铸钢件生产工艺设计要求与质量标准16823

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1、 铸钢件生产工艺要求及质量标准 一、混砂工艺标准（一）材料要求：1、造型砂：符合 GB9442-88、JB435-63 细粒砂要求，一般选用二氧化硅含量较高的天然砂或石英砂，原砂粒度根据铸件大小及壁厚确定，原砂的含泥质量分数应小于 2%，原砂中的水份必须严格控制，且一般应进行烘干。2、水玻璃：水玻璃模应根据铸件大小来确定。（1）小砂型（芯）为加速硬化采用选用 M=2.73.2 的高模数水玻璃。（2）中型砂型（芯）可选用 M=2.32.6 的水玻璃。（3）生产周期长的大型砂型（芯）选用 M=2.02.2 的低模数水玻璃。（二）混制比例（质量分数%）造型砂/水玻璃=100：68（三）混制时间：一般

2、情况下混制 5 分钟，室温或水玻璃密度较大时可适当延长混砂时间。（四）混制后要求：混制好的造型砂要求无块状或团状，流动性较好。二、造型工艺要点：（一）基本原则：1、质量要求高的面或主要加工面应放在下面。2、大平面应放在下面。3、薄壁部分应放在下面。4、厚大部分应放在上面。5、应尽量减少砂芯的数量。6、应尽量采用平直的分型面。（二）基本要求：1、木模：要求轮廓完整，无裂纹、无破损、无残缺，表面光洁，尺寸符合铸造工艺图纸要求，并经常进行尺寸校验。2、砂箱：砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定，大、中型砂箱应焊接箱筋。3、浇注系统：根据铸件的结构特点的工艺要求，选择适宜的浇注系统，通常采用顶注式、底注式

3、。（1）浇注系统设置基本原则：浇口、冒口安放位置合理，大小适宜不妨碍铸件收缩，便于排气、落砂和清理，应使铸型尺寸尽量减少，简化造型操作，节省型砂用量和降低劳动强度。（2）内浇道位置的注意事项。1）内浇道不应设在铸件重要部位。2）应使金属液流至型腔各部位的距离最短。3）应不使金属液正面冲击铸型和砂芯。4）应使金属液能均匀分散，快速地充满型腔。5）不要正对铸型中的冷铁和芯撑。4、冒口（1）冒口设置基本原则：1)根据铸件的结构和工艺要求正确选择冒口的形状、大小和安放位置。2)根据冒口的有效补缩范围合理地确定冒口数量。（2）冒口设置基本要求：1)对于壁厚不均匀的铸件，每个热节部位都必须设置冒口。2）应

4、尽量设置在铸件被补缩部位的顶部或近旁。3）当铸件在不同高度上有热节需要补缩时，可设置多个冒口，但各冒口的补缩区必须隔开。4）冒口最好不设置在铸件重要的或受力较大的部位。5）应尽量使内浇道通过冒口。6）冒口应尽量不设置在铸件应力集中处。7）冒口最好设置在铸件需要机械加工的表面上。（三）造型操作：1、操作流程 顺序是：选取合适砂箱放置木模填砂紧实放置上砂箱安置浇冒口填砂紧实起模修型硬化 2、操作方法及质量标准（1）根据铸件模型的形状和大小，选取合适的砂箱。（2）把铸件模型放到砂箱内的适当位置。（3）往砂箱中加入适当造型砂，使用工具将砂箱中的造型砂紧实，紧实程度要适中。（4）用刮板刮去高出砂箱的造型

5、砂，使砂型表面和砂箱的边缘平齐。（5）用毛刷清理模型表面浮砂，覆盖塑料薄膜并使薄膜平整。（6）放置上砂箱，上、下砂箱箱口要对齐。（7）在上砂箱中合适位置放置浇冒口，添加造型砂并紧实。（8）分箱起模，修型并扎气眼硬化。3、砂型型腔质量要求（1）砂型无飞边、无毛刺、无残缺，型腔内干净无残砂等异物。（2)型腔应干燥，硬化程度高，合箱前要保证充分干燥（冬季可适当延长硬化和烘烤时间）。（3）砂型轮廓完整、清晰，合箱箱印或记号完整清晰。（4）浇口、冒口位置设置合理、大小符合要求；排气孔通畅、浇注系统根据铸件设置合理。4、合箱 合箱就是把砂型和砂芯按要求组合在一起成为铸型的过程。习惯上也称拼箱、配箱或扣箱。

