常用铸造合金的生产
常用铸造合金材料
用途：用于受力复杂、负荷较大、要求耐磨的铸件.
（F + G）：制作汽车、拖拉机底盘零件，阀体、阀盖。 （F + P + G ）：塑韧性较好，可制作机油泵齿轮。 （P + G）：强度较高，可代替中碳钢制作柴油机或内燃 机的曲轴、连杆、轧辊、凸轮轴等。 M回 + G 或 B下+ G ：用于制作汽车、拖拉机的传动齿轮。 应用
第2章 铸造成形
2.3 常用铸造合金材料
1.铸铁 2.铸钢 3.非铁铸造合金
2.3 常用铸造合金材料
2.3.1 铸 铁
铸铁：是含碳量大于2.11%并含有较多硅、锰、硫、磷等
元素的多元铁基合金；铸铁生产工艺简单、成本低， 是使用最早、应用最广泛的材料之一。
铸铁的分类 铸铁的石墨化
铸铁的熔炼
2. 可锻铸铁—玛钢
指石墨呈团絮状的灰口铸铁，由亚共晶白口铸铁 经长时间石墨化退火（900～960℃）获得。
牌号：如 KTH300-06 ，表示抗拉强度≥300MPa ，
断后伸长率≥ 。
性能：抗拉强度比灰铸铁高，为碳钢的40~70%，
接近于铸钢；有一定塑性和韧性。但仍不可锻造。
断口 心部 呈黑 色 铁素体基体黑心可锻铸铁 珠光体基体可锻铸铁
5.灰铸铁可通过表面淬火，提高其表面硬度和耐磨性。
2.3.3 铸 钢
指在铸造工艺中使用的钢，碳的质量分数一般在0.15～0.60％。
主要内容：
1. 铸钢的分类 铸造碳钢 铸造合金钢：低合金铸钢
高合金铸钢
2. 铸钢件的生产
2.3.3
1. 铸钢分类
1）铸造碳钢：
铸
钢
铸件知识介绍
THE END
20
1, 金属浇入温度太高已融入大量的氢. 2, 熔炼工艺不当或金属液净化不足精炼除气不够 3,炉料不干净在仓储和周转过程中,吸潮氧化 4,压室充满度小,残存气体 5,充填时夹裹着气体,排气孔堵塞,排气不畅,溢流槽不足 6,浇道设计不良 7,压铸模涂料过多
12
尺寸,形状方面的缺陷与预防：
缺陷种类 铸件尺寸公 差不符要求 产生原因
铸模设计尺寸错误,铸件的收缩和压模材料 的热膨胀计算不正确. 压铸模座孔磨损或活动部件导向装置的加工 不准确 铸件在压铸模中滞留时间不恒定而引起收缩 波动 压铸模热处理不当,产生掉块压铸模龟裂而 掉块 滑块分型面清理不干净,合模时压坏成型表 面机械损伤 铸件结构不合理,各部收缩不均匀留模时间 太短 顶出过程铸件偏斜.铸件刚度不够. 堆放不合理或去除浇道方法不当
6
压铸技术
压铸件生产的主要工艺程序
压铸机调试 压铸模安装 模具预热,涂料 , 合型 浇注压射 保压 开模 ,抽芯取件 表面质量检验 实效处理 检验
7
压铸模设计与制造 涂料配置 模具清理 嵌件准备
合金熔炼,保温
清理
铸件浸渗
压铸速度的确定
一,金属流动的定量计算
金属流动的定量计算要考虑压铸机的驱动、复位、压射缸、横浇道、内浇口 和型腔系统中的机械摩擦和流动损耗、惯性力、操作阀的打开时间以及模具 的排气条件等因素。液体金属在压室和压铸型中的运动可分为4段： 第一阶段：慢压射 为防止金属溅出,在冲头通过浇料孔之前,压射的第一阶段通 常是缓慢的 第二阶段：压铸加速,金属在压室内流动. 第三阶段：金属在浇道系统中的流动 本阶段液体金属填充浇注系统和压铸型 腔 第四阶段：型腔填充 本阶段的主要任务是建立最后的增压使铸件凝固,而达 到使铸件致密的目的.
