砂型型腔,，避免產(chǎn)生紊流，防止卷入氣體,。 （3）減少發(fā)氣量,，控制型（芯）砂水分及發(fā)氣原料的含量,，減少砂型在澆注過(guò)程中的發(fā)氣量，不使用受潮,，生銹或有油污的冷鐵和芯撐等,。 （4）改善砂型的透氣性，選擇合適的砂型緊實(shí)度,，提高砂型和型芯的透氣性,；合理安排出氣眼，使型（芯）內(nèi)氣體能順利排出,。 （5）提高氣體進(jìn)入金屬液的阻力.合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng),避免澆注時(shí)卷入氣體,在型（芯）表面涂刷涂料以減少少金屬一鑄型的界面作用,。（6）選用具有一定透氣性的澆口磚管，顯氣孔率大于30%,。4縮孔,、縮松 在鑄件厚斷面內(nèi)部,熱節(jié)處或軸心等凝固的地方,形成不規(guī)則的表面粗糙的孔洞,該處晶粒粗大,往往帶有樹(shù)枝晶.孔洞大而集中的為縮孔,孔眼小而分散的稱(chēng)為縮松.主要是由于鑄件在冷卻凝固時(shí)所產(chǎn)生的液態(tài)收縮和凝固收縮遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于固態(tài)收縮,且在鑄件凝固的地方得不到金屬液的補(bǔ)充造成的。

縮孔,、縮松的措施： （1）盡量降低注溫度和澆注速度,澆注后期的補(bǔ)澆要充分到位,。 （2）合理設(shè)計(jì)澆冒系統(tǒng),壁厚小且均勻的鑄件要采用同時(shí)凝固,壁厚大且不均勻的鑄件采用由薄向厚的順序凝固,使鑄件得到充分補(bǔ)縮。 （3）在鑄件厚斷面部位,合理放置內(nèi),外冷鐵,。 （4）盡量減少鑄件的熱節(jié)部位,。 5夾砂、結(jié)疤 夾砂是指在鑄件表面上,有一層金屬瘤狀物或片狀物,在金屬瘤片和鑄件之間夾有一層型砂或涂料,結(jié)疤是由于金屬液在鑄型表面局部沖去了一塊砂的地方或在發(fā)生攪拌或沸騰現(xiàn)象的地方出現(xiàn)了一塊 凸出的,脫落的砂夾在疤塊中或鑄件的其他部位中,。在澆注時(shí),濕型型腔表面的水分因受到鋼液的高溫烘烤而向砂型內(nèi)部發(fā)生遷移,形成強(qiáng)度較低的水分凝聚區(qū),易使型腔表面脫層而造成鑄鋼件結(jié)疤 夾砂等缺陷 夾砂,、結(jié)疤的措施： （1）嚴(yán)格控制型砂、芯砂性能,。 （2）澆注時(shí)間盡量短；澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)使金屬液進(jìn)入型腔時(shí)平穩(wěn)而沖擊力不大,內(nèi)澆口的布置要適當(dāng)分散以避免鑄型局部過(guò)熱,同時(shí)盡快地覆蓋住下型面,。 （3）大平面的板狀鑄件可采用傾斜澆注,； （4）鑄型上扎氣眼以利于水水蒸氣及其他氣體的排除,使水分凝聚區(qū)后移和降低其中的水分,減少氣體壓力對(duì)型腔表面的拱托作用。 （5）修型時(shí)避免用壓勺來(lái)回壓大平面,防止分層,。 6裂紋 裂紋分為熱裂和冷裂,。熱裂主要由S引起，多為不規(guī)則形狀,裂口處金屬表皮氧化;冷裂主要由P引起,裂口較直,開(kāi)裂處有金屬光澤,有時(shí)出現(xiàn)輕微氧化色,。部分鑄件采用水爆清砂工藝,，亦可導(dǎo)致裂紋。 裂紋的措施： （1）提高砂型和砂芯的退讓性,。 （2）嚴(yán)格控制爐料及鋼水中的S,、P含量。 （3）鑄件壁厚盡量材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,。鑄件的精度和全部生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)效果,，主要取決于這道工序,。在很多現(xiàn)代化的鑄造車(chē)間里，造型造芯都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化或自動(dòng)化,。常用的砂型造型造芯設(shè)備有高,、中、低壓造型機(jī),、拋砂機(jī),、無(wú)箱射壓造型機(jī)、射芯機(jī),、冷和熱芯盒機(jī)等,。