6、合箱工作一般按以下步骤进行：（1)全面检查、清(扫、修理所有砂型和砂芯，特别要注意检查砂芯的烘干程度和通气道是否通畅。不符合要求者，应进行返修或废弃。(2)按下芯次序依次将砂芯装入砂型，并严格检查和保证铸件壁厚、砂芯固定、芯头排气和填补接缝处的间隙。(3)仔细清除型内散砂，全面检查下芯质量，在分型面上沿型腔外围放上一圈泥条或石棉绳，以保证合箱后分型面密合，避免液态金属从分型面间隙流出。随后即可正式合上箱。(4)放上压铁或用螺栓、金属卡子固紧铸型。放好浇口杯、冒口圈。在分型面四周接缝处抹上砂泥以防止跑火。最后全面清理场地，以便安全方便地浇注。三、钢液的熔炼工艺要求：（一）操作流程 选择炉料（废钢

7、）熔化钢液清理钢液废渣添加金属矿石钢液材质化验分析根据化验分析进行钢液材质处理脱氧钢液出炉（一）炉料的选择要求：1、根据准备浇铸件材质的要求，合理选择炉料搭配使用。产品钢号，应在投料时就控制成份含量。出炉前半小时取炉前样送检分析。2、对含有油污，污垢的炉料下炉前要进行清理。3、对含有镀锌的炉料最好不用。4、所选用的炉料必须严格控制 S、P 有害元素的含量。5、严格遵守熔炼工艺制度。尽量采用满功率，快速溶炼。（二）浇注前钢液材质化验 出炉前半小时取炉前样送检进行化验分析，钢液的材质应符合铸件材质允许的范围内，不符合的应进行调质，直到符合要求。（三）脱氧 把钢液表面的杂质处理后，进行脱氧处理：1、

8、脱氧剂加入顺序：先加锰铁，后加硅铁，最后加入纯铝。注：脱氧剂锰铁、硅铁在出炉前 58 分钟加入，纯铝在出炉时加入。钢液 14801500加锰铁、硅铁，16101630加纯铝。2、脱氧剂的加入量（占钢液质量分数%）脱氧剂名称 锰铁 硅铁 硅钙粉 纯铝 脱氧剂用量 0.10.2 0.050.07 0.20.3 0.040.06 注：脱氧剂可分多批次加入，钢包每次接钢水前，应放入小块纯铝 进行终脱氧处理。四、浇注工艺要求(一)浇注前的准备工作(1)了解浇注合金的种类、牌号、待浇注铸型的数量和估算所需金属液的重量。(2)检查浇包的修理质量、烘干预热情况及其运输与倾转机构的灵活性和可靠牲。(3)熟悉各种

9、铸型在车间所处的位置，以确定浇注次序。(4)检查浇口、冒口圈的安放及铸型的紧固情况。(5)清理浇注场地，保证浇注安全。(二)浇注操作要点 为了获得合格铸件，必须控制浇注温度、浇注速度，严格遵守浇注操作规程。(1)浇注温度 浇注温度对铸件质量影响很大，因此应根据合金种类、铸件结构和铸型特点确定合理的浇注温度范围。金属液由炉中注入浇包时，温度都会降低。根据碳钢的型号，选择适宜的浇注温度，一般浇注温度在 15401580(浇包内钢水温度)。(2)浇注操作要点 1）浇注之前需除去浇包中金属液面上的熔渣。2）依规定的浇注速度和时间范围进行浇注。3）有冒口的铸型，浇注后期应按工艺规范进行点注和补注。对大中

10、型铸件在浇注成型后，冒口要加保温盐进行保温。补火要及时，大型冒口要采取多次补火，补火时间要控制在冒口内的钢液凝固结壳前进行。4）一般浇注大、中型铸钢件时，钢水要在钢包内静置 12min 镇静后进行浇注。5）在保证型腔内的气体排出顺畅的条件下，对要求同时凝固的铸件可采用较高浇注速度，对要求实现顺序凝固的铸件，尽可能采用较低的浇注速度。6）较厚大铸件或采用底注式浇注系统时，浇注速度可先快后慢，对薄壁小件浇注速度可先慢后快。7）温高缓，温低急；引流准、浇注稳，收流猛；包口近杯，不断流，不准碰杯，注意挡渣，防止飞溅，不准半浇，允许点补（缩），遇有穿漏，迅速处理。8）浇注后待铸件凝固完毕，要及时卸除压铁

11、和箱卡，以减少铸件收缩阻力，避免裂纹。五、铸件清理 铸件凝固冷却到一定温度后，把铸件从砂箱中取出，去掉铸件表面及内腔中的型砂和芯砂的工艺过程称为落砂，落砂通常分为人工落砂和机械落砂两种。铸件在未完全凝固前，不准搬动铸件，也不准在 600以上喷水强冷。铸件一般经自然冷却 23 小时后进行清件。（一）工作流程 清理铸件表面、型腔废砂气割铸件浇口、冒口、毛刺再次清理铸件残砂焊补铸件打磨铸件质量验收 （二）操作方法及质量标准 1、准备工作 按照要求佩戴好劳保用品，并对工作环境进行安全确认；准备好所用机器设备和工具，并认真检查，确保机器设备、工具完好，能正常、安全运行和使用。2、正常操作（1）利用风镐或