(完整版)第二节常用的铸造方法
第二节常用的铸造方法(五)离心铸造离心铸造是将金属液浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸型，在离心力的作用下凝固的铸造方法。
铸件的轴线与旋转铸型的轴线重合。
铸型可用金属型、砂型、陶瓷型、熔模壳型等。
1．离心铸造机离心铸造机是离心铸造所用的设备，按其旋转轴空间位置的不同分为立式、卧式二种。
立式离心铸造机的铸型是绕垂直轴旋转（图2-2-41a）,由于金属液的重力作用,铸件的内表面呈抛物线形,故铸件不易过高,它主要用于铸造高度小于直径的环类、套类及成形铸件。
卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴旋转（图2-2-41b），铸件的壁厚较均匀，主要用长度大于直径的管类、套类铸件。
图2-2-41 离心铸造示意图图 2-2-9 离心铸造2．离心铸造的特点和应用与其它铸造方法相比，离心铸造的优点是：（1）优点1）铸件组织致密，无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好。
2）铸造圆形中空铸件时，不用型芯和浇注系统，简化了工艺过程，降低了金属消耗。
3）提高了金属液的充型能力，改善了充型条件，可用于浇注流动性较差的合金及薄壁铸件。
4）可生产双金属铸件，如钢套内镶铜轴承等，其结合面牢固、耐磨，又可节约贵重金属材料。
5）离心铸造适应性较广，铸造合金的种类几乎不受限制。
既合适于铸造中空件，又可以铸造成形铸件。
中空铸件的内径通常为8～3000mm；铸件长度可达8000mm；质量可由几克至十几吨。
但离心铸造不宜生产易偏析的合金（如铅青铜等），铸件内表面较粗糙，尺寸不易控制。
（2）应用离心铸造主要用于生产各种管、套、环类铸件，如铸铁管、铜套、滑动轴承、缸套、双金属钢背铜套等铸件，也可用于生产齿轮、叶轮、涡轮等成形铸件。
（六）熔模铸造熔模铸造是指在易熔（如蜡料）制成的模样上包覆若干层耐火涂料，待其干燥硬化后熔出模样而制成型壳，型壳经高温培烧后即可浇注的铸造方法。
熔模铸造是精密铸造方法之一。
1．熔模铸造的工艺过程熔模铸造的工艺过程如动画2-2-7所示。
砂型铸造对铸造合金种类的要求
砂型铸造对铸造合金种类的要求砂型铸造是一种常见的铸造工艺，适用于各类合金的生产。
不同的合金种类对砂型铸造有不同的要求，包括砂型材料、砂型制备、砂型性能等方面。
对于高温合金的铸造，如钢、高温合金、耐热合金等，砂型材料需要具有较高的耐热性能。
这是因为高温合金在铸造过程中需要承受较高的熔融温度和冷却速度，因此砂型材料需要能够承受高温热冲击和热膨胀，并且具有较好的耐火性能，防止砂型在高温下烧结或热裂。
对于铸造铝合金、镁合金等低熔点合金，砂型材料需要具有较好的导热性能和耐蚀性能。
这是因为低熔点合金在铸造过程中会产生较多的热量，需要通过砂型材料迅速散热，避免合金在砂型中过热和气孔产生。
同时，铝合金、镁合金等还具有较强的腐蚀性，对砂型材料的耐蚀性要求相对较高。
对于某些特殊合金，如铜合金、亚铁合金等，砂型材料需要具有较好的润湿性能。
这是因为某些合金在铸造过程中与砂型材料接触时，容易产生润湿不良现象，导致合金与砂型之间的分离或气孔产生。
因此，砂型材料需要具有良好的润湿性，能够与特定合金形成良好的结合。
除了对砂型材料的要求外，砂型制备过程也需要根据合金种类进行相应的调整。
对于高温合金，砂型需要经过较长时间的烘干和烧结，以提高其耐热性能。
而对于低熔点合金，则需要较短的烘干时间，避免过度烧结导致砂型材料的脆性增加。
在铸造过程中，砂型的性能也对合金的铸造质量有一定的影响。
砂型需要具有足够的强度和塑性，以承受液态金属的冲击和体积收缩。
同时，砂型还需要具有一定的透气性和渗透性，以便于热力和气体的传递，并避免铸件表面产生气孔、夹杂物等缺陷。
总结起来，不同的合金种类对砂型铸造有不同的要求。
对于高温合金，需要耐热性能较好的砂型材料；对于低熔点合金，需要具有导热性能和耐蚀性能的砂型材料；而对于某些特殊合金，则需要具有良好的润湿性能的砂型材料。
此外，砂型的制备过程和性能也需要根据合金种类进行相应的调整。