鑄件自澆注冷卻的鑄型中取出后，有澆口,、冒口,、金屬毛刺、披鋒和合模線(xiàn),，砂型鑄造的鑄件還粘附著砂子,，因此必須經(jīng)過(guò)清理工序。進(jìn)行這種工作的設(shè)備有磨光機(jī),、拋丸機(jī),、澆冒口切割機(jī)等。砂型鑄件落砂清理是勞動(dòng)條件較差的一道工序,，所以在選擇造型方法時(shí),，應(yīng)盡量考慮到為落砂清理創(chuàng)造方便條件。有些鑄件因特殊要求,，還要經(jīng)鑄件后處理,，如熱處理 防銹處理、粗加工等,。
行業(yè)特點(diǎn)
鑄造是比較經(jīng)濟(jì)的毛坯成形方法,，對(duì)于形狀復(fù)雜的零件更能顯示出它的經(jīng)濟(jì)性。如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體和缸蓋,，船舶螺旋槳以及精致的藝術(shù)品等,。有些難以切削的零件 ，如燃汽輪機(jī)的鎳基合金零件不用鑄造方法無(wú)法成形,。
另外,，鑄造的零件尺寸和重量的適應(yīng)范圍很寬，金屬種類(lèi)幾乎不受限制,；零件在具有一般機(jī)械性能的同時(shí),，還具有耐磨、耐腐蝕,、吸震等綜合性能,，是其他金屬成形方法如鍛,、軋、焊,、沖等所做不到的,。因此在機(jī)器制造業(yè)中用鑄造方法生產(chǎn)的毛坯零件，在數(shù)量和噸位上迄今仍是最多的,。
鑄造生產(chǎn)經(jīng)常要用的材料有各種金屬,、焦炭、木材,、塑料,、氣體和液體燃料、造型材料等,。所需設(shè)備有冶煉金屬用的各種爐子,，有混砂用的各種混砂機(jī)，有造型造芯用的各種造型機(jī),、造芯機(jī),，有清理鑄件用的落砂機(jī)、拋丸機(jī)等,。還有供特種鑄造用的機(jī)器和設(shè)備以及許多運(yùn)輸和物料處理的設(shè)備,。

鑄造生產(chǎn)有與其他工藝不同的特點(diǎn)，主要是適應(yīng)性廣,、需用材料和設(shè)備多,、污染環(huán)境。鑄造生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生粉塵,、有害氣體和噪聲對(duì)環(huán)境的污染,，比起其他機(jī)械制造工藝來(lái)更為嚴(yán)重，需要采取措施進(jìn)行控制,。
對(duì)于鑄造工程師以及機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師而言,，熱處理是一項(xiàng)非常有意義，而具甚高價(jià)值用以改進(jìn)材料品質(zhì)的方法,，借熱處理可以改變或影響鑄鐵的組織及性質(zhì)，同時(shí)可以獲得更高的強(qiáng)度,、硬度,，而改善其磨耗抵抗能力等等。
由于目的不同,，熱處理的種類(lèi)非常多,，基本主要可分成兩大類(lèi)，類(lèi)是組織構(gòu)造不會(huì)經(jīng)由熱處理而發(fā)生變化或者也不應(yīng)該發(fā)生改變的,，第二則是基本的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化者,。熱處理程序,，主要用於內(nèi)應(yīng)力，而此內(nèi)應(yīng)力系在鑄造過(guò)程中由於冷卻狀況及條件不同而引起,。組織,、強(qiáng)度及其他機(jī)械性質(zhì)等，不因熱處理而發(fā)生明顯變化,。對(duì)於第二類(lèi)熱處理而言,，基地組織發(fā)生了明顯的改變，可大致分為五類(lèi)：