12、水清砂机进行铸件废砂清理。（2）铸件废砂清理完毕，按照气割安全技术操作规程操作割枪，切割铸件浇口、冒口、飞边、毛刺。（3）铸件切割完毕，符合要求。按照电焊工安全技术操作规程操作电焊机，对铸件残缺部位进行焊补，确保铸件完整。（4）焊补完毕，复合工艺要求。利用砂轮机对铸件切割、焊补等部位进行打磨处理，保证切割部位和焊补部位光洁、平整。（5）打磨完毕，进行验收，准备热处理 六、铸钢件退火热处理 铸钢件退火是将铸钢件加热到 AC3 以上 20-30，保温一定时间冷却的热处理工艺。（一）退火热处理工艺一般要求：1、按照热处理工艺要求升温、冷却。2、将需要热处理的铸件按合金种类、铸件大小、壁厚相同的类型进

13、行退火。3、根据铸件的形状、壁厚、化学成分选择合适的加热速度。（二）退火热处理具体操作 1、退火炉的检查（1）炉门关闭正常、严密。（2）无跑烟、跑火现象。（3）热电偶完好。（4）温度仪指示正常。（5）鼓风机运行正常 2、工件填装要求：（1）工件装填不得过于严密，须留有一定空隙。（2）工件码放须稳固、整齐。（3）工件码放应坚持防止加热变形的原则。3、工件加热、保温、降温冷却要求（1）加热：通常以 200-400/小时的速度加热到 860.（2）保温：根据工件的厚度确定保温时间为 2-3 小时左右。（3）降温：随炉缓慢冷却到 500后出炉，空气冷却至正常。（三）工件出炉 工件冷却至正常温度后出炉，

14、应分类码放整齐。七、铸钢件质量验收标准 1、外形完整、光洁；无飞边、毛翅、残缺，多肉；无砂眼、气孔、缩孔等铸造缺陷。2、形状、尺寸，加工量符合铸造工艺图纸要求。3、各种元素含量在规定范围内。4、符合 GB/T11352-89 一般工程用碳钢件的质量标准。1 铸钢件 用铸钢制作的零件就是铸钢件了。与铸铁性能相似，但比铸铁强度好。铸钢件在铸造过程中易出现气泡、角度定位不准确等缺点，在长期使用中就有可能出现机壳断裂的现象。2 铸钢 铸钢用以浇注铸件的钢。铸造合金的一种。铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢 3 类。铸造碳钢：以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢。含碳小于0.2%的为铸造低

15、碳钢，含碳 0.2%0.5%的为铸造中碳钢，含碳大于 0.5%的为铸造高碳钢。随着含碳量的增加，铸造碳钢的强度增大，硬度提高。铸造碳钢具有较高的强度、塑性和韧性，成本较低，在重型机械中用于制造承受大负荷的零件，如轧钢机机架、水压机底座等；在铁路车辆上用于制造受力大又承受冲击的零件如摇枕、侧架、车轮和车钩等。铸造低合金钢：含有锰、铬、铜等合金元素的铸钢。合金元素总量一般小于 5%，具有较大的冲击韧性，并能通过热处理获得更好的机械性能。铸造低合金钢比碳钢具有较优的使用性能，能减小零件质量，提高使用寿命。铸造特种钢：为适应特殊需要而炼制的合金铸钢，品种繁多，通常含有一种或多种的高量合金元素，以获得某

16、种特殊性能。例如，含锰 11%14%的高锰钢能耐冲击磨损，多用于矿山机械、工程机械的耐磨零件；以铬或铬镍为主要合金元素的各种不锈钢，用于在有腐蚀或 650以上高温条件下工作的零件，如化工用阀体、泵、容器或大容量电站的汽轮机壳体等。铸钢件 1 铸件表面及近表面缺陷的检测 1 液体渗透检测 液体渗透检测用来检查铸件表面上的各种开口缺陷，如表面裂纹、表面针孔等肉眼难以发现的缺陷。常用的渗透检测是着色检测，它是将具有高渗透能力的有色（一般为红色）液体（渗透剂）浸湿或喷洒在铸件表面上，渗透剂渗入到开口缺陷里面，快速擦去表面渗透液层，再将易干的显示剂（也叫显像剂）喷洒到铸件表面上，待将残留在开口缺陷中的渗

