铸造及球墨铸铁技术
铸造及球墨铸铁技术
1、砂型铸造工艺设计
答：就是依据铸造零件结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等，确定工艺方案的确定和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。
2、为什么在设计之前，一定要弄清楚设计依据（客户要求，生产条件）？
答：1、注意零件的结构是否符合铸造工艺性；
2、零件应符合的技术要求；
3、产品数量及生产期限；
4、设备能力、原材料供给能力；
5、生产经验、操作能力能及模具制程能力
3、一般铸造工艺设计包括哪些内容？
答：铸造工艺图，铸件(毛坯)图、铸型装配图(合箱图)、工艺卡及操作工艺规程。
4、一般铸造工艺装备设计包括哪些内容？
答“模样图、模板图、芯盒图、砂箱图、压铁图、专用量具图和样板图、组合下芯夹具图等。
2.1、铸造工艺方案通常包括哪些内容？
答：1、铸造工艺图（在零件图上，用标准(JB2435—78)规定的红、蓝色符号表示出：浇注位置和分型面，加工余量，铸造收缩率(说明)。起模斜度，模样的反变形量，分型
负数，工艺补正量，浇注系统和冒口，内外冷铁，铸肋，砂芯形状，数量和芯头大
小等）；
2、铸件图（反映铸件实际形状、尺寸和技术要求。用标准规定符号和文字标注，反映
内容：加工余量，工艺余量，不铸出的孔槽，铸件尺寸公差，加工基准，铸件金属
牌号，热处理规范，铸件验收技术条件等）；
3、铸型装配图（表示出浇注位置，分型面、砂芯数目，固定和下芯顺序，浇注系统、
冒口和冷铁布置，砂箱结构和尺寸等）；
4、铸造工艺卡（说明造型、造芯、浇注、开箱、清理等工艺操作过程及要求)
2.2一个好铸造零件是怎样设计出来的？
答：应从零件结构的铸造工艺性的改进，铸造、造型、造芯方法的选择，铸造工艺方案的确定，浇注系统和冒口的设计，直至铸件清理方法，以及注意节约能源、保护环境和维护工人身体健康等方面考虑。
2.3为什么工艺设计前要仔细审查零件的结构工艺性？
答：第一，审查零件结构是否符合铸造工艺的要求；
第二，在既定的零件结构条件下，考虑铸造过程中可能出现的主要缺陷，在工艺设计中采取措施予以防止。
2.4从避免缺陷方面（保证铸件品质）注意审查零件的哪几项？
答：(一)铸件应有合适的壁厚；(二)铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意壁厚过渡和圆角；(三)铸件内壁应薄于外壁；(四)壁厚力求均匀，减少肥厚部分，防止形成热节；(五)利于补缩和实现顺序凝固；(六)防止铸件翘曲变形；(七)避免浇注位置上有水平的大平面结构。
2.5从有利于铸造过程方面应重点审查铸件结构的哪几项？
答：(一)改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板的结构；(二)取消铸件外表侧凹；(三)改进铸件内腔结构以减少砂芯；(四)减少和简化分型面；(五)有利于砂芯的固定和排气；(六)减少清理铸件的工作量；(七)简化模具的制造；(八)大型复杂件的分体铸造和简单小件的联合铸造
2.6选择造型、造芯方法时，要考虑哪些原则？
答：一、优先采用湿型（使用条件：1、铸件不易过高；2、造型过程长或需长时间等待浇注；
3、型内有较多的冷铁）；
二、造型、造芯方法应和生产批量相适应；
三、造型方法应适合工厂条件；
四、要兼顾铸件的精度要求和成本
2.7浇注位置的真正含义是什么？
答：浇注位置是指浇注时未来铸件在型内所处的状态（姿态）和位置
2.8你能区分下列容易混淆的术语吗？金属的引入位置，平造卧浇，平造立浇，浇注位置
2.9浇注位置的确定为何受到铸造工艺人员的重视？就遵循哪些原则？
答：浇注时，朝下的铸件表面就比较光洁、干净；而朝上的表面，容易有砂孔，渣孔、夹砂等缺陷，粗糙度高；铸件下部的金属在凝固时，受到上部金属压力作用和补缩，比较致密，力学性能容易得到保证。因此，浇注位置的确定是工艺设计中重要环节。
应遵循的原则：
1．铸件的重要部分应尽量置于下部
2．重要加工面应朝下或呈直立状态
3．使铸件的大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷
4．应保证铸件能充满
5．应有利于铸件的补缩
6．避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验
7．应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致
2.10为何要设分型面？设它有何好处和害处？
答：分型面主要是为了取出模样而设置的，但对铸件精度会造成损害。一方面它使铸件产生错偏，这是因合箱对准误差引起的；另一方面由于合箱不严，在垂直分型面方向上增加铸件尺寸。
2.11选择分型面要遵循哪些原则？
答：1．应使铸件全部或大部置于同一半型内
2．应尽量减少分型面的数目
3．分型面应尽量选用平面
4．便于下芯、合箱和检查型腔尺寸
5．不使砂箱过高
6．受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度
7．注意减轻铸件清理和机械加工量
3.1砂芯有哪些功用？P252
砂芯的功用是形成铸件的内腔、孔洞和铸件外形不能出砂的部位。砂芯局部要求特殊性能的的部分，有时也用砂芯。
3.2砂芯应满足哪几项基本要求？P252
砂芯的形状、尺寸及在砂型中的位置应符合铸件要求，具有足够的强度和刚度，在铸件形成过程中砂芯所产生的气体能及时排出型外，铸件收缩时阻力小和容易清砂。
3.3*设置砂芯的基本规则是什么？P252-254
①保证铸件内腔尺寸精度；
②保证操作方便；
③保证铸件壁厚均匀；
④应尽量减少砂芯数目；
⑤填砂面应宽敞，烘干支撑面是平面
⑥砂芯形状适应造型、制芯方法。
3.4芯头有哪三大功能？P254
芯头可以固定砂芯，使砂芯在铸型中有准确的位置；砂芯能承受砂芯重力及浇注时液体金属对砂芯的浮力；芯头能及时排出浇注后砂芯所产生的气体至型外。
3.5*芯头结构中由哪几项组成？它们各自起什么作用？P254-256
芯头结构包括芯头长度、斜度、间隙、压环、防压环和集砂槽。芯头长度使芯头和铸件之间形成承压面积，避免砂芯在液体金属冲击下发生偏斜；芯头斜度使合箱方便，避免上下芯头和铸型相碰；芯头间隙使下芯方便，避免擦砂；芯头压环造型后在上芯座上凸起一环型砂，合箱后把砂芯压紧，避免液体金属沿间隙钻入芯头，堵塞通气道；防压环是在水平芯头靠近模样的根部设置凸起圆环，造型后相应部位部位形成下凹的环状缝隙，下芯合箱时可防止此处砂型被压塌，防止掉砂缺陷；集砂槽用来存放散落的砂粒，加快下芯速度。
3.6核算芯头承压面积时，要注意什么？P256
芯头的承压面积应足够大，以保证在金属液的最大浮力作用下不超过铸型的许用压应力。若受砂箱等条件限制，不能增加芯头尺寸，可采用提高芯座抗压强度的方法如在芯座部分附加砂芯、铁片、耐火砖等，在许可的情况下，附加芯撑也可增加承压面积。
3.7为何要设计特殊定位芯头？P257
有的砂芯有特殊的定位要求，如防止砂芯在型内绕轴线转动，不许可轴向位移偏差过大或芯芯时搞错方位，避免下错芯头。这样的情况必须要设计特殊定位芯头。
3.8*铸造工艺参数包含哪些内容？请说出10个参数的名称。P257
铸造工艺参数通常是指铸造工艺设计时所需要确定的某些数据，包括：铸造收缩率、机械加工余量、起模斜度、最小铸出孔的尺寸、工艺补正量、分型负数、反变形量、非加工壁厚的负余量、砂芯负数及分芯负数等。
3.9几乎每张铸造工艺图上都会用到的工艺参数是哪几项？P257
铸造收缩率、机械加工余量、起模斜度等是每张铸造工艺图上都会标明的，其它工艺能数只用于特定的条件下。
3.10铸件尺寸公差的定义，共分多少级？P257
铸件尺寸公差是指铸件公称尺寸的两个允许极限尺寸之差，在这个允许极限尺寸之内铸件可满足加工、装配和使用的要求。按国家标准《铸件尺寸公差》（GB6414-1999）规定，在正常生产条件下通常所能达到的公差，由精到粗分为16级，命名为CT1~CT16。
3.11*你能列出砂型铸钢件、灰铸铁件的尺寸公差等级范围吗？为何机器造型和手工造型的等级不一样？为何成批大量生产和小批单件生产的级别不一样？
P258
砂型铸钢件和灰铸铁件的尺寸公差等级范围均为：CT11~14，机器造型设备模具先进，工艺过程严谨，人为因素影响较少，比手工造型尺寸公差等级高。
成批大量生产的铸件，可以通过对设备和工装的改进、调整和维修，严格工艺过程的管理，提高操作水平等措施得到更高的公差等级，对小批和单件生产的铸件，不适当地采用过高的工艺要求来提高公差等级，通常是不经济的。
3.12什么是铸件公称重量？P258
铸件公称重量是包括加工余量和其他工艺余量，作为衡量被检验铸件轻重的基准重量。
3.13*机械加工余量1999标准中的RMA和1989标准中的MA有何不同？为什么从数值上看，RMA相对于MA变小了？（提纲P40）
1989年旧标准中MA为“机械加工余量数值”，1999年标准中的RMA为“要求的机械加工余量数值”，考虑了尺寸公差值，单侧加工时：MA=RMA±CT/2（“+”用于凸体尺寸，“-”用于凹体尺寸），因此MA从数值上看比RMA大。
3.14*怎样才能给出准确的铸造（件）收缩率？P262
铸造收缩率（模样放大率）K的定义是：
L M-L J 式中：L M——模样或芯盒工作面的尺寸；
K=×100%，L J——铸件尺寸。
L J
铸造收缩率受许多因素的影响，在设计过程中，必须结合合金的种类、成分、铸件结构、冷却、收缩时受到的阻力大小、冷却条件的差异等，要十分准确的给出铸造收缩率很困难，因此，我们在铸造工艺设计时，先确定铸件的尺寸L J，再通过给出铸造收缩率K来确定模样和芯盒的尺寸L J。
3.15怎样才能使大量生产的铸件精度提高？P262
对于大量生产的铸件，一般应在试生产过程中，对铸件多次划线，测定铸件各部位的实际收缩率，反复修改木模，直至铸件尺寸符合铸件图样要求。然后再依实际铸造收缩率设计制造金属模。
3.16*单件、小批生产的大型铸件新产品，铸件收缩率选不准怎么办？P262
对于单件、小批生产的大型铸件，铸造收缩率的选取必须有丰富的经验，同时要结合使用工艺补正量，适当放大加工余量等措施来保证铸件尺寸达到合格。
3.17确定起模斜度时应注意些什么？P262
为了方便起模，在模样、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免损坏砂型或砂芯。这个斜度，称为起模斜度。起模斜度应在铸件上没有结构斜度、垂直于分型面的表面上应用，其大小应依模样的起模高度、表面粗糙度以及造型方法而定。