通过合理选择砂型材料和优化砂型制备工艺，可以提高铸造合金的质量和铸件的性能。
典型的铝合金铸锭生产方法
典型的铝合金铸锭生产方法
有两种典型的铝合金铸锭生产方法：直接浇铸法和连铸法。
1. 直接浇铸法：这是一种常用的生产方法，适用于小规模的铸造生产。
在这种方法中，铝合金熔炼成液态后，直接倒入预先准备好的铸造模具中，经过冷却和凝固后，形成铝合金铸锭。
2. 连铸法：这是一种大规模生产方法，适用于大批量的铸造生产。
在这种方法中，铝合金熔炼成液态后，通过连铸机将其均匀地倒入连续移动的铸造带中。
在带上，液态铝合金快速冷却并凝固，形成长条状的铝合金铸锭。
随后，铸锭可以进一步切割成所需的尺寸。
无论是直接浇铸法还是连铸法，铝合金铸锭在生产过程中还需要进行一系列的后续处理，如退火、均匀化处理、修整等，以提高铸锭的质量和性能。
钛合金铸造技术及其应用
钛合金铸造技术及其应用钛合金是一种重要的结构材料，其具有优异的力学性能、抗腐蚀性能以及生物相容性等特点，被广泛应用于航空航天、汽车工业、医疗器械等领域。
而钛合金的铸造技术则是实现大规模生产钛合金零件的重要工艺。
本文将介绍钛合金铸造技术及其应用。
一、常用的钛合金铸造方法1. 砂型铸造砂型铸造是一种传统且常用的钛合金铸造方法。
在砂型铸造过程中，通过将铸造材料熔化后注入砂型中，待其冷却凝固后获得所需的钛合金零件。
这种方法适用于简单形状的零件制造，成本相对较低，但由于砂型铸造的限制，无法制造复杂结构的零件。
2. 精密铸造精密铸造是在砂型铸造基础上发展起来的一种铸造方法。
它采用更精细的砂型，以获得更高的表面质量和更精确的尺寸控制。
此外，该方法还能生产更复杂和精密的钛合金零件，如叶片、涡轮轮毂等。
3. 低压铸造低压铸造是在真空或低气压环境下进行的钛合金铸造技术。
通过在模具中建立一定的真空或低气压，将熔融态的钛合金快速注入模具中，利用气压来填充整个模腔，以减少气孔和杂质的产生。
这种方法适用于制造高质量、中等复杂度的钛合金零件。
4. 熔模铸造熔模铸造是一种通过直接将熔模注入模具中进行铸造的方法。
熔模铸造的优点是可以制造出高精度、高质量的钛合金零件，尤其适用于制造复杂结构和薄壁的零件。
然而，该方法的成本较高，且模具制备时间较长。
二、钛合金铸造技术的应用1. 航空航天领域钛合金在航空航天领域中具有非常重要的地位。
通过钛合金铸造技术，可以制造出航空发动机零件、地面支撑设备以及飞行器结构等。
钛合金的高强度、低密度和耐腐蚀性能使其成为飞机和航天器的理想材料。
2. 汽车工业钛合金在汽车工业中的应用也越来越广泛。
通过钛合金铸造技术，可以制造出汽车发动机中的活塞、连杆和阀门等零件，其中钛合金零件的应用可以减轻发动机重量，提高燃油效率，且具有良好的耐磨性和耐高温性。
3. 医疗器械由于钛合金具有生物相容性和抗腐蚀性能，因此广泛应用于医疗器械制造领域。
第二章 常用铸造合金
2.1 铸铁
2.1.7 合金铸铁
1. 耐磨铸铁 高磷耐磨铸铁：加入0.4％-0.7％的P可形成高硬度断续 网状分布的磷共晶； 铬钼铜耐磨铸铁：加入铬、钼、铜可形成高硬度的C、 N化合物； 钒钛耐磨铸铁：加入V、Ti等元素，可形成高硬度的C、 N化合物 ； 耐磨铸铁用于机床导轨、汽车发动机缸套、活塞环、轴 套、磨球等。
2.1 铸铁
2.1.3 灰铸铁
2. 灰铸铁的孕育处理
2.1 铸铁
2.1.3 灰铸铁
3. 灰铸铁件的生产特点及牌号 （1）灰铸铁的生产特点
灰铸铁的铸造性能好：接近共晶成分，流动性好； 石墨化膨胀，收缩小，铸件的浇不到、缩孔、缩松、 气孔、变形、裂纹等倾向小。 不需热处理。
2.1 铸铁
2.1.3 灰铸铁
蠕墨铸铁的性能：
因蠕虫状石墨对基体的割裂作用不如片状强烈，且应 力集中小，故蠕墨铸铁的抗拉强度、屈服强度、断后伸长 率、弹性模量和弯曲强度均优于灰铸铁，接近于铁素体基 体的球墨铸铁，同时其导热性、减振性、铸造性、切削加 工性优于球墨铸铁。
2.1 铸铁
2.1.6 蠕墨铸铁
蠕墨铸铁的性能：
2.1 铸铁
2.1 铸铁
2.1.5 可锻铸铁