17、透剂吸出来后，显示剂就被染色，从而可以反映出缺陷的形状、大小和分布情况。需要指出的是，渗透检测的精确度随被检材料表面粗糙度增加而降低，即表面越光检测效果越好，磨床磨光的表面检测精确度最高，甚至可以检测出晶间裂纹。除着色检测外，荧光渗透检测也是常用的液体渗透检测方法，它需要配置紫外光灯进行照射观察，检测灵敏度比着色检测高。2 涡流检测 涡流检测适用于检查表面以下一般不大于 67MM 深的缺陷。涡流检测分放置式线圈法和穿过式线圈法2 种。：当试件被放在通有交变电流的线圈附近时，进入试件的交变磁场可在试件中感生出方向与激励磁场相垂直的、呈涡流状流动的电流（涡流），涡流会产生一与激励磁场方向相反的磁场

18、，使线圈中的原磁场有部分减少，从而引起线圈阻抗的变化。如果铸件表面存在缺陷，则涡流的电特征会发生畸变，从而检测出缺陷的存在，涡流检测的主要缺点是不能直观显示探测出的缺陷大小和形状，一般只能确定出缺陷所在表面位置和深度，另外它对工件表面上小的开口缺陷的检出灵敏度不如渗透检测。3 磁粉检测 磁粉检测适合于检测表面缺陷及表面以下数毫米深的缺陷，它需要直流（或交流）磁化设备和磁粉（或磁悬浮液）才能进行检测操 作。磁化设备用来在铸件内外表面产生磁场，磁粉或磁悬浮液用来显示缺陷。当在铸件一定范围内产生磁场时，磁化区域内的缺陷就会产生漏磁场，当撒上磁粉或悬浮液时，磁粉被吸住，这样就可以显示出缺陷来。这样显示

19、出的缺陷基本上都是横切磁力线的缺陷，对于平行于磁力线的长条型缺陷则显示不出来，为此，操作时需要不断改变磁化方向，以保证能够检查出未知方向的各个缺陷。2 铸件内部缺陷的检测 对于内部缺陷，常用的无损检测方法是射线检测和超声检测。其中射线检测效果最好，它能够得到反映内部缺陷种类、形状、大小和分布情况的直观图像，但对于大厚度的大型铸件，超声检测是很有效的，可以比较精确地测出内部缺陷的位置、当量大小和分布情况。1 射线检测（微焦点 XRAY）射线检测，一般用 X 射线或 射线作为射线源，因此需要产生射线的设备和其他附属设施，当工件置于射线场照射时，射线的辐射强度就会受到铸件内部缺陷的影响。穿过铸件射出

20、的辐射强度随着缺陷大小、性质的不同而有局部的变化，形成缺陷的射线图像，通过射线胶片予以显像记录，或者通过荧光屏予以实时检测观察，或者通过辐射计数仪检测。其中通过射线胶片显像记录的方法是最常用的方法，也就是通常所说的射线照相检测，射线照相所反映出来的缺陷图像是直观的，缺陷形状、大小、数量、平面位置和分布范围都能呈现出来，只是缺陷深度一般不能反映出来，需要采取特殊措施和计算才能确定。现在出现应用射线计算机层析照相方法，由于设备比较昂贵，使用成本高，目前还无法普及，但这种新技术代表了高清晰度射线检测技术未来发展的方向。此外，使用近似点源的微焦点 X 射线系统实际上也可消除较大焦点设备产生的模糊边缘，

21、使图像 轮廓清晰。使用数字图像系统可提高图像 的信噪比，进一步提高图像清晰度。3 安全生产技术 按照化学成分铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。碳素铸钢 一般的，低碳钢 ZG15 的熔点较高、铸造性能差，仅用于制造电机零件或渗碳零件；中碳钢 ZG25ZG45，具有高于各类铸铁的综合性能，即强度高、有优良的塑性和韧性，因此适于制造形状复杂、强度和韧性要求高的零件，如火车车轮、锻锤机架和砧座、轧辊和高压阀门等，是碳素铸钢中应用最多的一类；高碳钢 ZG55 的熔点低，其铸造性能较中碳钢的好，但其塑性和韧性较差，仅用于制造少数的耐磨件。合金铸钢 根据合金元素总量的多少，合金铸钢可分为两低合金钢和高合金

22、钢大类。1）低合金铸钢，我国主要应用锰系、锰硅系及铬系等。如 ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1 等。用来制造齿轮、水压机工作缸和水轮机转子等零件，而 ZG40Cr1 常用来制造高强度齿轮和高强度轴等重要受力零件。2）高合金铸钢，具有耐磨、耐热或耐腐蚀等特殊性能。如高锰钢ZGMn13，是一种抗磨钢，主要用于制造在干磨擦工作条件下使用的零件，如挖掘机的抓斗前壁和抓斗齿、拖拉机和坦克的履带等；铬镍不锈钢 ZG1Cr18Ni9 和铬不锈钢 ZG1Cr13 和 ZGCr28 等，对硝酸的耐腐蚀性很高，主要用于制造化工、石油、化纤和食品等设备上的零件。铸钢的铸造工艺特点 铸钢的机