确定起模斜度时应注意：起模斜度应小于或等于产品图上所规定的起模斜度值，以防止零件在装配或工作中与其它零件相妨碍；尽量使铸件内、外壁的模样和芯盒斜度取址相同，方向一致，使铸件壁厚均匀；在非加工面上留起模斜度时，要注意与相配零件的外形一致，保持整台机器的美观；同一铸件的起模斜度应尽可能只选用一种或两种斜度，以免加工金属模时频繁地更换刀具；非加工的装配面上留斜度时，最好用减小厚度法，以免安装困难；手工制造木模，起模斜度应标出毫米数，机械加工的金属模应标明角度，以利于操作。
3.18如何判别铸件的变形的方向？为什么要使用“反变形量”？P229/266
铸件的变形规律决定于残余应力的分布规律，铸件总是趋向于减轻残余应力而发生变形。因此，铸件厚壁部分和冷却缓慢的一侧必定受拉应力而产生内凹变形；薄壁部分和冷却较快的一侧必定受压应力而发生外凸变形。
铸造较大的平板类、床身类等铸件时，由于冷却速度的不均匀性，铸件冷却后常出现变形。为了解决挠曲变形问题，在制造模样时，按铸件可能产生变形的相反方向做出反变形模样，使铸件冷却后变形的结果正好将反变形抵消，得到符合设计要求的铸件。这种在模样上做出的预变形量称为反变形量。
3.19好的浇注系统应满足哪些基本要求？P269
浇注系统是铸型中液态金属流入型腔的通道之总称。好的浇注系统的基本要求是：
⑴所确定的内浇道位置、方向和个数应符合铸件的凝固原则或补缩方法。
⑵在规定的浇注时间内充满型腔。
⑶提供必要的充型压力头，保证铸件轮廓、棱角清晰。
⑷使金属液流动平稳，避免严重紊流。防止卷入、吸收气休和使金属过度氧化。
⑸具有良好的阻渣能力。
⑹金属液进入型腔时线速度不可过高，避免飞溅、冲刷型壁或砂芯。
⑺保证型内金属液面有足够的上升速度，以免形成夹砂结疤、皱皮、冷隔等缺陷。
⑻不破坏冷铁和芯撑的作用。
⑼浇注系统的金属消耗小，并容易清理。
⑽减小砂型体积，造型简单，模样制造容易。
4.1金属液在砂型中流动有何特点？P270
①壁的多孔性、透气性和合金液的不相润湿性，给合金液的运动以特殊边界条件：当合金
液流内任一截面上各点的压力均大于型壁处的气体压力时，则呈充满态流动；若等于型壁处气体压力，则呈非充满态流动。
②在充型过程中，合金液和铸型之间有着激烈的热作用、机械作用和化学作用：炽热的合
金液流经浇注系统时，总会伴随着物理、化学过程。如合金液冲刷和侵蚀型壁，相互热交换，合金液黏度增大和体积收缩，甚至伴有结晶现象，吸收气体、使金属氧化、造成大量氧化夹杂物等。
③浇注过程是不稳定流过程：在型内合金液淹没了内浇道之后，随着合金液面上升，充型
的有效压力头逐渐变小；型腔内气体的压力并非恒定；浇注操作不可能保持浇口杯内液面的绝对稳定。
④合金液在浇注系统中一般呈紊流状态。
⑤多相流动：一般合金液总含有某些少量固相杂质、液相夹杂和气泡，在充型过程中还可
能析出晶粒及气体。
4.4怎样防止浇口杯中出现水平旋涡？P271-272
使用深度大的浇口杯，深度应大于直浇道上端直径的5倍；应用拔塞、浮塞和铁隔片等方法，使浇口杯内液体达到深度要求时，再向直浇道提供洁净的金属；在浇口杯底部安置筛网砂芯或雨淋砂芯来抑止水平旋涡；在浇口杯中设置闸门、堤坝等，降低浇注高度以避免水平旋涡并促使形成垂直旋涡；加长浇嘴和采用反向浇注，使液流一要直冲直浇道，也有利于产生水平旋流。
4.5要想让横浇道充分发挥阻渣作用应具备哪些条件？P275-276
①横浇道应呈充满流态，即满足充满条件。
②流速应尽可能低。
③内浇道的位置关系要正确：a，内浇道距直浇道应足够远，使渣团有条件浮起到超过内
浇道的吸动区；b，有正确的横浇道末端延长段，其功用为容纳最初浇注的低温、含气及渣污的金属液，防止其进入型腔；吸收液流动能，使金属流入型腔平稳。C，封闭式浇注系统的内浇道应位于横浇道的下部，且和横浇道具有同一底面，使最初浇入的冷污金属液能靠惯性流越内浇道，纳于末端延长段而不进入型腔；开放式浇注系统的内浇道应重叠在横浇道之上，且搭接面积要小，但应大于内浇道的截面积。
④封闭式浇注系统的横浇道应高而窄，一般取高度为宽度之2倍，内浇道应扁而薄，以降
低其吸动区。
⑤内浇道应远离横浇道的弯道；应尽量使用直的横浇道；内浇道同横浇道的连接，呈锐角
时初期进渣较多；呈钝角时增加紊流程度。
4.6什么叫“浇口比”？它对内浇道的流态有何影响？P279
直浇道、横浇道和内浇道截面积之比称为浇口比。以内浇道为阻流时，金属液流入型腔时喷射严重；以直浇道下端或附近的横浇道为阻流时，充型较平稳。
4.7设计内浇道基本原则有哪些？P279
①内浇道在铸件上的位置和数目应服从所选定的凝固顺序或补缩方法。
②方向不要冲着细小砂芯、型壁、冷铁和芯撑，必要时采用切线引入。
③内浇道应尽量薄，薄的内浇道的可降低内浇道的吸动区，有利于横浇道阻渣，减少进入
初期渣的可能性，减轻清理工作量，
④对薄铸件可用多浇道的浇注系统实现补缩。
⑤内浇道避免开设在铸件品质要求很高的部位，以防止金相组织粗大。
⑥为了使金属液快速而平稳地充型，有利于排气和除渣，各个内浇道中的金属流向应力求
一致，防止金属液在型内碰撞，流向混乱而出现过度紊流。
⑦尽量在分型面上开设内浇道，使造型方便。
⑧对收缩大易形成裂纹的合金铸件，内浇道的设置应尽量不阻碍铸件的收缩。
4.8顶注式浇注系统中常用哪些几种形式？它们各自适用于哪些铸件？P282
以浇注位置为其准，内浇道设在铸件顶部的，称为顶注式浇注系统。
①简单式：用于要求不高的简单小件。
②楔形式：浇道窄而长，断面积大，适用于薄壁容器类铸件。
③压边式：金属液经压边窄缝进入型腔，充型慢，有一定补缩和阻渣作用。多用于中、小
型各种厚壁铸铁件。
④雨淋式：金属液经型腔顶部许多小孔（内浇道）流入，比其他顶注式对型腔冲击力小。
适用于要求较高的筒类铸件。
⑤搭边式：自上而下导入金属液，避免直接冲击型的侧壁。适用于湿型铸造薄壁铸件。
4.10 底注式浇注系统中常用哪几种形式？它们各自适用于哪些铸件？
以浇注位置为其准，内浇道设在铸件底部的，称为底注式浇注系统。
a)底注式(基本形)浇注系统：适用于容易氧化的非铁合金铸件和形状复杂、要求高的
各种黑色铸件。
b)牛角式(horn gate)：用于各种铸齿齿轮和有砂芯的盘形铸件。
c)底雨淋式：适用于内表面质量要求高的筒类铸件等。
4.11为什么很高大的铸件多使用阶梯式浇注系统？P283
在铸件不同高度上开设多层内浇道的称为阶梯式浇注系统。
阶梯式浇注系统具有以下优点：金属液首先由最底层内浇道充型，随着型内液面上升，自下而上地、顺序地流经各层内浇道，因而充型平稳，型腔内气体排出顺利；充型后，上部金属液温度高于下部，有利于顺序凝固和冒口的补缩，铸件组织致密；易避免缩孔、缩松、冷隔及浇不足等铸造缺陷，利用多内浇道，可减轻内浇道附近的局部过热现象。正因为阶梯式浇注系统这些优点，能较可靠地控制浇注顺序，并获得有利的金属温度分布，所以很高大的铸件多使用阶梯式浇注系统。
4.12计算阻流面积的水力学公式存在什么问题？应如何改进？P287
水力学公式忽略了从包嘴至浇口杯之间的金属液下落动能的影响。这部分动能的影响有时相当大，特别是浇注高度大，而又采用漏斗形浇口杯的条件下，下落动能的一部分，作为流股进入浇口杯液面的阻力损失而转换为热能，而另外一部分动能则作为充型的动力而强化了充型过程使流量增大，最终会使计算结果和实测结果有出入。
每个工厂通过对同一品种长期大批量生产的模具进入多次实测，与计算结果进行比较，再调整阻力系数，今后根据此经验值进行铸造工艺设计。
4.14设计阶梯式浇注系统应注意防止哪两种不良现象出现？怎样防止？P283
①造型复杂，有时要求几个水平分型面，要求正确的计算和结构设计，否则，容易出现上
下各层内浇道同时进入金属液的“乱浇”现象。
②底层进入金属液过多，形成下部温度高的不理想的温度分布。
首先工艺上要进行正确的计算和结构设计，也可根据不同的铸件结构采用不同类型的阶梯式浇注系统：如多直浇道的阶梯式、用塞球法控制的阶梯式、控制各组元比例的阶梯式和带缓冲或反直浇道的阶梯式。
4.15什么叫“恒压等流量”浇注系统？P293
恒压等流量浇注系统是强封闭式浇注系统，恒压是有足够大的浇口杯，使各层铸件的内浇道在充型时保持恒定的压力，等流量是使各个内浇道流量相等，实现各层铸件的同时充型，同时充满。
4.16大型铸件件的阶梯式浇注系统，为何多采用先封闭后开放式？
4.17铸钢件的浇注系统有哪些特点？（相对于铸铁件）P295
铸钢熔点高，流动性差，收缩大，易氧化，而且夹杂物对铸件力学性能影响严重，多使用底注浇包，要求浇注系统结构简单、截面积大，使充型快而平稳，流股不宜分散，有利于铸件的顺序凝固和冒口的补缩，不阻碍铸件的收缩。
4.18非铁合金（特别是铝合金）的浇注系统有何特点？P297
非铁合金包括铝镁合金、铜合金等，铝合金密度小、熔点低、容积热容量小而热导率大，化学性质活泼、极易氧化和吸收气体。浇注系统的设计应注意发挥冷铁、冒口的作用，要求有较大的纵向温度梯度，合金在浇注系统中流动平稳，不产生涡流、喷溅，以近乎层流的方式充型。适合应用开放式的底注浇注系统。
4.19在浇注系统中使用过滤网的方法有哪几种？P299-300
常用的过滤网方法有三种：
⑴陶瓷网格过滤板：能承受1450℃的浇注温度，适用于球铁件、各种铸铁件及非铁金属件。
⑵泡沫耐沫陶瓷过滤板：是用有机泡沫材料浸泡于陶瓷桨料中，经挤压、烘干、焙烧而制成，是多孔性的泡沫陶瓷块。可用于各种铸铁件、非铁金属件。
⑶耐火纤维编织过滤网：高硅氧玻璃纤维网，为提高其刚性和耐火度，预先经过浸涂耐
火涂料及烘干处理，可用于铸铁件、非铁合金铸件。
5.1常用的冒口种类有哪些？冒口的功用是什么？P302
冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在铸件成形时被给金属，有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用。习惯上把冒口所铸成的金属实体也称为冒口。
常用的冒口种类有圆柱形、球顶圆柱形、长（腰）圆柱形、球形及扁球形等。冒口功用是：储存金属液，在铸件形成时补给金属；防止缩孔、缩松；排气和集渣等。
5.2为什么说通用冒口可以用于各种合金铸件？P302
通用冒口适用于所有合金铸件，它遵守顺序凝固的基本条件：
①冒口凝固时间不小于铸件（被补缩部分）的凝固时间；
②有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩，补偿浇注后型腔扩大的体积。
③在凝固期间，冒口和被补缩部位之间存在补缩通道，扩张角向着冒口。
