灰铸铁的铸造工艺
铸造合金及制备工艺-灰口铸铁
C型石墨示 意图：粗大 的块片状， 对灰口铸铁 基体的破坏 作用大，该 型灰口铸铁 的强度很 低。
实际灰口铸铁中的C型石墨
C型石墨的深腐蚀扫描电镜照片
D型石墨示 意图：过冷 石墨或晶间 石墨，分布 在枝晶间， 无方向性。
实际灰口铸铁中的D型石墨
D型石墨的深腐蚀扫描电镜照片
E型石墨示意 图：枝晶间 石墨，分布 呈一定的方 向性，降低 了灰口铸铁 的强度。
2.2.2.1 石墨对灰口铸铁性能的影响 石墨的结构 石墨是碳的结晶体，属于层状晶体，晶格为 密排六方，如下图所示。
石墨的晶体结构
石墨的基面（C面）由正六角形的环作 为基本排列单位，每层面内原子靠共价 键结合，层面之间靠范德瓦尔斯力结合 （分子间力），约为层面内原子结合力 的1/10。 由于石墨层面内和层面之间的结合力不 同，结晶学 [10 1 0] 方向的导电、导热率 及力学性能都大大高于垂直于基面方向 (即结晶学[0001]方向)的性能。
实际灰口铸铁中的E型石墨
E型石墨的深腐蚀扫描电镜照片
石墨对灰口铸铁减震性的影响 灰口铸铁中存在大量的石墨片，阻止了震 动波的传播，将震动能转变为热能而消 散，所以，灰口铸铁中的石墨数量越多、 尺寸越大，即灰口铸铁的牌号越低，灰口 铸铁的减震性越好。
石墨对灰口铸铁减摩性的影响 石墨数量要适中，过少则润滑作用不 够，过多则基体割裂严重，增加磨损； 石墨大小要适中，过小则使润滑不 良，过大则割裂基体严重，增加磨损； 珠光体基体上分布着中等大小的石墨 可以提高灰口铸铁的减摩性。
石墨的力学性能低 比重轻，密度为3.25g/cm3 ，约为铁的 三分之一，3wt%的石墨析出时会形成约 10%的体积； 强度低， σb ＜20MPa； 伸长率低，δ ≈ 0%； 硬度低，HB≈3
灰铸铁铸造工艺
灰铸铁铸造工艺
灰铸铁是一种常用的铸铁材料，具有良好的韧性、耐磨性和耐蚀性等优良性能。
它的铸造工艺主要包括铸型制作、原料配制、熔炼、浇注、冷却、脱模、清理和热处理等环节。
首先，铸型制作是铸造过程的第一步，其主要目的是为了保证灰铸铁铸件的准确度和表面质量。
铸型通常是由石膏、砂子、石墨等材料制成，根据铸件的形状和大小而定。
其次，原料配制是指将铁水、生铁、废钢和其他添加剂按一定比例混合，制作成灰铸铁的原材料。
这个过程非常重要，它决定了最终铸件的化学成分和机械性能。
然后，熔炼是将原材料放入高温中进行熔化的过程，通常采用电弧炉或炉膛进行熔炼。
熔炼时，要控制好温度和熔化时间，以充分融化原料，保证铸件质量。
接着，浇注是将熔融的铁水倒入铸型中的过程。
在此过程中，要注意避免气泡和夹杂物的产生，以保证铸件的密实性和表面质量。
然后，冷却和脱模是铸造过程中不可缺少的环节。
铸件在冷却过程中会发生一系列的物理和化学变化，所以要控制好冷却速率，以避免产生裂纹和缺陷。
脱模时，要注意避免对铸件表面造成损伤。
最后，清理和热处理是铸造过程中最后两个环节。
清理是为了去除铸件表面的氧化皮和残渣，方便进行热处理。
热处理是对灰铸铁铸件进行加热、保温和冷却的过程，以改善铸件的机械性能和耐磨性。
总之，灰铸铁铸造工艺是一个复杂而又细致的过程，需要在每个
环节上都精益求精，才能制造出质量优良的铸件。
灰铸铁生产工艺
灰铸铁生产工艺灰铸铁是一种重要的铸造材料，具有良好的机械性能和高耐磨性能，广泛应用于机械制造、汽车制造、矿山设备等领域。
灰铸铁的生产工艺主要包括原料选择、炉料熔炼、浇注成型和热处理等环节。