23、械性能比铸铁高，但其铸造性能却比铸铁差。因为铸钢的熔点较高，钢液易氧化、钢水的流动性差、收缩大，其体收缩率为 1014%，线收缩为 1.82.5%。为防止铸钢件产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、裂纹及粘砂等缺陷，必须采取比铸铁复杂的工艺措施：1、由于钢液的流动性差，为防止铸钢件产生冷隔和浇不足，铸钢件的壁厚不能小于 8mm；浇注系统的结构力求简单、且截面尺寸比铸铁的大；采用干铸型或热铸型；适当提高浇注温度，一般为 15201600，因为浇注温度高，钢水的过热度大、保持液态的时间长，流动性可得到改善。但是浇温过高，会引起晶粒粗大、热裂、气孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形状复杂的铸件，其浇注温度

24、约为钢的熔点温度+150；大型、厚壁铸件的浇注温度比其熔点高出 100左右。2、由于铸钢的收缩大大超过铸铁，为防止铸件出现缩孔、缩松缺陷，在铸造工艺上大都采用冒口和、冷铁和补贴等措施，以实现顺序凝固。此外，为防止铸钢件产生缩孔、缩松、气孔和裂纹缺陷，应使其壁厚均匀、避免尖角和直角结构、在铸型用型砂中加锯末、在型芯中加焦炭、以及采用空心型芯和油砂芯等来改善砂型或型芯的退让性和透气性。铸钢的熔点高，相应的其浇注温度也高。高温下钢水与铸型材料相互作用，极易产生粘砂缺陷。因此，应采用耐火度较高的人造石英砂做 铸型，并在铸型表面刷由石英粉或锆砂粉制得的涂料。为减少气体来源、提高钢水流动性及铸型强度，大多

25、铸钢件用干型或快干型来铸造，如采用 CO2 硬化的水玻璃砂型。铸钢件的热处理 铸钢件均应在热处理后使用。因为铸态下的铸钢件内部存在气孔、裂纹、缩孔和缩松、晶粒粗大、组织不均及残余内应力等铸造缺陷，使铸钢件的强度、尤其是塑性和韧性大大降低。为细化晶粒、均匀组织及消除内应力，铸钢件必须进行正火或退火处理。正火处理后的钢，其机械性能较退火后的高，成本也较低，所以应用较多。但由于正火处理会引起较退火大的内应力，只适用于含碳量小于 0.35%的铸钢件。因为低碳铸钢件的塑性好，冷却时不易开裂。为减小内应力，铸钢件在正火后，还应进行高温回火。对于含碳量0.35%的、结构复杂及易产生裂纹的铸钢件，只能进行退火

26、处理。铸钢件不宜淬火，否则极易开裂。铸钢的熔炼 铸钢的熔炼一般采用平炉，电弧炉和感应炉等。平炉的特点是容量大、可利用废钢作原料、能准确控制钢的成分并能熔炼优质钢及低合金钢，多用于熔炼质量要求高的、大型铸钢件用的钢液。三相电弧炉的开炉和停炉操作方便，能保证钢液的成分和质量、对炉料的要求不甚严格、容易升温，故能炼优质钢、高级合金钢和特殊钢等，是生产成型铸钢件的常用设备。此外，采用工频或中频感应炉，能熔炼各种高级合金钢和碳含量极低的钢。感应炉的熔炼速度快、合金元素烧损小、能源消耗少、且钢液质量高，即杂质含量少、夹杂少，适于小型铸钢车间采用。4 铸钢的分类 1.碳素铸钢 一般的，低碳钢 ZG15 的熔

27、点较高、铸造性能差，仅用于制造电机零件或渗碳零件；中碳钢 ZG25ZG45，具有高于各类铸铁的综合性能，即强度高、有优良的塑性和韧性，因此适于制造形状复杂、强度和韧性要求高的零件，如火车车轮、锻锤机架和砧座、轧辊和高压阀门等，是碳素铸钢中应用最多的一类；高碳钢 ZG55 的熔点低，其铸造性能较中碳钢的好，但其塑性和韧性较差，仅用于制造少数的耐磨件。2.合金铸钢 根据合金元素总量的多少，合金铸钢可分为两低合金钢和高合金钢大类。(1)低合金铸钢，我国主要应用锰系、锰硅系及铬系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1 等。用来制造齿轮、水压机工作缸和水轮机转子等零件，而 ZG