5.3哪些铸铁件可以用自补缩冒口、而不遵守顺序凝固条件？
自补缩冒口有如下类型：浇注系统当冒口，压力冒口，控制压力冒口，无冒口补缩。应用范围如下：
①铸型强度高，模数小于2.5，严格控制浇注温度范围可使用压力冒口；
②铸型强度低，模数小于0.48，薄壁的铸铁件，冒口颈很小，可用浇注系统兼起直接实用
冒口的作用。
③铸型强度低，M c=0.48~2.5cm的球墨铸铁件可使用控制压力冒口。
④铁液冶金质量好、球铁件平均模数在2.5以上、使用强度高、刚性大的铸型的铸件可使
用无冒口补缩法。
5.4确定通用冒口位置的基本原则有哪几条？P303
①冒口应就近设在铸件热节的上方或侧旁。
②冒口应尽量设在铸件最高、最厚的部位。
③对低处的热节增设补贴或使用冷铁，造成补缩的有利条件。
④冒口不应设在铸件重要的、受力大的部位，以防组织粗大降低强度。
⑤冒口位置不要选在铸造应力集中处，应注意减轻对铸件的收缩阻碍，以免引起裂纹。
⑥尽量用一个冒口同时补缩几个热节或铸件。
⑦冒口布置在加工面上，可节约铸件精整工时，零件外观好。
⑧不同高度上的冒口应用冷铁使各个冒口的补缩范围隔开。
5.5冒口区和末端作用区是怎样形成的？P303
冒口作用区和末端区长度之和为冒口的有效补缩距离，它是确定冒口数目的依据。它与铸件结构、合金成分及凝固特性、冷却条件、对铸件质量要求的高低等多种因素有关。距离
冒口底部2倍铸件壁厚的长度为冒口区，距离冒口底部2.5倍铸件壁厚的长度为末端作用区。冒口在此区哉内发挥补缩作用。
5.6外冷铁是怎样影响冒口补缩距离（补缩范围）的？P306
外冷铁安放在冒口之间，相当于在铸件中间增加了激冷端，使冷铁两端向着两个冒口方向的温度梯度扩大，形成两个冷铁末端区，可以显著地增大冒口补缩距离或补缩范围；外冷铁置于板或杆件末端时，会便铸件末端区长度略有增加；用多边布置多块外冷铁的方法查以大大延长冷铁末端区的长度，从而增大冒口的补缩距离。总之，通过放置外冷铁，改变温度梯度，延长末端区，从而增加补缩距离。
5.7补贴有何作用？有几种类型？P307
为实现顺序凝固和增强补缩效果，铸造工艺人员在靠近冒口的铸件壁厚上补加的倾斜的金属块称为补贴。冒口附近有热节或铸件尺寸超出冒口补缩距离时，利用补贴可造成向冒口的补缩通道，实现补缩。应用补贴可消除铸件下部热节处的缩孔，还可延长补缩距离，减少冒口数目。根据在铸件上的位置，补贴分为垂直补贴和水平补贴。
5.8请计算下列铸件的模数、热节模数各是多少？P311/313例/314表
直径为￠120mm的球体，边长为120mm的正立方体，1000mm×1200mm×40 mm的长方体
模数为铸件的体积除以表面积，热节模数与被补缩部位的厚度有关。
球体模数=2cm，热节模数=3cm；正方体模数=2cm，热节模数=6cm；
长方体模数=1.8cm，热节模数=2cm
5.9请回答：计算一般铸件的平均模数有无用处？教材中的铸件模数，指的是铸件平均模数吗？指的是被补缩部位的平均模数吗？指的是被补缩部位热节的模数吗？
一般铸件的平均模数用来设计计算冒口的尺寸。教材中的铸件模数指的是铸件平均模数。
5.10模数法的设计步骤（请按照自己想法写）
5.11周界商的定义。请指明思考题5.8中的3个铸件哪件凝固最快？哪件凝固最慢？还是一样快慢？
5.13指出铸件工艺出品率的定义和实用价值。P317-318
铸件工艺出品率=铸件质量/（铸件质量+冒口总质量+浇注系统质量）*100%。
铸件工艺出品率是一项很重要的技术指标，同一品规的铸件，若保持相同的质量水平，工艺出品率高，说明工艺设计水平高。
5.14为什么球铁、灰铸件、蠕铁件，可以不遵循顺序凝固条件，让冒口、冒口颈先于铸件凝固？P319（可参考4.2第17题P211）
球铁、灰铸件、蠕铁件的凝固过程分为一次收缩、体积膨胀和二次收缩等三个阶段，第二阶段由于析出石墨而体积膨胀(称为石墨化膨胀)，应在铸件液态收缩或共晶膨胀开始时刻，让冒口、冒口颈先于铸件凝固，补偿一次、二次收缩量，因此可以不遵循顺序凝固条件。
5.15铸铁液凝固时，影响其收缩、膨胀、再收缩规律的主要因素有哪些？P319-320
影响铸铁液收缩、膨胀、再收缩规律的主要因素是冶金质量、冷却速度和化学成分。
5.16为什么说，铸件越薄越要注重补缩？根据何在？P319
铸件越薄，模数越小,冷却速度越大，铸铁的液态收缩、体积膨胀和二次收缩值也越大，需要安放冒口补缩。因此说，铸件越薄越要注重补缩。
5.17很厚大的铸铁件（Mc＞2.5cm）,用湿型、壳型有什么缺点？P323/P304
很厚大的铸铁件，铸件模数大，凝固时间长、降温慢，在刚性好的高强度铸型内，铁液在共晶膨胀过程中型壁不会向外移动，形成内压，迫使液体流向缩孔、缩松形成之处，可预防凝固期内部出现真空，足以克服二次收缩使铸件易于产生的收缩缺陷，可采用无冒口铸造，提高工艺出品率。若采用湿型、壳型，铸型不够坚固，无法充分利用石墨化工代晶膨胀压力来克服缩松，很难采用无冒口铸造工艺。
5.18铸铁件有几种冒口可供选用？它们应用的条件是什么？P321-326
铸铁件可采用四种实用冒口。
⑤压力冒口：要求铸型强度高，模数小于2.5，严格控制浇注温度范围；
⑥浇注系统当冒口：铸型强度低，模数小于0.48，薄壁的铸铁件，冒口颈很小，可用浇注
系统兼起直接实用冒口的作用。
⑦控制压力冒口：铸型强度低，M c=0.48~2.5cm的球墨铸铁件。
⑧无冒口补缩法：要求铁液冶金质量好、球铁件平均模数在2.5以上、使用强度高、刚性
大的铸型、要求低温快速浇注、采用小的扁薄内浇道，分散引入金属、设明出气孔。
5.19压力冒口和浇注系统当冒口为何可以用同一设计原理和方法？P320-321
压力冒口的设计原理是安放冒口只补给铸件的液态收缩，冒口颈在液态收缩终止或体积膨开始时，及时冻结，利用高强度铸型在共晶膨胀时形成内压，迫使液体流向缩孔、缩松形成处预防铸件出现缩孔、缩松缺陷。而浇注系统当冒口的应用条件为薄壁的铸铁件，用内浇道充当冒口颈，浇完时型内铁液温度远低于浇注温度，凝固速度很快，不易出现缩孔、缩松缺陷。应此可用同一设计原理和方法。
5.20控制压力冒口的设计原理为何？如何实现压力控制？P324
控制压力冒口（又称释压冒口）适于在湿型中铸造M c=0.48~2.5cm的球墨铸铁件，其原理是，在铸件热节处安放冒口补给铸件的液态收缩，在共晶膨胀初期冒口颈畅通，可使铸件内部铁液回填冒口以释放压力，控制回填程度使铸件内建立适中的内压用来克服二次收缩缺陷—缩松，从而达到既无缩孔、缩松，又能避免铸件胀大变形。
压力控制方法有三种：①冒口颈适时冻结；②用暗冒口的容积实现控制，暗冒口被回填满，即告终止；③采用冒口颈尺寸和暗冒口容积的双重控制。
5.21无冒口补缩法的应用条件有哪些？怎样才能更安全？P326
应用条件：⑴铁液冶金质量好，⑵模数大于2.5cm，⑶使用强度高、刚性大的铸型，⑷低温浇注，⑸快浇，⑹采用扁薄内浇道，⑺设明出气孔。
为了更安全可靠，可以采用一个小的顶暗冒口，质量可不超过浇注质量的2%。
5.22 均衡凝固的工艺原则和前面铸件实用冒口的设计思想有何同异？
5.23 用收缩模数法、实用冒口法计算同一个球墨铸铁件的冒口。
5.24提高冒口的补缩效率的措施是什么？
5.25怎样测定保温、发热冒口套的冒口增大系数？
5．26正确使用冷铁可以起到哪些作用？P331
为增加铸件局部冷却速度，在型腔内部及工作表面安放的金属块称为冷铁。正确使用具有下列作用：
①在冒口难于补缩的部位防止缩孔、缩松。
②防止壁厚交叉部位及急剧弯化部位产生裂纹。
③与冒口配合使用，能加强铸件的顺序凝固条件，扩大冒口补缩距离或范围，减少冒口数
目或体积。
④用冷铁加速个别热节的冷却，使整个铸件接近于同时凝固，既可防止或减轻铸件变形，
又可提高工艺出品率。
⑤改善铸件局部的金相组织和力学性能。如细化基体组织，提高铸件表面硬度和耐磨性等。
⑥减轻或防止厚壁铸件中的偏析。
5.27解释各词？内冷铁，外冷铁；明冷铁，暗冷铁；有气隙外冷铁，无气隙外冷铁；熔接内冷铁，非熔接内冷铁。P332/335
内冷铁：安放在型腔内部与铸件熔合为一体防止厚壁铸件中心部位缩松、偏析的金属激冷块。
外冷铁：造型（芯）时放在模样（芯盒）表面的金属激冷块。
明冷铁：与铸件表面直接接触的金属激冷块。
暗冷铁：与被激冷铸件之间有10~15mm厚的砂层相隔的金属激冷块。
有气隙外冷铁：设在铸件顶部和外侧的外冷铁。激冷效果相当于在原有型砂的散热表面上净增了一倍的冷铁工作表面积。
无气隙外冷铁：设在铸件底面和内侧的外冷铁，在重力和铸件收缩力作用下同铸件表面紧密接触，激冷效果相当于在原有型砂的散热表面上净增了两倍的冷铁工作表面积。
5.28设置外冷铁时，要掌握哪些要点？P333-334
①外冷铁的位置和激冷能力的选择，不应破坏顺序凝固条件，不应堵塞补缩通道。
②每块冷铁勿过大、过长，冷铁之间应留间隙，避免铸件产生裂纹和因冷铁受热膨胀而毁
坏铸型。
③外冷铁厚度可参照经验选取。
④尽量把外冷铁放在铸件底部和侧面。顶部外冷铁不易固定，且常影响型腔排气。
⑤外冷铁工作表面应平整光洁，去除油污和锈蚀，涂以涂料。
⑥铸铁外冷铁多次使用后，易使铸件产生气孔。用于要求高的铸件应限制使用次数。
5.29设置内冷铁时，要注意什么？P335/338
①内冷铁材质不应含有过多气体。表面须十分洁净，应去除锈斑和油污。
②对于干砂型，内冷铁应于铸型烘干后再放入型腔；对于湿砂型，放置内冷铁后应尽快浇
注，不要超过3~4h，以免冷铁表面氧化、凝聚水分而引起铸件气孔。
③内冷铁表面应镀锡或锌，以防存放时生锈。
④放置内冷铁的砂型应有明出气孔或明冒口。
⑤通常在外冷铁激冷不足时才用内冷铁，主要用于壁厚大而技术要求不太高的铸件上，特
别是铸钢件。
6.1铸造工艺装备包含哪些内容？请问浇包是不是工艺装备之一？
答：模样、模底板、浇注系统（含冒口）、排气系统、安全柱（起型导柱）、模板框、加热装置、砂箱及其锁紧装置、托板、压铁、套箱、下芯框（芯罩）等及其化辅助装备。
模样、模板、模板框、砂箱、砂箱托板、芯盒、烘干板（器）、砂芯修整磨具、组芯及下芯夹具、量具及检验样板、套箱、压铁等。此外，芯盒及烘干器的钻模和修整标准
6.2在什么情况下应用嵌入式模样？
模样部分表面凹入分型面以下；分型面以上模样过薄，加工、固定困难；分型面通过模样圆角；很小的模样，为便于加工、定位和固定等
6.3模样在模板上的固定方法有几种？它们各有什么优、缺点？
壁厚及加强肋应尽量减轻模样质量，除了薄小模样小于50mm×50mm或高度低于30mm）以外，都应制成空心结构。平均轮廓尺寸大于150mm的模样，内部设加强肋。
（3）固定和定位孔模样向模底板上固定，可用螺钉或螺栓，用定位销定位。故模样上应设有定