首先是原料选择。
灰铸铁的主要原料是铸铁废料和铸铁冶金矿石。
废铸铁应经过破碎、除杂和分类处理，以保证原料的品质和成分稳定。
冶金矿石经过破碎、洗选和磁选等工艺处理，以获取高质量的铸铁冶金矿石。
接下来是炉料熔炼。
将原料按照一定比例投入高炉中进行熔炼。
高炉是灰铸铁生产的关键设备，通过高温燃烧将原料中的有用成分进行还原和聚集，形成液态的灰铸铁。
炉料熔炼过程中需要加入熔剂和脱硫剂等辅助材料，以促进熔化和去除杂质。
然后是浇注成型。
在炉料熔炼结束后，将熔融的灰铸铁倒入铸型中进行成型。
铸型可以是砂型、金属型或陶瓷型等。
在浇注过程中，需要控制铸液的流动速度和温度，以确保铸型内部均匀填充，并避免铸件表面的缺陷和变形。
最后是热处理。
灰铸铁在熔融和浇注过程中容易产生一些内部应力和缺陷，通过热处理可以消除这些缺陷，提高铸件的力学性能。
常用的热处理方法有退火、正火和淬火等。
退火可以消除内部应力和改善铸件的韧性；正火可以提高铸件的强度和硬度；淬火可以使铸件表面硬化，提高耐磨性能。
灰铸铁的生产工艺中还有其他一些环节需要注意，比如原料成分的检测和调整、炉料温度和成分的监测和控制、铸型的设计和制造等。
这些环节都是保证灰铸铁质量的重要因素。
总之，灰铸铁生产工艺是一个复杂的过程，需要合理的原料选择、炉料熔炼、浇注成型和热处理等环节的协调配合。
通过科学的工艺控制，可以生产出质量稳定、性能优异的灰铸铁产品。
高强度灰铸铁飞轮壳的无冒口铸造工艺
高强度灰铸铁飞轮壳的无冒口铸造工艺飞轮壳是发动机的一个重要基础件，对发动机起着支撑和保护的作用。
在使用过程中，飞轮壳开裂是发动机的一种常见故障，导致该故障的因素较多，材质是其中的一个重要原因。
所以，主机厂对飞轮壳的材料性能提出了更高的要求，从HT250提高到HT300，甚至HT350牌号。
为适应市场需求和竞争力，采用无冒口铸造工艺，提高产品工艺出品率，降低铸造成本。
1 工艺分析1.1 铸件简介该铸件为国产重型柴油发动机上的飞轮壳，材质为HT300，重约85kg，结构比较复杂，壁厚差比较大，薄的部位为6mm，较厚的搭子和侧面厚大部位最大达45mm。
实际生产时，侧面螺孔都需要补放加工量，单边3.5～4.0mm，壁厚误差值达到42.5mm，易产生缩孔、疏松等铸造缺陷，在装机使用后，在缺陷部位出现开裂现象。
1.2 无冒口工艺分析铸件壁厚严重不均匀，图纸技术要求铸件表面无气孔、砂眼，内部无缩孔、疏松等铸造缺陷，试棒的抗拉强度不得低于HT300的国家标准。
若采用传统的浇冒口补缩的生产方法，需要补缩的部位较多且分散，造成工艺出品率低，而且在厚大部位容易出现内部缩孔、疏松等缺陷。
所以，研究试验的方向考虑采用无冒口浇注工艺。
铸铁件无冒口并不意味着铸件不需要补缩，而是利用铸件各部位不同时凝固的石墨化膨胀来抵消凝固收缩。
要满足高强度无冒口铸件的要求，应满足以下条件：(1)要有高刚度的铸型，铸型硬度达90以上；(2)在保证铸件力学性能合格的前提下，尽可能地提高碳当量，适当孕育，最大限度地增大石墨，利用石墨膨胀的体积增加量，达到自补缩的效果；(3)采用底注式多道扁平内浇道，减少铸件温差，形成均匀的温度场，有利于提高铸件的自补缩能力；(4)适当降低浇注温度，减少液态体积收缩。
根据以上的分析，结合了本公司的实际情况，采用多触头高压造型即可满足高刚度的铸型条件，其他条件可根据具体情况进行分析设计，分析得出无冒口高强度灰铸铁飞轮壳铸造是可行的。
灰铸铁技术条件