28、40Cr1 常用来制造高强度齿轮和高强度轴等重要受力零件。(2)高合金铸钢，具有耐磨、耐热或耐腐蚀等特殊性能。如高锰钢ZGMn13，是一种抗磨钢，主要用于制造在干磨擦工作条件下使用的零件，如挖掘机的抓斗前壁和抓斗齿、拖拉机和坦克的履带等；铬镍不锈钢ZG1Cr18Ni9 和铬不锈钢 ZG1Cr13 和 ZGCr28 等，对硝酸的耐腐蚀性很高，主要用于制造化工、石油、化纤和食品等设备上的零件。5 铸钢件的制造技术 一、按照化学成分铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。其中以碳素铸钢应用最广，占铸钢总产量的 80%以上。1、碳素铸钢 一般的，低碳钢 ZG15 的熔点较高、铸造性能差，仅用于制造电机零件

29、或渗碳零件；中碳钢 ZG25ZG45，具有高于各类铸铁的综合性能，即强度高、有优良的塑性和韧性，因此适于制造形状复杂、强度和韧性要求高的零件，如火车车轮、锻锤机架和砧座、轧辊和高压阀门等，是碳素铸钢中应用最多的一类；高碳钢 ZG55 的熔点低，其铸造性能较中碳钢的好，但其塑性和韧性较差，仅用于制造少数的耐磨件。2、合金铸钢：根据合金元素总量的多少，合金铸钢可分为两低合金钢和高合金钢大类。1）低合金铸钢，我国主要应用锰系、锰硅系及铬系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1 等。用来制造齿轮、水压机工作缸和水轮机转子等零件，而 ZG40Cr1 常用来制造高强度齿轮和高强度

30、轴等重要受力零件。2）高合金铸钢，具有耐磨、耐热或耐腐蚀等特殊性能。如高锰钢 ZGMn13，是一种抗磨钢，主要用于制造在干磨擦工作条件下使用的零件，如挖掘机的抓斗前壁和抓斗齿、拖拉机和坦克的履带等；铬镍不锈钢 ZG1Cr18Ni9 和铬不锈钢 ZG1Cr13 和 ZGCr28 等，对硝酸的耐腐蚀性很高，主要用于制造化工、石油、化纤和食品等设备上的零件。二、铸钢的铸造工艺特点 铸钢的机械性能比铸铁高，但其铸造性能却比铸铁差。因为铸钢的熔点较高，钢液易氧化、钢水的流动性差、收缩大，其体收缩率为 1014%，线 收缩为 1.82.5%。为防止铸钢件产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、裂纹及粘砂等缺陷，必须

31、采取比铸铁复杂的工艺措施：1、由于钢液的流动性差，为防止铸钢件产生冷隔和浇不足，铸钢件的壁厚不能小于 8mm；浇注系统的结构力求简单、且截面尺寸比铸铁的大；采用干铸型或热铸型；适当提高浇注温度，一般为 15201600，因为浇注温度高，钢水的过热度大、保持液态的时间长，流动性可得到改善。但是浇温过高，会引起晶粒粗大、热裂、气孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形状复杂的铸件，其浇注温度约为钢的熔点温度+150；大型、厚壁铸件的浇注温度比其熔点高出 100左右。2、由于铸钢的收缩大大超过铸铁，为防止铸件出现缩孔、缩松缺陷，在铸造工艺上大都采用冒口和、冷铁和补贴等措施，以实现顺序凝固。此外，为防止

32、铸钢件产生缩孔、缩松、气孔和裂纹缺陷，应使其壁厚均匀、避免尖角和直角结构、在铸型用型砂中加锯末、在型芯中加焦炭、以及采用空心型芯和油砂芯等来改善砂型或型芯的退让性和透气性。铸钢的熔点高，相应的其浇注温度也高。高温下钢水与铸型材料相互作用，极易产生粘砂缺陷。因此，应采用耐火度较高的人造石英砂做铸型，并在铸型表面刷由石英粉或锆砂粉制得的涂料。为减少气体来源、提高钢水流动性及铸型强度，大多铸钢件用干型或快干型来铸造，如采用 CO2 硬化的水玻璃砂型。三、铸钢件的热处理 铸钢件均应在热处理后使用。因为铸态下的铸钢件内部存在气孔、裂纹、缩孔和缩松、晶粒粗大、组织不均及残余内应力等铸造缺陷，使铸钢件的强度

33、、尤其是塑性和韧性大大降低。为细化晶粒、均匀组织及消除内应力，铸钢件必须进行正火或退火处理。正火处理后的钢，其机械性能较退火后的高，成本也较低，所以应用较多。但由于正火处理会引起较退火大的内应力，只适用于含碳量小于 0.35%的铸钢件。因为低碳铸钢件的塑性好，冷却时不易开裂。为减小内应力，铸钢件在正火后，还应进行高温回火。对于含碳量0.35%的、结构复杂及易产生裂纹的铸钢件，只能进行退火处理。铸钢件不宜淬火，否则极易开裂。四、铸钢的熔炼 铸钢的熔炼一般采用平炉，电弧炉和感应炉等。平炉的特点是容量大、可利用废钢作原料、能准确控制钢的成分并能熔炼优质钢及低合金钢，多用于熔炼质量要求高的、大型铸钢件