位销孔及固定用通孔或螺纹孔。
6.4模样（芯盒）的设计中，为什么要区分：与铸件有关联尺寸和无关联尺寸？凸体尺寸和凹体尺寸？
6.5设计模板图注意事项有哪些？
6.6选用和设计砂箱的基本原则是什么？
大流量、低流速、平稳洁净地充型
1、平板用砂箱内壁和模样间留有足够的吃砂量，箱带不防碍浇冒口的安放，不阻碍铸件收缩，箱壁设有排气孔，利于铸型的烘干和浇注中排气。
2、平板砂箱的结构要有足够的强度和刚度，确保安全生产，经久耐用。
3、平板砂箱的定位装置要准确、使用方便。
4、箱壁和箱带结构既要有利于附着型砂，又要便于落砂和脱出铸件。
5、平板砂箱的规格尽可能标准化、系列化、通用化以减少砂箱数目，降低铸件成本，便于使用和管理。
6.7怎样合理地确定砂箱尺寸？
6.8哪种芯盒造芯最简便？哪种芯盒造芯最不方便？
6.9多触头造型面的触头做成很多的目的何在？
6.10大量生产中怎样保证每一个芯盒的尺寸精度都基本一致？
球墨铸铁是一种具有优良机械性能的灰口铸铁。一般在浇注之前，在铁液中加入少量球化剂（通常为镁、稀土镁合金或含铈的稀土合金）和孕育剂（通常为硅铁），使铁水凝固后形成球状石墨。此种铸铁的强度和韧性比其他铸铁高，有时可代替铸钢和可锻铸铁（ｍａｌｌｅａｂｌｅｃａｓｔｉｒｏｎ），在机械制造工业中得到了广泛应用。球墨铸铁在国外是１９４７年用于工业生产的。
b．铸件要进行100%尺寸检验。
c．外观检查，磁粉（MT）、超声波（UT）及射线透照（RT）等无损探伤检验。每件RT供货规范为ASTM-F186。
3．生产中的难点
此类铸件因断面厚大冷却缓慢，金属液体凝固时间长，铸件内部很容易产生缩松。
生产铁素体球墨铸铁时，为了获得较高的抗拉强度、屈服强度和延伸率，以往均要进行铁素体化热处理，热处理温度是根据铸态组织中是否存在游离渗碳体或珠光体，而采用900-950℃的高温热处理。但生产成本高，工艺复杂，生产周期长，给生产组织
以及交货期带来非常大的困难，这就要求必须在铸态下获得铁素体基体。因此生产这种材料的难点主要有以下几方面：
a．铸件要进行指定区域的射线探伤，如何解决铸件的内部缩松；b．如何保证在铸态下获得铁素体基体90%以上；
c．如何使材料有足够的抗拉强度和屈服强度；
d．如何获得足够的延伸率（>18%），在合金化处理后,获得规定的延伸率；
c．采用最优的合金化处理工艺；
三．厚大断面铸态铁素体球墨铸铁件的质量控制技术
1．化学成份的控制
1）C、Si、CE的选择
由于球状石墨对基体的削弱作用很小，故球墨铸铁中石墨数量的多少，对力学性能的影响不显著，当含碳量在3.2%~3.8%范围内变化时，对力学性能无明显的影响。所以过程中确定碳硅含量时，主要考虑保证铸造性能，将碳当量选择在共晶成分左右。具有共晶成分的铁液的流动性能最好，形成集中缩孔的倾向大，铸件组织的致密度高。但碳当量过高时，容易产生石墨漂浮的同时，一定程度上对球化有影响，主要表现在要求的残余Mg量高。使铸铁中夹杂物的数量增多，降低铸铁性能。
硅球墨铸铁中使铁素体增加的作用比灰铸铁大，所以硅含量的高低，直接影响球墨铸铁基体中的铁素体量。硅在球墨铸铁中对性能的影响很大，主要表现在硅对基体的固溶强化作用的同时，
硅能细化石墨，提高石墨球的圆整度。所以球铁中的硅含量的提高，很大程度上提高强度指标，降低韧性。球墨铸铁经过球化处理过的铁液有较大的结晶过冷和形成白口倾向，硅能够减少这种倾向。但是硅量控制过高，大断面球铁中促使碎块状石墨的生成，降低铸件的力学性能。资料显示，球墨铸铁中硅以孕育的方式加入，一定程度上提高性能。
根据上述分析，从改善铸造性能的角度出发，铁水的碳当量选在共晶点附近最好，此时铁水的流动性最好，集中缩孔倾向较大，易于补缩等。但碳当量过高会引起石墨漂浮，石墨漂浮层的厚度会随着碳当量的增加而加厚。应当指出，碳当量太高是产生石墨漂浮的主要原因，但不是唯一的原因，铸件大小、壁厚、浇注温度也是一些重要因素，图11是有关资料的统计结果，图中只示意了碳当量、铸件壁厚和石墨漂浮三者的关系。
图中表明碳当量、铸件壁厚和石墨漂浮三者的关系，显然铸件壁薄碳当量可以选择得高一些，不会出现石墨漂浮，相反厚大铸件的碳当量应当选得低些。总之碳当量上限以不出现石墨漂浮为原则，下限以不出现渗碳体，保证完全球化为准，在这样的前提下，应尽可能提高碳当量以便获得致密的铸件。
2)锰（Mn）
锰在球墨铸铁中起的作用与灰铸铁不同。灰铸铁中，锰除了强化
铁素体和稳定珠光体外，还能减少硫的危害作用。球墨铸铁中，球化元素具有很强的脱硫能力，锰不再具有这种作用。由于锰具有严重的正偏析倾向，往往富集于共晶团晶界处，促使形成晶间碳化物，显著降低球墨铸铁的韧性。对厚大断面球铁来说，锰的偏析倾向更严重。同时锰含量的提高，基体中的珠光体含量提高，所以提高了强度指标的同时，降低韧性。对高韧性球墨铸铁中锰含量控制应更严格。
因此，在原材料可能的情况下Mn越低越好。对与大型铸件锰的控制上限为Mn<0.3%。
3）磷：
磷在球墨铸铁中有严重的偏析倾向，易在晶界处形成磷共晶，严重降低球墨铸铁的韧性。磷还增大球墨铸铁的缩松倾向。当要求球墨铸铁有高的韧性时，应将磷控制在0.06%以下。
4）硫：
球墨铸铁中的硫与球化元素有很强的化合能力，生成硫化物和硫氧化物，不仅消耗球化剂，造成球化不稳定，而且还使夹杂物数量增多，球化衰退速度加快。熔炼中硫涉入从增碳剂中，过程控制尽可能降低原材料中硫含量的同时，采取炉前脱硫措施。
用Re—Mg合金处理后，一般硫的残留量S<0.02% ，这对球化衰退和硫化物夹渣都没有影响，当原铁水中的S>0.02%时，必须采用脱硫处理。
5）钼： Mo提高了材料的高温强度和常温强度，由于的使用，
容易形成一定量的珠光体和碳化物，降低韧性，对于有Mo合金化的球墨铸铁，材料规范要求Mo含量0.3~0.7%控制。
6）镁和稀土的含量
镁是主要的球化元素，稀土具有脱硫，中和反球化元素，对Mg 具有保护作用，提高铁水的抗衰退能力。但是稀土元素是碳化物形成元素，因此在保证球化良好的情况下尽可能控制稀土的残留量。Re=0.01~0.04%，Mg=0.03~0.06%时可以保证球化。
根据上述分析计算，最终确定化学成份如下：
C：3.3-3.8%；Si：2.2-2.7%；Mn：<0.30%；S<0.02%；Re=0.01~0.04%；Mg=0.03~0.06%，Mo：0.3~0.7%
四．熔炼控制
1．原材料的选择
铁素体球铁的生产，选择高纯的原材料是非常必要的，原材料中的Si、Mn、S、P含量要少（Si<1.0%, Mn<0.3% S<0.03%, P<0.03%），对Cu、Cr、Mo等一些合金元素要严格控制含量。由于很多微量元素对球化衰退最为敏感，如，钨、锑、锡、钛、钒等。钛对球化影响很大应加以控制，但钛高是我国生铁的特点,这主要与生铁的冶金工艺有关。
2．脱硫
原铁液含硫量决定球化剂的加入量，原铁液中的含硫量越高，则球化剂的加入量越多，否则不能获得球化良好的铸件。球化处理前原铁液中的S含量控制在0.02%以下。对球化处理前原铁液的
含硫量高时，必须进行脱硫处理。
3．Mo合金处理：
Mo合金化处理，采用涡流工艺，加入量控制在0.5~1.0%，具体根据最终Mo含量进行调整。为了确保Mo的有效吸收，对合金的粒度应该严格要求。
4．球化剂和球化处理
生产厚大断面球铁件时，为了提高抗衰退能力，在球化剂中加入一定比例的重稀土，这样既可以保证起球化作用的Mg的含量，同时也可以增加具有较高抗衰退能力的重稀土元素，如，钇等。根据国内很多工厂的试验和生产实践，采用Re—Mg与钇基重稀土的复合球化剂作为厚大断面球铁件生产的球化剂是非常理想的，使用这种球化剂在我们公司的实际生产应用过程中也取得了很好的效果。据有关资料表明，钇的球化能力仅次于镁，但其抗衰退能力比镁强的多，且不回硫，钇可过量加入，高碳孕育良好时，不会出现渗碳体。另外，钇与磷可形成高熔点夹杂物，使磷共晶减少并弥散，从而进一步提高球铁的延伸率。在球化处理时，为了提高镁的吸收率，控制反应速度及提高球化效果，采用特有的球化工艺。对球化处理的控制，主要是在反应速度上进行控制，控制球化反应时间在2分钟左右。
对此采用中低Mg、Re球化剂和钇基重稀土的复合球化剂，球化剂的加入量根据残留Mg量确定。
球化衰退防止：球化衰退的原因一方面和Mg、RE元素由铁液中
逃逸减少有关，另一方面也和孕育作用不断衰退有关，为了防止球化衰退，采取以下措施：A、铁液中应保持有足够的球化元素含量；C、降低原铁液的含硫量，并防止铁液氧化；C、缩短铁液经球化处理后的停留时间；D、铁液经球化处理并扒渣后，为防止 Mg、RE元素逃逸，可用覆盖剂将铁液表面覆盖严，隔绝空气以减少元素的逃逸。
5．孕育剂和孕育处理
球化处理是球铁生产的基础，孕育处理是球铁生产的关键，孕育效果决定了石墨球的直径、石墨球数和石墨球的园整度，为了保证孕育效果，孕育处理采用多级孕育处理。孕育处理越接近浇注，孕育效果越好。从孕育到浇注需要一定的时间，该时间越长，孕育衰退就越严重。为了防止或减少孕育衰退，采用以下措施：A、使用长效孕育剂（含有一定量的钡、锶、锆或锰的硅基孕育剂）；B、采用多级孕育处理（包内孕育、孕育槽孕育、水口瞬时孕育等）；C、尽量缩短孕育到浇注时间。
孕育剂的加入量控制在0.6~1.4%，孕育剂加入量过少，直接造成孕育效果差，孕育量过大，导致铸件夹杂。
6．浇注工艺控制
浇注应采用快浇，平稳注入的原则。为了提高瞬时孕育的均匀性及防止熔渣进入型腔，水口盆的总容量应与铸件的毛重相当，浇注时将孕育剂放入水口盆中，将铁水一次全部注入水口，使铁水与孕育剂充分混合，扒去表面浮渣，提出水口堵浇注。
典型铸铁件铸造工艺设计与实例
