铸铁

铸造

第一节 概述

铸造是将液态金属浇注到具有与零件形状相适应的铸型中，冷却凝固后，获得毛坯或零件的方法，称为铸造（cast,casting）。

用铸造方法生产的毛坯与零件统称铸件，铸造后还需加工者称毛坯，不需加工直接使用者称零件。

在铸造生产的各种方法中，最基本的方法是砂型铸造，其铸件约占铸件总量的90，砂型铸造的主要工序为制造模型、芯盒、制备造型材料、造型、造芯、烘干、合箱、熔化与浇注，铸件的清理和检验。

除了砂型铸造外，还有特种铸造，其中主要包括熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造以及壳型铸造等。

铸造生产在工业生产中得到广泛应用。以重量计算，铸件约占一般机械重量的(45～90) ，占切削机床重量的80，占汽车重量的(40～60) ，占拖拉机重量的(70～80) ，重型机械、矿山机械、水力发电设备的铸件重量约占85以上。铸造能得到如此广泛的应用， 是因它具有一系列的优点：

1.能够制造各种尺寸和形状复杂的零件或毛坯，其轮廓尺寸可小至几毫米，大至几十米，重量可小至几克，大至数百吨。形状有最简单的平板、圆柱体等，也有内腔复杂的铸件如汽缸体等。

2.铸件与机器零件的形状和尺寸都可以做到最为接近( 尤其是精密铸造)，因而切削加工余量可以减到最小，这就减少了金属材料的消耗量和节约了加工工时。

3.适应性强，铸造方法可以铸造各种合金(象铜合金、铝合金、 镁合金、铸钢和铸铁等)，对于脆性金属，如铸铁等，铸造是唯一的毛坯制造方法。铸造既适于单件小批生产，又适于大批大量生产。

4.设备投资少，铸件的成本较低，而且原材料来源广泛，价格低廉，金属废料(浇、冒口、废铸件)可以再次直接熔化使用，此外，在大多数情况下，无须进行巨大的生产准备工作，生产周期短。

但铸件生产目前还存在着不少问题，如用同种金属材料制成的零件，铸件的机械性能不如锻件高，这主要是因为铸件内部晶粒粗大，常有缩松、气孔等，铸件质量不够稳定，废品率往往比其它加工方法高。此外，在砂型铸造中，铸件表面质量不高。工人劳动强度大，劳动条件差等。随着现代铸造技术的发展，这些缺点将会逐步克服。

第一章：铸造

一、判断题（正确的画“√”、错的画“×”）

1、将熔化好的金属液浇注在铸型或锭模中，从而获得铸件的方法称为铸造。（√）

2、砂型铸造时，必须先制模样，模样的尺寸应与所需铸件的尺寸完全相同。（×）

3、造型舂砂时，若舂得很紧，回影响砂型的透气性，使铸件产生气孔缺陷。（√）

4、造型舂砂时，为了提高效率，每层砂都要用平头锤打紧后，再入第二层砂子。（×）

5、手工造型时，舂砂紧实度过高，一般会提高砂型强度，还会提高砂型透气性。（×）

6、为了提高砂型的强度，应将型砂舂实，使砂型具有一定的紧实度。（√）

7、型砂是由原砂、粘土和水混制而成的。（× ）

8、砂型铸造是铸造生产中唯一的铸造方法。（√）

9、型砂是制造砂型的主要材料。（×）

10、同一砂型的各处紧实度的要求是相同的。（×）

11、铸型是根据所设计零件的尺寸和形状，用造型材料制造而成的。（√）

12、铸型一般是由上型、下型和浇冒系统组成。（√）

13、铸造冒口的作用是补给铸造凝固收缩是所需的金属液体，以避免产生缩孔。（√）

14、冒口是浇注金属液的通道。（×）

15、透气性是指气体通过铸型的能力。（√）

16、为了使砂型透气性好，应在砂型的上下箱都扎通气孔。（×）

17、型砂的耐火度的高低，主要取决于粘结剂耐火度的高低。（×）

18、当铸件上的孔腔需要用型芯铸出时，垂直安放的型芯都要有上下芯头。（×）

19、砂芯的出砂性能要求要好，以便制芯。（×）

20、型芯是形成铸件的凸出部分。（×）

21、型芯烘干是提高它的强度和透气性，使浇注时产生的气体减少，保证铸件的质量。（√）

22、由于浇注时型芯受到高温金属液的冲刷和包围，因此要求型砂具有好的综合性能。（√）

23、芯骨的作用是增加砂型的强度。（×）

24、铸件的重要受力面，主要加工面，浇注时应朝上。（×）

25、用于铸造的合金称为铸造合金。（√）

26、铸件产生气孔的原因是因为浇注系统不正确造成的。（×）

铸铁五大元素的标准

铸铁的五大元素是指碳、硅、锰、硫、磷。这些元素在铸铁中起到不同的作用和影响铸铁的性能。

1. 碳：是铸铁中最重要的元素之一，对铸铁的硬度、强度和韧性起着至关重要的作用。铸铁中碳含量在2%以下，碳含量越高，铸铁的硬度和脆性越大，但韧性降低。

2. 硅：硅含量对铸铁的组织和性能有着重要影响。适当的硅含量能够提高铸铁的流动性和润湿性，有利于铸件的充型和表面质量。同时，硅还能够提高铸铁的耐磨性和抗腐蚀性。

3. 锰：锰能够提高铸铁的硬度和韧性，同时还能够改善铸铁的晶界和组织结构，提高铸铁的强度和冲击韧性。

4. 硫：硫是铸铁中的杂质元素，其含量对铸铁性能影响较大。过高的硫含量会导致铸铁脆性增加，降低铸件的强度和韧性。

5. 磷：磷含量对铸铁的机械性能影响较大。磷能够提高铸铁的腐蚀性能和抗疲劳性能，但过高的磷含量会导致铸铁的脆性增加。

以上是五大元素在铸铁中的主要作用和影响，不同的铸铁材料和应用领域对这些元素的要求和限制也会有所不同。

牌号表示方法

可锻铸铁的牌号是由“KTH”（“可铁黑”三字汉语拼音字首）或“KTZ”（“可铁珠”三字汉语拼音字首）后附最低抗拉强度值（MPa）和最低断后伸长率的百分数表示。例如牌号KTH

350—10表示最低抗拉强度为350 MPa、最低断后伸长率为10%的黑心可锻铸铁，即铁素体可锻铸铁；KTZ 650—02表示最低抗拉强度为650 MPa、最低断后伸长率为2%的珠光体可锻铸铁。

常见的几种可锻铸铁

牌号、性能及用途(GB 9440—1988)

铸铁牌号KTH300—06、KTH330—08、KTH350—10、KTH370—12：用于制造管道配件、低压阀门、汽车拖拉机的后桥外壳、转向机构、机床零件等。

铸铁牌号KTZ450—06、KTZ550—04、KTZ650—02、KTZ700—02：制造强度要求较高、耐磨性较好的铸件，如齿轮箱、凸轮轴、曲轴、连杆、活塞环等

铸铁牌号KTB380—04、KTB380—12、KTB400—05、KTB450—07：此为白心可锻铸铁，仅限于制造薄壁铸件和焊接后不需进行热处理的铸件、由于工艺较复杂，故在机械制造上较少应用。