灰铸铁技术条件灰铸铁（Gray Iron）是一种常见的铸铁材料，具有良好的铸造性能和机械性能。
本文将从灰铸铁的组成、制造工艺、性能特点以及应用领域等方面进行介绍。
一、灰铸铁的组成灰铸铁主要由铁（Fe）、碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）等元素组成。
其碳含量通常在2.5%~4.0%之间，硅含量在1.0%~3.0%之间，锰含量在0.5%~1.0%之间。
此外，灰铸铁中还含有一些杂质元素，如硫（S）、磷（P）等。
二、灰铸铁的制造工艺灰铸铁的制造工艺主要包括原料配料、熔炼、浇注、冷却等环节。
首先，按照一定的配方比例将铁水、废钢、废铁等原料进行配料。
然后，将配料加入高炉或电炉中进行熔炼，通过控制炉温和炉内气氛，使铁水中的杂质得以脱除。
接下来，将熔融的铁水倒入铸型中，经过冷却后得到灰铸铁制品。
三、灰铸铁的性能特点灰铸铁具有以下几个显著的性能特点：1. 高硬度：灰铸铁的硬度较高，可以满足一些对硬度要求较高的场合。
2. 良好的铸造性能：灰铸铁的液态流动性好，易于铸造成型，可以制造出复杂形状的铸件。
3. 良好的耐磨性：由于灰铸铁中含有大量的石墨片，可以在摩擦过程中形成润滑膜，提高材料的耐磨性。
4. 较低的收缩率：灰铸铁的收缩率较低，不易产生变形和开裂现象。
5. 良好的抗振性能：灰铸铁具有较好的抗振性能，可用于制造机械零件和工具。
四、灰铸铁的应用领域由于灰铸铁具有良好的铸造性能和机械性能，被广泛应用于各个领域。
其中，汽车工业是灰铸铁的主要应用领域之一，用于制造发动机缸体、曲轴箱等零部件。
此外，灰铸铁还广泛用于机械制造、农机制造、工程机械、铁路、船舶等行业。
总结：灰铸铁作为一种常见的铸铁材料，具有良好的铸造性能和机械性能。
本文从灰铸铁的组成、制造工艺、性能特点以及应用领域等方面进行了介绍。
灰铸铁在各个领域都有广泛的应用，为现代工业的发展做出了重要贡献。
希望通过本文的介绍，读者对灰铸铁有更深入的了解。
大型灰铁铸件的铸造工艺
大型灰铁铸件的铸造工艺
大型灰铁铸件的铸造工艺可以分为以下几个步骤：
1. 模具准备：选择合适的灰铁模具，并进行准备工作，包括清洁、涂抹模脱剂等。
2. 铸型制备：将模具装配到铸造设备上，根据铸件的形状和尺寸，在模具中制备出与铸件相对应的空腔，可以采用砂型、金属型等不同的铸造方式。
3. 熔炼铁水：将铁矿石和其他合金原料放入熔炉中，通过高温熔炼，得到液态的铁水。
4. 铸注铁水：将熔融的铁水倒入预先准备好的铸型中，注意控制铁水的温度和流量，保证铁水充分填充整个铸型空腔。
5. 固化冷却：等到铁水完全填充整个铸型后，放置一段时间，让铁水逐渐固化和冷却，使铸件形成固态。
6. 脱模清理：待铁水完全固化后，拆卸模具，取出铸件。
对于有砂模的铸件，需要清理剩余砂粒和其他杂质。
7. 后处理：根据实际需要，对铸件进行修磨、去毛刺、清除氧化皮等后处理工
序，以提高铸件的精度和表面质量。
需要注意的是，大型灰铁铸件的铸造工艺还需要考虑铁水的浇注方式、冷却方式、铸型材料的选择等因素，以保证铸件的质量和性能。
灰铸铁的生成原理
灰铸铁的生成原理
灰铸铁是一种铸铁材料，其生成原理与其他铸铁相似，主要包括以下几个步骤：
1. 原材料准备：灰铸铁的主要原材料包括铁矿石、回收废铁、废钢等。
这些原材料经过矿石选矿、冶炼、脱磁、除杂等工序后，得到熔融状态的铁水。
2. 铁水处理：铁水中可能含有一些杂质和合金元素。