典型铸铁件铸造工艺设计与实例叙述铸造生产中典型铸铁件——气缸类铸件、圆筒形铸件、环形铸件、球墨铸铁曲轴、盖类铸件、箱体及壳体类铸件、阀体及管件、轮形铸件、锅形铸件及平板类铸件的铸造实践。内容涉及材质选用、铸造工艺过程的主要设计、常见主要铸造缺陷及对策等。 第1章气缸类铸件 1.1 低速柴油机气缸体 1.1.1 一般结构及铸造工艺性分析1.1.2 主要技术要求 1.1.3 铸造工艺过程的主要设计1.1.4 常见主要铸造缺陷及对策1.1.5 铸造缺陷的修复 1.2 中速柴油机气缸体 1.2.1 一般结构及铸造工艺性分析1.2.2 主要技术要求 1.2.3 铸造工艺过程的主要设计1.3 空气压缩机气缸体 1.3.1 主要技术要求 1.3.2 铸造工艺过程的主要设计第2章圆筒形铸件 2.1 气缸套 2.1.1 一般结构及铸造工艺性分析2.1.2 工作条件 2.1.3 主要技术要求 2.1.4 铸造工艺过程的主要设计2.1.5 常见主要铸造缺陷及对策2.1.6 大型气缸套的低压铸造2.1.7 气缸套的离心铸造 2.2 冷却水套 2.2.1 一般结构及铸造工艺性分析2.2.2 主要技术要求 2.2.3 铸造工艺过程的主要设计2.2.4 常见主要铸造缺陷及对策2.3 烘缸 2.3.1 结构特点 2.3.2 主要技术要求 2.3.3 铸造工艺过程的主要设计2.4 活塞 2.4.1 结构特点 2.4.2 主要技术要求 2.4.3 铸造工艺过程的主要设计2.4.4 砂衬金属型铸造 第3章环形铸件 3.1 活塞环3.1.1 概述 3.1.2 材质 3.1.3 铸造工艺过程的主要设计 3.2 L形环 3.2.1 L形环的单体铸造 3.2.2 L形环的筒形铸造 第4章球墨铸铁曲轴 4.1 主要结构特点 4.1.1 曲臂与轴颈的连接结构 4.1.2 组合式曲轴 4.2 主要技术要求 4.2.1 材质 4.2.2 铸造缺陷 4.2.3 质量检验 4.2.4 热处理 4.3 铸造工艺过程的主要设计 4.3.1 浇注位置 4.3.2 模样 4.3.3 型砂及造型 4.3.4 浇冒口系统 4.3.5 冷却速度 4.3.6 熔炼、球化处理及浇注 4.4 热处理 4.4.1 退火处理 4.4.2 正火、回火处理 4.4.3 调质（淬火与回火）处理 4.4.4 等温淬火 4.5 常见主要铸造缺陷及对策 4.5.1 球化不良及球化衰退 4.5.2 缩孔及缩松 4.5.3 夹渣 4.5.4 石墨漂浮 4.5.5 皮下气孔 4.6 大型球墨铸铁曲轴的低压铸造 第5章盖类铸件 5.1 柴油机气缸盖 5.1.1 一般结构及铸造工艺性分析 5.1.2 主要技术要求 5.1.3 铸造工艺过程的主要设计 5.2 空气压缩机气缸盖 5.2.1 一般结构及铸造工艺性分析 5.2.2 主要技术要求 5.2.3 铸造工艺过程的主要设计 5.3 其他形式气缸盖 5.3.1 一般结构 5.3.2 主要技术要求 5.3.3 铸造工艺过程的主要设计 第6章箱体及壳体类铸件 6.1 大型链轮箱体 6.2 增压器进气涡壳体 6.3 排气阀壳体 6.4 球墨铸铁机端壳体 6.5 球墨铸铁水泵壳体 6.6 球墨铸铁分配器壳体 第7章阀体及管件 7.1 灰铸铁大型阀体 7.2 灰铸铁大型阀盖 7.3 球墨铸铁阀体 7.4 管件 7.5 球墨铸铁螺纹管件 7.6 球墨铸铁管卡箍 7.6.1 主要技术要求 7.6.2 铸造工艺过程的主要设计 7.6.3 常见主要铸造缺陷及对策 第8章轮形铸件 8.1 飞轮 8.2 调频轮 8.3 中小型轮形铸件 8.4 球墨铸铁轮盘 第9章锅形铸件 9.1 大型碱锅 9.2 中小型锅形铸件 第10章平板类铸件 10.1 大型龙门铣床落地工作台 10.2 大型立式车床工作台 10.3 大型床身中段 10.4 大型底座 中国机械工业出版社精装16开定价：299元
球墨铸铁铸件的铸造过程及要点注意
球墨铸铁铸件的铸造过程及要点注意 1.铸铁—球墨铸铁国家标准(GB1348-2009) 2.生产工艺流程(电炉生产球墨铸铁件) 生铁――入炉熔炼――铁水加入合金球化\孕育处理――浇注型腔――打箱清理――热处理(如果需要的话) 3.定购信息。根据本规范定购材料应该包孕下列信息： (1)产品名称， (2)所需的球墨铸铁牌号; (3)要是需要，其它特殊性能; (4)是否需要不同数目的试样; (5)要是需要，需供给保证书; (6)要是需要，其它的交付物。 4.拉伸性能要求。 5.热处理。牌号60-40-18通常需要完全铁素体化退火。牌号120-90-02和100-70-03一般需要淬火回火或正火回火或等温热处理。其它牌号可以铸态或热处理状态交付。颠末淬火到马氏体再回沸热处理的球墨铸铁比相同硬度的铸态材料有低患上多的委顿强度。 6.实验试样。 (1)用来机加工成拉伸实验试样的单铸实验试块应该铸造成图1和图2指定的尺寸和形状。由图3所示的模具铸造的改良龙骨型铸锭可以替代1英寸的Y 型铸锭或1英寸的龙骨型铸锭。实验试样应该在由合适的型砂制成的敞口铸模中铸造，并且对于 0.5英寸(
12.5mm)和1英寸(25mm)尺寸的试样应该具有最小 1.5英寸(38mm)的铸模壁厚，对于3英寸尺寸的试样应该具有最小3英寸(75mm)的铸模壁厚。试样应该在铸模中冷却至出现黑色(接近482℃或更低)。代表铸件的试样铸锭的尺寸应该由购买方选择。要是购买方没有选择，则由生产商选择。⑵当根据本规范举行熔模铸造时，生产商可以用铸件的熔液在铸模中浇铸实验试样，或在与生产铸件相同的热环境下用同样类型的铸模零丁浇铸。实验试块应该由其代表的铸件同1个铸桶或熔炉中浇铸。 7.特殊要求。特殊要求，如硬度，化学成分，微观结构，压力密封性，X光不变性，磁粉尺寸检验和表面状态。 8.工艺，表面和外观。 (1)铸件应该是光滑的，无有害缺陷，并应该完全符合图纸或购买方供给的范例的尺寸要求。 (2)在后续需要机加工的地区范围，铸件不应该存在冷区。 9.化学要求。本规范划定化学成分服从机械性能。但购买方和生产商可以协商指定化学的要求。 10.实验和复验的数目。浇铸和实验的代表试块数目应该有生产商确定，错非与购买方有其它协议指定。 11.拉伸实验试样 12.检验责任。供应商可以施用本身或选择其它不论什么合适的检验机构举行本规范指定的性能检验，错非购买方不承认。购买方保留举行本标准指定的不论什么检验的权力，当该检验项目被以为保证供应商和服务符合前述的要求。 13.辨认标记。尺寸允许时，每1个铸件都应该用1个浮凸的数字来标记零件号或模型号。标记的位置应该如相关的图纸所示。 14.证明书。当购买方和供应方有文字表达协议时，应该有1个证明书以供给材料接受的基础。这应该包孕生产商实验报告的复印件或供应方的声明以证
球墨铸铁管生产工艺
铁水制备 优质原料 球墨铸铁管铁管的质量同原材料—生铁的质量密切相关，安钢永通球墨铸铁管有限责任公司采用安钢集团永冶钢铁公司的优质球墨铸造用生铁为原材料，水冶钢铁公司的铸造铁为我国的人参铁，具有低P、低S、低Ti等特点，产品远销美国、日本、欧洲等多个国家和地区，在国内被许多大型精密铸造企业普遍采用。 铁水调制及球化 根据所生产管径的规格，加入相应的原材料，由美国应达公司的6台10吨中频电炉将铁水调制、升温，达到工艺要求，加入球化剂进行球化处理。 铁水质量控制 在铁水制备过程中每一个环节都要结质量和温度进行严格的控制。每一炉、每一包都要经过日本岛进公司PDAII—50型直读关谱仪的成分分析，使铁水完全符合浇铸的要求。 离心浇铸 离心浇铸 永通球墨铸铁管有限责任公司采用水冷金属型离心机进行浇铸，高温铁水被连续浇进高速旋转的管模中，并通过水冷却使铁水凝固形成球墨铸铁管。浇铸好的球墨铸铁管立刻进行铸造成缺陷表面检查及称重，确保每根管子的质量。 退火处理 铁水制备 优质原料 球墨铸铁管铁管的质量同原材料—生铁的质量密切相关，安钢永通球墨铸铁管有限责任公司采用安钢集团永冶钢铁公司的优质球墨铸造用生铁为原材料，水冶钢铁公司的铸造铁为我国的人参铁，具有低P、低S、低Ti等特点，产品远销美国、日本、欧洲等多个国家和地区，在国内被许多大型精密铸造企业普遍采用。 铁水调制及球化 根据所生产管径的规格，加入相应的原材料，由美国应达公司的6台10吨中频电炉将铁水调制、升温，达到工艺要求，加入球化剂进行球化处理。 铁水质量控制 在铁水制备过程中每一个环节都要结质量和温度进行严格的控制。每一炉、每一包都要经过日本岛进公司PDAII—50型直读关谱仪的成分分析，使铁水完全符合浇铸的要求。 离心浇铸 离心浇铸 永通球墨铸铁管有限责任公司采用水冷金属型离心机进行浇铸 球墨铸铁管浇铸好的铸铁管随后进入退火炉，永通公司的退火炉长度为60m，其独特的现金蓄热技术更是当今世界第一，可保证铸铁管的充分退火，以获得球墨铸铁管所需要的金相组织结构。
球墨铸铁铸造工艺(1)
球墨铸铁铸造工艺 1、金属炉料的要求 各种入炉金属炉料必须明确成份，除回炉铁和废钢由炉前配料人员根据炉料状况确定外，螺纹钢不准加入球铁中。其余炉料必须具备化学成份化验单方可使用，同时应保证炉料、合金干燥。 防止有密闭容器混入炉料中。 所有炉料应按配料单过称。 球墨铸铁化学成分
球墨铸铁单铸试样力学性能( GB/T1348-1988)
3. 熔炼过程化学成分和机械性能控制范围：熔炼过程化学成分控制范围 3.1.2 球墨铸铁熔炼过程化学成分控制范围
机械性能控制范围符合、标准 配料：加料按（2200kg）根据材质和回炉料情况选择下表其中一种配比。（注 意：如果是其他增碳剂，则增碳剂加入量增加10%） 加料顺序： 200kg 新生铁或回炉料-1/3 增碳剂-废钢-1/3 增碳剂-废钢-1/3 增碳剂- 新生铁- 回炉料。 增碳剂不准一次加入. 防止棚料. 6 冶炼要求加料顺序：新生铁-废钢加满炉-增碳剂-废钢-回炉料。 熔化完毕，温度升到1380℃左右清除铁水表面的渣，取原铁水化学成分
根据成分标准加合金或其他原料调整化学成分。成份不合格不准出铁水 测温，根据铸件工艺要求要求确定出铁温度， 出铁水前扒渣干净。 小铸件要用吨包分包出铁或球化 7 球墨铸铁的孕育和球化处理 孕育剂选用75SiFe, 加入方法为随流加入。 球化处理材料的技术要求参见下表（有特殊要求的球化剂按专项规定）. 球铁处理方法 7.3.1 球化处理采取冲入法 7.3.2 将球化处理材料按球化剂-孕育剂（1/3 的硅铁粒）%增碳剂-聚渣剂- 铁板的顺序层状加入铁水包底的一边，每加入一种材料需扒平, 椿实。 7.3.3 铁水冲入位置应是放置合金等材料的另一边，防止铁水直接冲击合 金。先出2/3 铁水球化 7.3.4 球化反应结束后，再出余下的铁水1/3 。剩余2/3 Si75 孕育剂硅铁粒随在出剩余铁水均匀加入。孕育后必须搅拌铁水。
DIN EN 1563-2005铸造 球墨铸铁