34、用的钢液。三相电弧炉的开炉和停炉操作方便，能保证钢液的成分和质量、对炉料的要求不甚严格、容易升温，故能炼优质钢、高级合金钢和特殊钢等，是生产成型铸钢件的常用设备。此外，采用工频或中频感应炉，能熔炼各种高级合金钢和碳含量极低的钢。感应炉的熔炼速度快、合金元素烧损小、能源消耗少、且钢液质量高，即杂质含量少、夹杂少，适于小型铸钢车间采用。6 铸钢件工艺要点 铸钢件造型工艺的基本原则：质量要求高的面或主要加工面应放在下面；大平面应放在下面；薄壁部分应放在下面；厚大部分应放在上面；应尽量减少砂芯的数量；应尽量采用平直的分型面。铸钢件造型工艺的基本要求：木模：要求轮廓完整，无裂纹、无破损、无残缺，表面光洁

35、，尺寸符合铸造工艺图纸要求，并经常进行尺寸校验。砂箱：砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定，大、中型砂箱应焊接箱筋。7 铸钢件造型工艺的浇注系统 根据铸件的结构特点的工艺要求，选择适宜的浇注系统，通常采用顶注式、底注式。（1）浇注系统设置基本原则：浇口、冒口安放位置合理，大小适宜不妨碍铸件收缩，便于排气、落砂和清理，应使铸型尺寸尽量减少，简化造型操作，节省型砂用量和降低劳动强度。（2）内浇道位置的注意事项：内浇道不应设在铸件重要部位；应使金属液流至型腔各部位的距离最短；应不使金属液正面冲击铸型和砂芯；应使金属液能均匀分散，快速地充满型腔；不要正对铸型中的冷铁和芯撑。8 铸钢件造型工艺的冒口设置（1

36、）冒口设置基本原则：根据铸件的结构和工艺要求正确选择冒口的形状、大小和安放位置；根据冒口的有效补缩范围合理地确定冒口数量；（2）冒口设置基本要求：对于壁厚不均匀的铸件，每个热节部位都必须设置冒口；应尽量设置在铸件被补缩部位的顶部或近旁；当铸件在不同高度上有热节需要补缩时，可设置多个冒口，但各冒口的补缩区必须隔开；冒口最好不设置在铸件重要的或受力较大的部位；应尽量使内浇道通过冒口；冒口应尽量不设置在铸件应力集中处；冒口最好设置在铸件需要机械加工的表面上。9 修复冷轧机架铸钢件常见缺陷有方法 冷轧机是冷轧带钢的主体轧制设备，其机架主要采用铸钢制造，但铸钢件在制造的过程中通常会发生各种铸造缺陷，虽然

37、要对缺陷进行修复，然而修复起来还大有学问。首先，修复方法，采用焊接修复其方式主要是手工电弧焊、气体保护焊或者氩弧焊；其次，清除方法，清除方法主要针对内部缺陷和表面缺陷，内部缺陷采用铣床加工的方法，表面缺陷，对于点状分散表面缺陷选择手枪钻或镗铣床加工方法挖除，对于砂眼则采取先用洋冲对砂眼敲击使之疏松，再用合金磨头打磨除去，对于聚集成块区域的，用镗铣床加工去除。最后清除干净进行焊接。精加工后表面仍有微小缺陷的可采用氩弧焊直接对这些区域进行补焊，然后抛光。通过以上方式可以修复冷轧机架铸钢件的常见缺陷。10 铸钢件生产中清理环节的注意事项和要求 铸钢件清理注意事项及其要求：铸钢件在未完全凝固前，不能搬

38、动铸件，也不准在 600以上喷水强冷。铸件一般经自然冷却 2-3 小时后进行清件。（一）工作流程 清理铸件表面、型腔废砂气割铸件浇口、冒口、毛刺再次清理铸件残砂焊补铸件打磨铸件质量验收（二）操作方法及质量标准 1、准备工作 按照要求佩戴好劳保用品，并对工作环境进行安全确认；准备好所用机器设备和工具，并认真检查，确保机器设备、工具完好，能正常、安全运行和使用。2、正常操作（1）利用风镐或水清砂机进行铸件废砂清理。（2）铸件废砂清理完毕，按照气割安全技术操作规程操作割枪，切割铸件浇口、冒口、飞边、毛刺。（3）铸件切割完毕，符合要求。按照电焊工安全技术操作规程操作电焊机，对铸件残缺部位进行焊补，确保