可锻铸铁虽然存在退火周期长，生产过程复杂，能 耗大的缺点，但在生产形状复杂，承受冲击载荷的薄 壁小件时，目前仍有不可替代的位置。这些小件若用 铸钢制造困难较大，若用球墨铸铁，质量又难保证。 可锻铸铁不仅对金属原材料的限制小，且质量容易控 制。今后发展方向，主要是探求快速退火新工艺，发 展可锻铸铁新品种。
2.1 铸铁
2.1.3 灰铸铁
1. 灰铸铁的组织与性能
灰铸铁的组织结构可看作在钢的基体中嵌入了大量石 墨片。图2-4 （1）力学性能 抗拉强度和弹性模量比钢低得多，抗拉强度仅为120250MPa。塑性、韧性近于为零，脆性材料。 原因 灰铸铁中的片状石墨犹如钢基体中布满裂纹。 ① 降低承载能力；② 造成应力集中。 抗压强度与钢相近，达60-80MPa，一般铸铁可作抗 压件用。
2-3常用合金铸件的生产
硫和锰对石墨化的影响
S 严重阻碍石墨化,有形成白口倾向,Fe和Fe 在晶界上形成低熔点(98.5℃)共晶体，具有热 脆性，使流动性降低，增大收缩率。限制在 ０.1～0.15%以下。 Ｍn能抵消Ｓ的有害作用。Mn与S的亲合力大。 属有益元素 Ｍn+S=MnS Mn+FeS=Fe+MnS MnS的熔点约1600℃.比重较小,随熔渣排出炉 外.可提高基体的强度和硬度.过多的Mn阻碍石 墨化作用，一般在0.6~1.2%。
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
灰铸铁的工艺性
属脆性材料，不能锻造和冲压。焊接时 产生裂纹的倾向大，焊接区常产生白口 组织，呈崩碎切屑，切削加工性能好。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
灰铸铁的减振性
比钢的减震性好得多，这是由于石墨对 机械震动起缓冲作用，阻止了振动能量 传播，减震能力为钢的5~10倍，是制造床 身、机座的好材料。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
壁厚、成分与组织之间的关系
成分不变壁厚变—增加壁厚得到低牌号铸铁， 减小壁厚得到高牌号铸铁。 壁厚不变成分变—增加碳硅含量得到低牌号铸 铁，减少碳硅含量得到高牌号铸铁。 壁厚和成分都发生变化，但铸件的组织和机械 性能不变化—铸件壁厚增加则选择低碳硅的高 牌号铸铁，铸件壁厚减小则反之。其实质就是 利用铸件壁厚（冷却速度）和化学成分（碳硅 含量）对铸件石墨化的综合影响。
铁素体基体＋团絮状石墨
珠光体可锻铸铁（白心可锻铸铁）的组织
珠光体基体＋团絮状石墨
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
可锻铸铁的性能
可锻铸铁的前身是白口铸铁，结晶温度 范围大，流动性差，收缩大，易产生冷 隔、浇不足、缩孔、缩松及裂纹等缺陷。 在铸造工艺上应采用冒口及冷铁，创造 顺序凝固条件，提高薄壁铸件的浇注温 度，提高砂型的容让性。 可锻铸铁的加工性能优于钢，减振、耐 磨、低缺口敏感性及耐蚀性都较好。
铸造合金及其熔炼
铁－碳双重相图
0.68
2.08
1154℃
738℃
L+G
A+G
F+G
E’
C’
4.26
S’
A
B
C
D
F
G
H
J
N
K
P
P
S
Q
L
E
L+
+
+
L+
+ Fe3C
+ Fe3C
L+Fe3CI
*
为了便于比较，习惯上把两个相图画在一起。此种合二为一的相图称铁－碳双重相图
0.68
2.08
1154℃
738℃
L+G
A+G
工艺
快速冷却——按 Fe-Fe3C相图转变 缓慢冷却——按 Fe－G 相图转变，石墨化充分 温度：高温长时间保温有利于石墨化
冷却速度：
*
影响石墨化程度的主要因素
碳以石墨形式析出的现象称为石墨化。
(1)、化学成分
1
碳是形成石墨的元素，也是促进石墨化的元素。含碳愈高，析出的石墨愈多、石墨片愈粗大。 硅是强烈促进石墨化的元素，随着含硅量的增加，石墨显著增多。 所以：当铸铁中碳、硅含量均高 时，析出的石墨就愈多、愈粗大，而金属基体中铁素体增多，珠光体减少。
G 抗拉强度约为20MPa 、 伸长率和韧性几乎为零， 硬度仅为3HB。 铸铁的力学性能主要取决于基体组织及石墨的数量、形状、大小和分布。 分布于基体上的石墨可视为空洞或裂纹.