Oktober 2005 DEUTSCHE NORM Normenausschuss Gie?ereiwesen (GINA) im DIN Preisgruppe 15 DIN Deutsches Institut für Normung e.V. ? Jede Art der Vervielf?ltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 77.080.10 F^g 9648896 www.din.de X DIN EN 1563 Gie?ereiwesen – Gusseisen mit Kugelgraphit; Deutsche Fassung EN 1563:1997 + A1:2002 + A2:2005 Founding – Spheroidal graphite cast irons; German version EN 1563:1997 + A1:2002 + A2:2005Fonderie – Fonte à graphite sphéroidal; Version allemande EN 1563:1997 + A1:2002 + A2:2005 ? Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Ersatz für DIN EN 1563:2003-02 www.beuth.de Gesamtumfang 34 Seiten Klass.Nr: 51611 Q U E L L E : N O L I S (N o r m v o r A n w e n d u n g a u f A k t u a l i t ?t p r üf e n !/C h e c k s t a n d a r d f o r c u r r e n t i s s u e p r i o r t o u s a g e ) 标准分享网免费标准下载站https://www.360docs.net/doc/dd12733591.html,
球墨铸铁轴承盖铸造工艺设计
毕业设计（论文） 题目：球墨铸铁轴承盖铸造工艺设计 学生：王XX 指导老师：XXX 系别：材料科学与工程系 专业：材料科学与工程 班级： 学号： 2010年6月
本科毕业设计(论文)作者承诺保证书 本人郑重承诺：本篇毕业设计(论文)的内容真实、可靠。如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人愿承担全部责任。 学生签名： 年月日 福建工程学院本科毕业设计(论文)指导教师承诺保证书 本人郑重承诺：我已按有关规定对本篇毕业设计(论文)的选题与内容进行了指导和审核，该同学的毕业设计（论文）中未发现弄虚作假、抄袭的现象，本人愿承担指导教师的相关责任。 指导教师签名： 年月日
目录摘要I AbstractII 第一章绪论1 1.1铸造的定义1 1.2铸造行业的现状1 1.3铸造的发展趋势1 第二章轴承盖的工艺结构分析3 2.1铸件壁的合理结构3 2.1.1铸件的最小壁厚3 2.1.2铸件的临界壁厚3 2.1.3铸件壁的联接3 2.2铸件加强肋3 2.3铸件的结构圆角4 2.4避免水平方向出现较大平面4 2.5利于补缩和实现顺序凝固4 第三章轴承盖整个铸造设计流程5 3.1造型材料的选择5 3.1.1造型材料的定义5 3.1.2造型材料的分类及其特点5 3.1.3造型材料的选择6 3.2铸件浇注位置的选择7 3.3分型面的选择8 3.4 砂芯设计10 3.4.1砂芯分块10 3.4.2芯头设计10 3.5铸造工艺设计12 3.5.1铸件机械加工余量12 3.5.2机械加工余量13 3.5.3铸造斜度14 3.5.4铸件收缩率14 3.5.5最小铸出孔和槽15 3.5.6分型负数16 3.6浇注系统设计17 3.6.1浇口杯选择17 3.6.2浇注系统类型17 3.6.3浇注系统的尺寸计算18 3.6.4冒口的选择20 3.7合箱20 第四章结论22 4.1结论22 4.2 研究方向和展望22 致谢23 参考文献24
球墨铸铁热处理方法之探讨
球墨铸铁热处理方法之探讨 陆卫倩：（上海电机学院机械工程学院，上海200240）中国铸造装备与技术4／2010 高级工程师，原任上海机床厂有限公司磨床研究所高级工程师，现任上海电机学院副教授，主要从事零件失效分析和金属材料热处理 本文详细介绍了球墨铸铁件的各种热处理工艺，并简单介绍了纳米技术在球墨铸铁件表面处理中的应用。从文献资料来看，经纳米技术表面处理后的球墨铸铁件具有良好的自润性、良好的耐磨性、良好的耐蚀性，因此是一种非常有前途的表面处理。 众所周知：热处理是一项改进金属材料品质的方法，借助热处理可以改变或影响铸铁的组织及性质，同时还可获得更高的强度、硬度和耐磨性等。铸铁热处理的种类繁多，但基本上可分成两大类：第一类是组织构造不会由热处理而发生变化或者也不应该发生改变的，第二类则是基本的组织结构发生变化者。第一种热处理主要是用于消除内应力，热处理后组织、强度及其它力学性质等没有因热处理而发生明显变化。第二种热处理能使基体组织发生明显的变化，这种热处理大致分为五类：①退火：其目的主要在于分解碳化物，降低铸铁的硬度，提高加工性能；②正火：其目的主要用于改进铸铁组织、获得均匀分布的力学性能；③淬火：其目的主要是为了获得比较高的硬度和表面耐磨性；④表面硬化处理：其目的主要是获得表面硬化层，同时得到较高的表面耐磨性；⑤析出硬化处理：其目的主要是为获得更高强度。 铸铁种类繁多，有灰口铸铁、白口铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁等等，它们的组织结构也各不相同。一般根据凝固过程中的析出物———共晶石墨或共晶碳化物来分类:基体内主要含片状石墨者称之为灰铸铁，主要含碳化物者称之为白口铸铁。事实上白口铸铁由于具有很高的硬度与脆性用途较少；而灰铸铁的性质主要是由共晶石墨的形状与大小而定，这些析出的石墨无法经由热处理予以改进，因此具有非常低的强度及硬度。但若铁液添加镁及稀土金属能使石墨在凝固过程中以球状析出成为球墨铸铁，那么情况就有所不同。由于球墨铸铁其性质与基体相同的钢接近，故通过热处理可使强度、硬度明显提高，弹性模数、伸长率也有不同程度的提高。但是不同的热处理对球墨铸铁的作用完全不同，在工程上用的比较多的是退火、正火和析出硬化处理；事实上球墨铸铁同样可以通过调质、等温淬火处理以及渗氮、渗硼和低温气体碳氮共渗来改善其力学性能。下面就球墨铸铁的热处理方法予以探讨。 【1】球墨铸铁的常规热处理 1.1退火处理 若要提高球墨铸铁的韧性可采用退火处理。球墨铸铁在铸造过程中比普通灰口铸铁的白口倾向大，内应力也较大，球墨铸铁件很难得到纯粹的铁素体或珠光体基体。为提高球墨铸铁件的延性或韧性，可将球墨铸铁件重新加热到900～950℃并保温足够时间进行高温退火，再炉冷到600℃出炉变冷。在此过程中基体中的渗碳体会分解出石墨，奥氏体中会析出石墨，这些石墨集聚于原球状石墨周围，基体则全转换为铁素体，从而提高球墨铸铁的韧性。若铸态组织由（铁素体＋珠光体）为基体+球状石墨组成，那么只需将球墨铸铁件重新加热到700～760℃的共析温度上下经保温后炉冷至600℃出炉变冷，就能将珠光体中渗碳体分解转换为铁素体及球状石墨来提高其韧性。 1.2正火处理
ASTM_A536_球墨铸铁(2004中文)
名称：A536-84（2004年重新认可）球墨铸铁件标准规范 1. 应用范围 1.1 本规范适用于球墨铸铁件。球墨铸铁为含有完全球状、而不含其他形状石墨的铸铁，见ASTM A644术语定义。 1.2 以英寸和磅为标准单位。 1.3 在同一铸件的不同位置、同一铁液浇铸的铸件和测试试样的性能之间没有精确的数量关系（见附录X1）。 2. 参考文件 2.1 ASTM标准 A370 钢制品机械性能测试的试验方法和定义 A644 铸铁件相关术语 A732/A732M 一般应用碳素和低合金钢、高温高强度钴合金熔模铸件技术规范 E8 金属材料拉伸测试试验方法 2.2 军用标准 MIL-STD-129 发货和储存标记方法 3. 定购信息 3.1 根据本规范定购材料应该包括下列信息： 3.1.1 ASTM名称， 3.1.2 所需的球墨铸铁牌号（见表1和第4节、第9节）， 3.1.3 如果需要，其他特殊性能（见第7节）， 3.1.4 是否需要不同数目的试样（见第10节）， 3.1.5 如果需要，需提供保证书（见第14节）和 3.1.6 如果需要，其他的交付物（见第15节）。 4. 拉伸性能要求 4.1 测试试样所代表的铸铁应该符合表1和2中的拉伸性能要求。表1中为一般用途的铸铁，而表2中的铸铁用于特殊应用（例如管子、接头配件等）。 4.2 屈服强度应该在0.2％偏移量时确定（见测试方法E8）。其他的方法可以在生产商和购买方相互达成一致后使用。 5. 热处理 5.1 牌号60-40-18通常需要完全铁素体化退火。牌号120-90-02和100-70-03一般需要淬火回火或正火回火或等温热处理。其他牌号可以铸态或热处理状态交付。经过淬火到马氏体再回火热处理的球墨铸铁比相同硬度的铸态材料有低得多的疲劳强度。 6. 测试试样 6.1 用来机加工成拉伸测试试样的单铸测试试块应该铸造成图1和图2指定的尺寸和形状。由图3所示的模具铸造的改良龙骨型铸锭可以替代1英寸的Y型铸锭或1英寸的龙骨型铸锭。测试试样应该在由适合的型砂制成的敞口铸模中铸造，并且对于0.5英寸（12.5mm）和1英寸（25mm）尺寸的试样应该具有最小1.5英寸（38mm）的铸模壁厚，对于3英寸尺寸的试样应该具有最小3英寸（75mm）的铸模壁厚。试样应该在铸模中冷却至呈现黑色（接近482℃或更低）。代表铸件的试样铸锭的尺寸应该由购买方选择。如果购买方没有选择，则由生产商选择。 6.2 当根据本规范进行熔模铸造时，生产商可以用铸件的熔液在铸模中浇铸测试试样，或在与生产铸件相同的热环境下用同样类型的铸模单独浇铸。测试试样应该符合A732/A732M规范图1或A370测试方法和定义图5和图6所示的尺寸。 6.3 当根据本规范制造的铸件在铸模中球墨化或孕育时，生产商可以使用单独铸造的测试试块或从铸件上切取的测试试样。单独铸造的测试试块应该具有可以代表铸桶浇铸的铸件的化学成分和与用图1和图2，图4-6，或是附录X2中所示的测试模具获得的相同的冷却速率。被选作代表铸件的测试试块的尺寸（冷却速率）应该由购买方决定。如果没有指定，则由生产商决定。如果从铸件上切取测试试棒，测试试棒的位置应该由购买方和生产商共同商定且在铸件图纸上指明。生产商应该保持充分的控制和控制文件以向购买方保证由测试试块或测试试棒得到的性能可以代表出货的铸件。 6.4 测试试块应该由其代表的铸件同一个铸桶或熔炉中浇铸。 6.5测试试块应该与其代表的铸件有相同的热处理条件。
我国铸铁铸造业当前发展状况及趋势