39、铸件完整。（4）焊补完毕，复合工艺要求。利用砂轮机对铸件切割、焊补等部位进行打磨处理，保证切割部位和焊补部位光洁、平整。（5）打磨完毕，进行验收，准备热处理 11 铸钢件生产中浇注工艺操作的注意事项和要求 浇注工艺是铸钢件整个生产流程中至关重要的一个环节，如果该环节没有处理得当铸造出合格的铸钢件很困难，因此在铸钢件生产中，应该严格按照要求来进行浇注环节各项操作。首先，在浇注前企业应该做足准备工作，以保证后续的浇注操作能够顺利进行。浇注前准备工作包括：a.清理浇注场地，保证浇注流程安全顺利完成。b.检查浇包的修理质量、烘干预热情况及运输与倾转机构的灵活性和可靠牲；c.了解浇注合金的种类，估算待浇

40、注铸型的数量和所需金属液的重量，防止浇注中存在金属液不足、铸型数量不够的现象。为了获得合格的铸钢件，严格控制浇注温度、浇注速度，严格遵守浇注操作规程很关键。（1）就浇注温度而言，浇注温度对铸件质量影响很大，应该根据合金种类、铸件结构和铸型特点确定合理的浇注温度范围。根据碳钢的型号选择合理的浇注温度，一般浇注温度在 1540-1580(浇包内钢水温度)之间。（2）就浇注速度而言，在保证型腔内的气体排出顺畅的条件下，对要求同时凝固的铸件可采用较高浇注速度，对要求实现顺序凝固的铸件，尽可能采用较低的浇注速度。（3）就浇注操作要求而言一般需要按照以下几点来遵守：a.浇注大、中型铸钢件，钢水要在钢包内静

41、置 1-2min 镇静后进行浇注。b.浇注后待铸件凝固完毕，要及时卸除压铁和箱卡，以减少铸件收缩阻力，避免铸件产生裂纹缺陷。12 铸钢件增碳缺陷的防治 消失模铸造中，铸钢件增碳缺陷的防治可从以下几个方面展开：（1）选用低密度模料。采用 EPS 时模样密度控制在 0.0160.025 克每立方厘米，改用低碳模料 EPS（C8H8）改为 EPMMA（C5H8），这样减少模样的含碳量。也可以采用空心结构的模样和空心结构浇注系统。（2）适宜的浇注温度和浇注速度，浇注系统的开设决定着钢液流向和速度；浇注温度提高，浇注速度也提高，模料分解加快，不易完全气化，产物中液相量也增加，同时，钢液与模样的间隙减少，

42、液相分解物常被挤出间隙，挤到涂层和金属业之间，造成接触面增加，碳浓度增加，这些区域渗碳量就增加。（3）选择合理浇注工艺。铸型及浇注工艺设计要能加速模料气化，减少及错开其分解产物中液相和固相接触和反应时间，可减少或避免钢件渗碳。（4）提高涂层或干砂铸型的透气性，其透气性越好，模料分解的产物逸出越快，从而降低了钢液和模样的间隙中分解物浓度和接触时间。（5）在模样中加入添加剂（脱碳剂）防止铸钢件渗碳。（6）采用精塑模符合铸造工艺。（7）使用防渗碳涂料。13 铸钢件的两种工艺措施和应用 铸钢件主要应用于强度、塑性和韧性要求更高的机器零件。其产量仅次于铸铁，约占铸件总产量的 15%。铸钢的机械性能比铸铁

43、高，但其铸造性能却比铸铁差。因为铸钢的熔点较高，钢液易氧化、钢水的流动性差、收缩大，其体收缩率为 1014%，线收缩为 1.82.5%。为防止铸钢件产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、裂纹及粘砂等缺陷，必须采取比铸铁复杂的工艺措施：1、由于钢液的流动性差，为防止铸钢件产生冷隔和浇不足，铸钢件的壁厚不能小于 8mm；浇注系统的结构力求简单、且截面尺寸比铸铁的大；采用干铸型或热铸型；适当提高浇注温度，一般为 15201600，因为浇注温度高，钢水的过热度大、保持液态的时间长，流动性可得到改善。但是浇温过高，会引起晶粒粗大、热裂、气孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形状复杂的铸件，其浇注温度约为钢的熔点温度+150；大型、厚壁铸件的浇注温度比其熔点高出 100左右。2、由于铸钢的收缩大大超过铸铁，为防止铸件出现缩孔、缩松缺陷，在铸造工艺上大都采用冒口和、冷铁和补贴等措施，以实现顺序凝固。此外，为防止铸钢件产生缩孔、缩松、气孔和裂纹缺陷，应使其壁厚均匀、避免尖角和直角结构、在铸型用型砂中加锯末、在型芯中加焦炭、以及采用空 心型芯和油砂芯等来改善砂型或型芯的退让性和透气性。