常用铸件材料及特点分析

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：生产中常用的铸造材料主要有各类铸铁、铸钢以及铜合金和铝合金等有色合金。

生产中常用的铸造材料主要有各类铸铁、铸钢以及铜合金和铝合金等有色合金。

4.1.4.1　铸铁及其分类

铸铁材料具有优良的铸造性能，其含碳量为2.5%～4.0%。碳在铸铁中主要以渗碳体和石墨形式存在。铸铁根据碳的存在形式又分为白口铸铁、灰口铸铁及麻口铸铁3种类型。

白口铸铁中的碳主要以渗碳体的形式存在，其脆性大，耐磨性好，可用于制作农机具。

灰口铸铁中的碳主要以石墨和渗碳体两种形式存在，综合性能好，是目前最主要的铸造材料。其中，根据灰口铸铁中石墨的显微组织形状又将灰口铸铁细分为普通灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁4种类型。石墨呈片状的称为普通灰口铸铁，石墨呈团絮状的称为可锻铸铁，石墨呈球状的称为球墨铸铁，石墨呈蠕虫状的称为蠕墨铸铁。

麻口铸铁是一种介于白口铸铁和灰口铸铁之间的过渡材料，应用较少。

1. 普通灰口铸铁的特性及应用

普通灰口铸铁因石墨呈片状，从另一角度又可以视其为布满细小裂纹的纯铁，其强度、硬度和塑性极低，但是抗压强度较好，与钢接近。石墨能缓冲振动，具有减振性，因此可用来制造机床床身和机器底座；由于石墨具有润滑作用，因此普通灰口铸铁适合于制造导轨、衬套等零件。

2. 球墨铸铁的特性及应用

球墨铸铁的石墨呈球状，对金属基体的割裂作用小，其强度韧性好，远远高于普通灰口铸铁，几乎可以与钢媲美。正是由于球墨铸铁的出现，在生产中，一直有“以铁代钢”和“以铸代钢”之说。在一些场合下可以取代铸钢件，也能代替一些负荷较重但冲击并不大的锻件。值得注意的是，球墨铸铁较普通灰口铸铁易产生缩孔、缩松、气孔以及夹渣等缺陷，同时石墨析出时，会产生体积膨胀，需要适当提高铸型刚度。同时，为避免上述缺陷的产生，需要选用特别的球化剂和孕育剂。

生产方法：向高温铁水中加入一定量的球化剂（金属镁或稀土镁）和孕育剂（含Si量为75%～95%的硅铁），直接得到球状石墨的铸造合金。

3. 可锻铸铁的特性及应用

可锻铸铁强度高，抗拉强度在300～400 MPa，塑性和韧性均较好，主要用于制造承受振动和冲击、形状复杂的薄壁小件，如弯头、三通等。这些零件如果用一般铸钢铸造难度较大；若用球墨铸铁，质量上又难以保证。可锻铸铁在生产过程中石墨化退火周期比较长，因此铸件成本高。

生产方法：将白口铸铁经长时间的高温石墨化退火，使白口铸铁中的渗碳体分解，获得其基体上分布着团絮状石墨的铸铁，即得到可锻铸铁。

4. 蠕墨铸铁的特性及应用

蠕墨铸铁中的石墨介于片状和球状之间，其力学性能也介于灰口铸铁和球墨铸铁之间。蠕墨铸铁的优点是导热性优于球墨铸铁，而抗氧化性又优于其他铸铁，同时其断面敏感性小于灰口铸铁，因此厚大截面零件的性能较为均匀。此外，蠕墨铸铁的耐磨性也较好。蠕墨铸铁适用于制造工作温度较高或具有较高温度梯度的零件，如柴油机气缸盖、制动盘、金属型等；还可以用于制造形状复杂的大型铸件，如重型机床床身等。

5. 铸钢材料的特性及应用

铸钢是一种重要的铸造材料，其主要特点是强度高，可以制造形状复杂、强度要求高的零件。尤其在模具制造行业应用更为广泛，大型模具的套板多采用铸钢材料铸造而成。此外，铸钢的焊接性能好，便于采用铸-焊联合结构制造大型零件，因此铸钢在重型机械制造中应用也较广泛。不过，其缺点也比较突出，由于铸钢的熔点高，钢液易氧化，铸造流动性差，收缩大，因此铸造相对困难，易产生浇不足、气孔、缩松、缩孔、夹渣和粘砂等缺陷。在生产铸钢件时，要求型砂耐高温，并且需具有良好的透气性；浇注温度需严格控制；铸钢件必须进行热处理。

常用铸件材料及特点分析

相关推荐