我国铸铁铸造业当前发展状况及趋势 20世纪80年代初，铸铁材料发展进入了顶峰期，随后，世界的铸铁产量便出现急剧递减，然而铸铁仍是当今金属材料中应用最为广泛的基础材料，在铸造合金材料中占有重要地位。 由于受能源、劳动力价格和环境因素的影响，西方工业发达国家的铸件产量将会逐渐减少，转而向发展中国家采购一般铸件，但同时又会向发展中国家出口高附加值、高技术含量的优质铸件。当前，世界经济全球化进程的加速为我国铸造业的发展提供了机遇，国际和国内市场对我国铸件的需求呈持续增长的趋势。与此同时，铸铁作为一种传统的金属材料，在其质量、性能和价格等方面正面临着严酷的挑战。抓紧我国铸铁铸造业的结构调整和技术改造；努力提高铸件质量档次，提高和理环境污染的水平，实现铸铁材料的高附加值化是应付未来更加激烈的市场竞争，满足用户多样化需求的主要对策。 一、我国铸铁的生产水平及差距 1．铸造工艺材料及辅料 我国铸造工艺材料如原砂、粘土、煤粉、粘结剂和涂料在品种、性能、质量等方面与工业先进国家之间的差距极大，以致我国的铸件尺寸精度和表面粗糙度比国外差一到两个等级，铸件表面缺陷造成的废品率比国外高几倍。铸造用工艺原料的标准化、系列化和商品化仍是一个亟待解决的问题。 2．铸造工艺过程及铸件质量的检测与控制 我国在铸造工艺过程和铸件质量的检测与控制方面与工业先进国家还存在比较大的差距，主要反映在以下方面：
①铸造工艺过程的检测。 ②铸造工艺过程的优化和控制。 ③铸件质量的检测。而上述检测和控制手段的完善是提升我国铸铁铸造生产水平的一个主要内容。 3．铸造工艺装备 对于铸造生产，国外广泛采用流水线大量生产；高压造型、射压造型、静压造型和气冲造型；造芯全部用壳芯和冷、热芯盒工艺。国内除汽车等行业中少数厂家采用半自动、自动化流水线大量生产外，多数厂家仍采用较落后的铸造工艺装备。 二、铸铁熔炼技术 1．冲天炉技术 冲天炉居铸铁熔炼设备之首，至今仍担负着80％以上铸铁件的熔炼任务。70年代以后，符合我国特点的炉型和熔炼技术已逐渐完善和成熟，形成了独具特色的多排小风口和两排大间距冲天炉系列。在操作技术上，从一度追求低焦耗到重视铁液质量，进而讲求提高技术、经济、劳动卫个和环境保护的综合指标，逐步开发应用了从炉料处理、修炉、烘炉到配加料、鼓风。炉况控制、铁液检验等全过程的操作技术。在较短的历程中，我们在冲天炉理论研究、炉子结构、修炉材料、送风系统、热能利用、强化底作燃烧、炉内气氛调整控制、铁液炉前检验、消烟除尘、非焦炭化铁、配料及熔炼过程计算机优化控制等诸多方自都取得了可喜的成绩。 冲火炉的发展是围绕着提高性能和生产率，降低消耗，改善操作，减少污染进行的。冲天炉性能主要体现在炭的燃烧、炉料的加热和冶金过程三方面。随着铸铁生产批量的扩大和对铸造生
球铁生产工艺
讲座球墨铸铁的生产 球墨铸铁的生产过程包含以下几个环节：熔炼合格的铁液，球化处理，孕育处理，炉前检查，浇注铸件，清理及热处理，铸件质量检查。 在上述各个环节中，熔炼优质铁液和进行有效的球化—孕育处理是生产的关键。 1 化学成分的选定 选择适当化学成分是保证铸铁获得良好的组织状态和高性能的基本条件，化学成分的选择既要有利于石墨的球化和获得满意的基体，以期获得所要求的性能，又要使铸铁有较好的铸造性能。 1.1基本元素 (1) 碳和硅 由于球状石墨对基体的削弱作用很小，故球墨铸铁中石墨数量多少，对力学性能的影响不显著，当含碳量在 3.2%~3.8%范围内变化时，实际上对球墨铸铁的力学性能无明显影响。确定球墨铸铁的含碳量时，主要从保证铸造性能考虑，为此将碳当量选择在共晶成分左右。由于球化元素使相图上共晶点的位置右移，因而使共晶碳当量移至 4.6%~4.7%左右，具有共晶成分的铁液流动性最好，形成集中缩孔倾向大，铸铁的组织致密度高。当碳当量过低时，铸件易产生缩松和裂纹。碳当量过高时，易产生石墨漂浮现象，其结果是使铸铁中夹杂物数量增多，降低铸铁性能，而且污染工作环境。 用镁和铈处理的铁液有较大的结晶过冷和形成白口的倾向，硅能减小这种倾向。此外，硅还能细化石墨，提高石墨球的圆整度。但硅又降低铸铁的韧性，并使韧性—脆性转变温度升高。因此在选择碳硅含量时，应按照高碳低硅的原则，一般认为Si>2.8%时，会使球墨铸铁的韧性降低，故当要求高韧性时，应以此值为限，如铸件是在寒冷地区使用，则含硅量应适当降低。 对铁素体球墨铸铁，一般控制碳硅含量为C3.6%~4.0%，Si2.4%~2.8%； 对珠光体球墨铸铁，一般控制碳硅含量为C3.4%~3.8%，Si2.2%~2.6%。 (2) 锰 球墨铸铁中锰所起的作用与其在灰铸铁中所起的作用有不同之处。在灰铸
第四节 球墨铸铁的铸造性能与铸造工艺特点
第四节球墨铸铁的铸造性能与铸造工艺特点 由于碳硅含量较高，球墨铸铁与灰铸铁一样具有良好的流动性和自补缩能力。但是由于炉前处理工艺及凝固过程的不同，球墨铸铁与灰铸铁相比在铸造性能上又有很大的差别，因而其铸造工艺也不尽相同。 一、球墨铸铁的流动性与浇注工艺 球化处理过程中球化剂的加入，一方面使铁液的温度降低，另一方面镁、稀土等元素在浇包及浇注系统中形成夹渣。因此，经过球化处理后铁液的流动性下降。同时，如果这些夹渣进入型腔，将会造成夹杂、针孔、铸件表面粗糙等铸造缺陷。 为解决上述问题，球墨铸铁在铸造工艺上须注意以下问题： （1）一定要将浇包中铁液表面的浮渣扒干净，?最好使用茶壶嘴浇包。 （2）严格控制镁的残留量，最好在0.06%以下。 （3）浇注系统要有足够的尺寸，以保证铁液能做尽快充满型腔，并尽可能不出现紊流。 （4）采用半封闭式浇注系统，根据美国铸造学会推荐的数据，直浇道、横浇道与内浇道的比例为4：8：3。 （5）内浇口尽可能开在铸型的底部。 （6）如果在浇注系统中安放过滤网会有助于排除夹渣。 （7）适当提高浇注温度以提高铁液的充型能力并避免出现碳化物。对于用稀土处理的铁液，其浇注温度可参阅我国有关手册。对于用镁处理的铁液，根据美国铸造学会推荐的数据，当铸件壁厚为25mm时，浇注温度不低于1315℃；当铸件壁厚为6mm时,浇注温度不低于1425℃。 二、球墨铸铁的凝固特性与补缩工艺特点 球墨铸铁与灰铸铁相比在凝固特性上有很大的不同，主要表现在以下方面： （1）球墨铸铁的共晶凝固范围较宽。灰铸铁共晶凝固时，片状石墨的端部始终与铁液接触，因而共晶凝固过程进行较快。球墨铸铁由于石墨球在长大后期被奥氏体壳包围，其长大需要通过碳原子的扩散进行，因而凝固过程进行较慢，以至于要求在更大的过冷度下通过在
灰铸铁的铸造工艺
灰铸铁的铸造工艺-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
灰铸铁的铸造工艺 铸造业就说“三好”即：好铁水、好型砂、好工艺。铸造工艺在铸件的制造上是和铁水、型砂并列的而做出铸件，铸造工艺是研究决定其流入的路径、方法的技术。 铸型分为： 浇口：把铁水从铁水包注入铸型的入口。往往为使浇注量均匀，除去铁水中的夹杂物，设有集渣浇 横浇道：指铁水从直浇道向型腔流道的水平部分。 内浇口：指铁水从横浇道进入型腔的部位。铸造俗语叫“堰”，是工艺上的重要部分。 出气孔：是随着铁水的充型把型腔内部的空气向外排放的孔道，如果型砂的透气性合适，一般是没 冒口：是把铁水中的夹杂物和铸型中的杂物向外排出口，但是由于铸件冷却收缩造成体积不足起补 铸造工艺的基本要点 铸造工艺是为了使浇注顺利进行，得到良好铸件的技术，平稳且快是加山延太郎博士的名言，即（1）关于铸型的上下：铸件的切削加工面尽量在下箱里，因下部产生缩孔少，材质致密。（2）浇注方式：有从铸件的上部浇入的顶注式和从下部、中部浇注的底注式。顶注式铸型容易（3）内浇口的位置：由于流入型腔内的铁水急速冷却成固体，如果在厚壁部分开内浇口铁水进浇口的数量、形状而决定其位置。 （4）内浇口的种类： 主要为三角内浇口和梯形内浇口。三角内浇口容易做，梯形内浇口能防止渣子混入铸型。（5）直浇口、横浇口、内浇口的断面积比。 按西德R·LEHMANN博士的意见，直浇口为A，横浇口为B，内浇口为C时，A ∶B ∶C＝3.6 ∶4.0 ∶虽然关于这个比例是否妥当，有各种不同意见，但说明一下这个比例的思路是：首先铁水通过3间稍长，这期间比重轻的夹杂物可以上浮，就不能从内浇口进入铸件内部。这就是这种比例的要点 浇注系统的设计 浇注系统设计上的一个要点
球墨铸铁管生产工艺操作规程大全
管模焊接工艺操作规程 1.焊接前将焊剂在250℃左右烘焙2小时。 2.焊接前必须清除管模内壁的铁屑、模粉等杂质，保证待焊接 表面不得有油污、铁锈和水份。 3.根据管模的公称直径将支承滚轮调整到预定的间距。 4.将要焊接的管模吊放在支承滚轮上。 5.启动管模旋转电机，调节变速器，使之符合焊接规范的要求。 焊接电流焊接 电压 焊接速度 400A 34V 0.7cm/s～0.85 cm/s 6.将管模欲焊接部位均匀加热到200～300℃。 7.用砂布或铁刷清除管模外表面与碳块接触部位的铁锈。 8.接通电源焊接开关，启动ZXG-1000R硅整流焊机，并初调好 焊接电流和焊接电压。 9.接通控制器上的旋转开关。 10. 焊枪移送到管模欲焊接的起始位置，调整焊咀位置，使焊咀 中心向右偏离管模中心线10～15mm。 11. 通过控制盒上的“焊丝向上”或“焊丝向下”按钮使焊丝与 管模待焊接表面接触良好。 12. 在最先开始焊接的圆周位置划上记号，管模每转一周，焊枪 手柄移动1～1.25周（6～7.5mm）。 13. 焊接过程中，必须随时将焊剂充填到焊咀周围，并随时将熔 渣用钩子清理掉。 14. 在焊接过程中，要保证工作电流与工作电压的稳定。 15. 焊接后要保证焊接轮廊光滑，不得有严重焊接凹陷，焊接高
度比管模内表面高出3～4mm。 16. 保持焊剂的清洁，没有熔化的焊剂必须经过筛选后方可继续 使用。 17. 焊接后直观检查，若有缺陷，可进行手工补焊。 18. 焊接完后，将管模的受热影响区均匀加热到370～430℃， 并使管模匀速旋转2小时。 19. 将管模缓慢冷却到95～120℃。
论高品质球墨铸铁的熔炼技术