为了改善铸铁的质量，常常需要进行脱硫、脱磷、除气等处理。
3. 铸造：将处理过的铁水倒入铸型中，并在适当的温度和压力下，使铁水凝固成型。
常用的铸造方法包括砂型铸造、金属型铸造、压力铸造等。
在铸造过程中，可以通过添加石墨或其他合金元素，调整铁水的组织和性能。
4. 冷却和处理：铸件凝固后，需要进行冷却处理。
而灰铸铁的特殊之处在于，会在冷却过程中产生石墨薄片。
这是因为灰铸铁中的硅元素会与石墨形成化学反应，生成气体，在铸件内部形成气孔，然后通过溶解石墨，使得铸件内部形成大量的石墨薄片。
这些石墨薄片赋予了灰铸铁良好的润滑性和抗蠕变性。
总的来说，灰铸铁的生成原理可以归结为选择适当原材料、通过工艺处理提高铁水的质量、采用合适的铸造方法和冷却处理，使得铁水在凝固过程中形成石墨薄片，从而得到具有特殊性能的铸铁材料。
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在直浇口和横浇道设计时，为了缓和铁水的冲击，在直浇口的底部和横浇道的未端都要做成半球浇注时间由于铁水在铸型中急速冷却凝固要尽量在短时间内浇注完了，浇注的时间标准如表2－8所示：表2－8浇注时间标准铸件重量／kg浇注时间／s＜1010～2525～5050～100100～2004～66～88～1212～1616～26注：取自加山延太郎博士文献补缩冒口和冒口怎么说都挺相似的，冒口的目的是把进入铸型内部的夹杂物排出型外，补缩冒口的目的是由铸型铸件的厚壁部位，并且补缩冒口粗细要是铸件壁厚的1.3～1.5倍。
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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：首先铁水通过3.6的入口而进入4.0这样大而长的横浇道再进入内浇口，由于2.0狭窄，铁水在横浇道流速慢时间稍长，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，如果不忘记这个原理，也就不必拘泥其细节，简单的记住中、大、小就行。
浇注系统的设计
浇注系统设计上的一个要点
在直浇口和横浇道设计时，为了缓和铁水的冲击，在直浇口的底部和横浇道的未端都要做成半球形。
浇注时间
由于铁水在铸型中急速冷却凝固要尽量在短时间内浇注完了，浇注的时间标准如表2－8所示：
表2－8浇注时间标准
铸件重量／kg
浇注时间／s
＜10
10～25
25～50
50～100
100～200
4～6
6～8
8～12
12～16
16～26
注：取自加山延太郎博士文献
补缩冒口和冒口
怎么说都挺相似的，冒口的目的是把进入铸型内部的夹杂物排出型外，补缩冒口的目的是由铸型内的铁水冷却凝固体积缩小起补充铁水作用的。
两者兼用也没有关系，但是冒口必须按在铸件的厚壁部位，并且补缩冒口粗细要是铸件壁厚的1.3～1.5倍。
（壁厚部分后凝固）
补缩冒口的浇注技术
补缩冒口是直立时，浇注要用特别的技术，即从直浇口浇注，随着铁水，由补缩冒口的底部上升到一半的地方停止浇注，接着把高温的新铁水从补缩冒口的上部浇入，使冒口的铁水温度比铸件高。
若不点冒口，在冒口的根部就要产生缩孔。
补缩冒口若比铸件冷却快，它在冷却时要吸入铸件的铁水，补缩冒口反到起反面作用了。
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