论高品质球墨铸铁的熔炼技术 高品质球墨铸铁的熔炼技术是提高球墨铸铁综合性能的重要技术手段，通过高品质球墨铸铁的熔炼技术可获得高的强度、塑性、韧性、耐磨性和机械冲击、耐高温或低温、耐腐蚀等。本文针对高品质球墨铸铁熔炼技术要点进行了简要的分析和探讨。 标签：高品质;球墨铸铁;生产;熔炼技术 当今，我国是全球生产铸铁的第一大国，铸件产量是全球总产量的25%。近些年以来，一直保持着迅速增长的态势。然而，我国球墨铸铁的应用比重跟发达国家还面临着一些差距，应用高品质的球墨铸铁还具备比较大的空间。高品质球墨铸铁的优势是化学成分稳定、石墨形态良好、力学性能优异、基体组织适宜。球墨铸铁的熔炼水平会严重地影响到其性能，从一定程度上来讲，球墨铸铁的熔炼技术是球墨铸件生产能力的体现。 1 高品质球墨铸铁的熔炼工艺技术 球墨铸铁铁液的基本要求是高温低硫，国内外一般是借助冲天炉、中频炉、感应炉的联合来熔炼铁液。应用热风除尘冲天炉能够使熔炼铁液的效率大大提高，而应用感应电炉能够有效地控制合金的成分，从而确保稳定的球化。 在国内的大型铸造企业当中，经常应用双联熔炼工艺。然而，在多样性浇注的铸件牌号上，规模较大的冲天炉对铁液成分缺少较强的调整能力。并且，我国的冲天炉在熔炼的过程当中，由于熔炼温度比较低以及焦铁比间存在比较大的差异性，这会制约铁液的质量以及成分构成。通过采用中频感应炉的工艺技术可以使熔炼操作简便，工艺灵活调整，且铁液的质量较高，熔化效率也优于冲天炉，故在中小规模的铸造企业中广泛应用。 在球墨铸铁生产当中，一个关键的生产指标是石墨的形态，石墨的形态跟铸件的抗冲击性和强度性能存在非常紧密的关系。而熔炼球墨铸铁中一个重要的技术是球化处理，选用的球化剂和球化方式会严重地制约到处理的结果。当今，我国大都应用稀土镁硅铁复合剂作为球化剂，其中镁的功能是主导球化。在我国铸造企业日益提升脱硫能力的影响下，球化剂的发展方向是低稀土。另外，结合铸件形态的组织要求，能够选用含有锑、钙、钡的球化剂。在选用球化工艺的过程中，主要的兼顾要素是反应平稳性和吸收率。国外企业大都应用盖包冲入法，该方法的特点是适用面广、吸收率高、烟尘少。我国大都应用冲入法球化处理技术。另外还有喂丝法球化工艺，这种工艺损失的温度少，反应十分稳定，且逐步地获得了应用与推广。 2 原材料对球墨铸件性能产生的影响 我国常用的铸铁件原材料是铸造生铁。其中，生铁中的石墨形态、微量元素、
球墨铸铁生产工艺的应用
球墨铸铁生产工艺的应用 发表时间：2016-05-20T16:02:51.440Z 来源：《基层建设》2016年1期作者：陈佳辉 [导读] 广东铸德实业有限公司本文主要针对废钢增碳、增硅生产球墨铸铁工艺的应用展开了探讨，详细阐述了化学元素的影响及选择。广东铸德实业有限公司广东江门 529000 摘要：本文主要针对废钢增碳、增硅生产球墨铸铁工艺的应用展开了探讨，详细阐述了化学元素的影响及选择，并对球墨铸铁的生产工艺作了系统的分析研究，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。 关键词：球墨铸铁；生产工艺；应用 0 引言 所谓的球墨铸铁，是指通过球化和孕育处理得到球状石墨，其可以有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度，并在如今的工业生产中有着广泛的应用。因此，我们需要保证球墨铸铁的生产质量，以为相关的工业生产打下坚实的基础。基于此，本文就废钢增碳、增硅生产球墨铸铁工艺的应用进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。 1 化学元素的影响及选择 化学成分对球墨铸铁的性能有较大影响。合理的化学成分是铸件力学性能和金相组织合格的前提。对高韧性球墨铸铁来说，在高碳当量的前提下，应满足高碳、低锰、低磷、低硫的原则。 1.1 碳 碳是强石墨形成元素，促进石墨化。一般来说含碳量高，易保证球化，获得球形石墨，且增加石墨数量。若石墨球形态好，数量多，直径小，则对基体的断裂就越小，力学性能也就越高。因此，应选择较高的碳量，碳含量不够的话可以采用增碳的方法实现。但含碳量也不能过高，否则容易产生石墨漂浮、石墨破碎等缺陷。一般碳的含量为：3.5%～3.8%。 1.2 硅 硅是强促进石墨化元素，硅若以孕育方式加入其作用更显著。硅含量不够的话可以采用增硅的方实现。含硅量增加，白口倾向减少，细化石墨，提高石墨球的圆整度。但硅量过高，会提高韧性－脆性转变温度，引发铸件脆性。含硅量控制在2.3%～2.6%之间。 1.3 锰 锰是阻碍石墨化元素，具有稳定渗碳体，提高强度，降低塑性和韧性，所以尽量降低锰量，尤其是高韧性球墨铸铁。 1.4 磷 磷是有害元素，极易偏析，含量较高会形成硬而脆的磷共晶，降低塑性和韧性。应尽可能降低磷元素的含量，控制在0.04%以下。 1.5 硫 硫也是有害元素，硫与稀土的亲和力很强，消耗球化剂，对球化效果和韧性、冲击性能影响较大，因此将硫控制在0.03%以下。 1.6 镍 镍是一种石墨化元素，加入镍合金化处理能提高球墨铸铁的低温冲击韧性。加入量0.2%～0.4%。 2 高韧性球墨铸铁的熔炼工艺 2.1 原、辅材料选择 熔炼高韧性球墨铸铁的主要材料是废钢、增碳剂、硅铁、回炉料、球化剂、孕育剂，镍铁等。原材料应无油、无锈、成分明确，对原、辅材料的要求见表1、表2。 2.2 配料 高韧性球墨铸铁的熔炼配料单见表3。 2.3 熔炼操作 按比例称料，然后按顺序向中频炉内加料，加料顺序为：回炉料→废钢→增碳剂→硅铁→回炉料→废钢。送电开始熔炼。全部炉料添
灰铸铁的铸造工艺
灰铸铁的铸造工艺 铸造业就说“三好”即： 好铁水、好型砂、好工艺。铸造工艺在铸件的制造上是和铁水、型砂并列的三大要素之一，若轻视它，绝对做不出好铸件。在砂型中用模型做出铸型，使铁水流入型腔而做出铸件，铸造工艺是研究决定其流入的路径、方法的技术。 铸型分为： 浇口： 把铁水从铁水包注入铸型的入口。往往为使浇注量均匀，除去铁水中的夹杂物，设有集渣浇口杯。浇口杯下是直浇道。 横浇道： 指铁水从直浇道向型腔流道的水平部分。 内浇口： 指铁水从横浇道进入型腔的部位。铸造俗语叫“堰”，是工艺上的重要部分。 出气孔： 是随着铁水的充型把型腔内部的空气向外排放的孔道，如果型砂的透气性合适，一般是没有必要的。 冒口： 是把铁水中的夹杂物和铸型中的杂物向外排出口，但是由于铸件冷却收缩造成体积不足起补缩作用时叫补缩冒口，这种冒口粗大。 铸造工艺的基本要点
铸造工艺是为了使浇注顺利进行，得到良好铸件的技术，平稳且快是加山延太郎博士的名言，即浇注时间应尽量短，而且在型腔内部又不产生紊乱那样去浇注，其要点如下。 （1）关于铸型的上下： 铸件的切削加工面尽量在下箱里，因下部产生缩孔少，材质致密。 （2）浇注方式： 有从铸件的上部浇入的顶注式和从下部、中部浇注的底注式。 顶注式铸型容易产生冲砂而不怎么使用。 （3）内浇口的位置： 由于流入型腔内的铁水急速冷却成固体，如果在厚壁部分开内浇口铁水进不到薄壁部分，在大铸件时，内浇口若小了通过的铁水就快，内浇口附近要冲砂。要考虑内浇口的数量、形状而决定其位置。 （4）内浇口的种类： 主要为三角内浇口和梯形内浇口。三角内浇口容易做，梯形内浇口能防止渣子混入铸型。 （5）直浇口、横浇口、内浇口的断面积比。 按西德R·LEHMANN博士的意见，直浇口为A，横浇口为B，内浇口为C 时，A∶B∶C＝ 3.6∶ 4.0∶ 2.0。 虽然关于这个比例是否妥当，有各种不同意见，但说明一下这个比例的思路是：
BS EN_1563-1997铸造-球墨铸铁
英国国家标准BS EN 1563：1997 合并修订号No.1和No.2 铸造— 球墨铸铁 本欧洲标准EN 1563：1997及修订本A1:2002和A2:2005具有英国国家标准的同等效力 ICS 77. 080.10 除依据版权法允许的情形之外，未经英国国家标准协会允许不得复制
BS EN 1563:1997 本英国国家标准是在英国工程部门委员会的指导下编制的，经标准委员会的授权，于1997年10月15日生效。 BSI 2006年8月ISBN 0 580 28395 x 英国国家标准前言 本英国国家标准是EN 1563:1997标准（包括修订版A1：2002和A2：2005）的英文版本。本标准取代了BS 2789：1985标准（已被废止）。 新增加或修改的文字，分别由和标记其起始和结束位置。用于表示对CEN标准改动的标记，应附上CEN更改编号。例如：由CEN修订A1所发生的改动应由和来表示。 受铸铁技术委员会ISE/35的委托，英国参与制订本标准。该技术委员会的主要职责是： —帮助查询方理解标准文本； —将关于对该标准的释义或进行修改的建议提交给国际或欧洲委员会的职责部门，并将其及时通知到英国境内的同业者； —密切关注相关国际与欧洲标准的编制工作并在英国境内对标准进行发布。 欲获取该技术委员会代表机构的名录，请向委员会的秘书处索取。 对照索引 贯彻、实施本文本中所涉及到的国际或欧洲标准的英国国家标准机构可在“国际标准机构通讯录索引”一节中的“BSI标准目录”中查找；也可以使用“BSI标准电子目录”中提供的“搜索”工具进行查找。 执行英国国家标准本身并不意味着可以不履行法定义务。 页次摘要： 本文件包括1页封面，1页书内封面，1页EN标题页，2 ~ 24页，1页封底。 本文件中给出的BSI版权说明可以表示出文件的最新发布时间。 标准发布以来所做的更改 更改号更改日期说明 14004 2002年11月1目见英国国家标准前言 16115 2006年8月见英国国家标准前言
球墨铸铁的工艺设计
球墨铸铁的工艺设计 第一节工艺特点 一、球墨铸铁的流动性与浇注工艺 球化处理过程中球化剂的加入，一方面使铁液的温度降低，另一方面镁、稀土等元素在浇包及浇注系统中形成夹渣。因此，经过球化处理后铁液的流动性下降。同时，如果这些夹渣进入型腔，将会造成夹杂、针孔、铸件表面粗糙等铸造缺陷。 为解决上述问题，球墨铸铁在铸造工艺上须注意以下问题： （1）一定要将浇包中铁液表面的浮渣扒干净，?最好使用茶壶嘴浇包。 （2）严格控制镁的残留量，最好在0.06%以下。 （3）浇注系统要有足够的尺寸，以保证铁液能做尽快充满型腔，并尽可能不出现紊流。 （4）采用半封闭式浇注系统，根据美国铸造学会推荐的数据，直浇道、横浇道与内浇道的比例为4：8：3。 （5）内浇口尽可能开在铸型的底部。 （6）在浇注系统中安放过滤网会有助于排除夹渣。 （7）适当提高浇注温度以提高铁液的充型能力并避免出现碳化物。对于用稀土处理的铁液，其浇注温度可参阅我国有关手册。对于用镁处理的铁液，根据美国铸造学会推荐的数据，当铸件壁厚为25mm时，浇注温度不低于1315℃；当铸件壁厚为6mm时，浇注温度不低于1425℃。 二、球墨铸铁的凝固特性与补缩工艺特点 球墨铸铁与灰铸铁相比在凝固特性上有很大的不同，主要表现在以下方面：（1）球墨铸铁的共晶凝固范围较宽。灰铸铁共晶凝固时，片状石墨的端部始终与铁液接触，因而共晶凝固过程进行较快。球墨铸铁由于石墨球在长大后期被奥氏体壳包围，其长大需要通过碳原子的扩散进行，因而凝固过程进行较慢，以至于要求在更大的过冷度下通过在新的石墨异质核心上形成新的石墨晶核来维持共晶凝固的进行。因此，球墨铸铁在凝固过程中在断面上存在较宽的液固共存区域，其凝固方式具有粥状凝固的特性。这使球墨铸铁凝固过程中的补缩变得困难。 （2）球墨铸铁的石墨核心多。经过球化和孕育处理，球墨铸铁的石墨核心较之灰铸铁多很多，因而其共晶团尺寸也比灰铸铁细得多。 （3）球墨铸铁具有较大的共晶膨胀力。由于在球墨铸铁共晶凝固过程中石墨很快被奥氏体壳包围，石墨长大过程中因体积增大所引起的膨胀不能传递到铁液中，从而产生较大的共晶膨胀力。当铸型刚度不高时，由此产生的共晶膨胀将引起缩松缺陷。