*
⑸ 切削性能好。
⑴ 力学性能低。
G → 分布于基体中 → 空洞、裂纹→ 有效承载面积降低 、受力时石墨尖端处产生应力集中→ 力学性比碳钢↓
铸造合金及其熔炼(铸铁熔炼)
4
铸造工(高级)
第三章 铸造合金及其熔炼
（1）炉料的准备 冲天炉的炉料由金属料、燃
料及熔剂等组成。
金属料有新生铁、回炉铁、废钢及铁合金等。所有金属料 的质量必须符合规定要求，不同成分的金属料应分类管理， 防止相互混杂。使用前应除污去锈并破碎。新生铁、回炉 铁、废钢等金属料的料块最大尺寸不应超过炉径的1/3，重 量不应超过批料重的1/10～1/20，废钢屑应压成团块后使 用，以防氧化。铁合金的块度以40～80mm为宜。块度过大， 易造成成分不均；块度过小，易串料。
第三章 铸造合金及其熔炼
以上均为氧化放热反应，根据上述反应及 图3-13可见，在氧化带内：
①焦炭燃烧生成的炉气，既有二氧化碳，也有一 氧化碳，但主要是二氧化碳。
②从主排风口开始，随着炉气的上升，反应不断 进行，炉气中的氧逐渐减少，二氧化碳不断增 加。当上升到氧化带顶面时，炉气的氧基本耗 尽，氧化反应终止，二氧化碳达到最高值。
ηv愈大，焦炭的燃烧愈完全。但是，为了减少 硅、锰等元素的氧化烧损，保证铁液冶金质量，炉 气中要有一定数量的一氧化碳。所以，燃烧系数也 不能太高。
20
铸造工(高级)
第三章 铸造合金及其熔炼
3）炉气分布
炉气在冲天炉
内的分布是很不均
匀的。炉气在上升
过程中有自动趋于
沿炉壁流动的倾向，
这种现象称为炉壁
效应。见图3-14。
修炉完毕，用木柴或烘干器慢火充分烘干前、后 炉。前炉必须烘透，以保证铁液温度。
6
铸造工(高级)
第三章 铸造合金及其熔炼
（3）点火与加底焦 烘炉后，加入木柴，引
火点着，并打开主风口、出铁口、出渣口。待点火 木柴全部燃着后，加入质量分数为40%的底焦，待 全部燃着后，从风口将底焦捣实，再加入质量分数 为40%的底焦，鼓风几分钟，并测量底焦高度，再 加入剩余焦炭，调整底焦至规定高度。这里所谓的 底焦，是指装入金属料以前加入炉内的全部焦炭量； 而底焦高度则是从第一排风口中心线，至底焦顶面 为止的那一段高度，炉缸内的底焦量不包括在底焦 高度内。
有色金属铸造 有色金属合金制造
有色金属铸造有色金属合金制造有色金属铸造是指利用有色金属作为原料，通过熔炼、浇铸等工艺制造各种有色金属铸件的过程。
有色金属合金制造是指将两种或两种以上的有色金属进行熔炼和混合，制成具有特定性能和用途的合金材料。
有色金属铸造和有色金属合金制造在工业生产中起着重要的作用，广泛应用于航空、航天、汽车、电子、机械等领域。
有色金属铸造包括铜铸造、铝铸造、锌铸造、镁铸造等。
铜铸造是指用铜及其合金作为原料，通过熔炼、浇铸等工艺制造各种铜制铸件的过程。
铜铸造具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性，广泛应用于电器、通信、建筑等领域。
铝铸造是指用铝及其合金作为原料，通过熔炼、浇铸等工艺制造各种铝制铸件的过程。
铝铸造具有良好的强度、耐腐蚀性和导热性，广泛应用于汽车、航空等领域。
锌铸造是指用锌及其合金作为原料，通过熔炼、浇铸等工艺制造各种锌制铸件的过程。
锌铸造具有良好的耐腐蚀性和可加工性，广泛应用于建筑、电子等领域。
镁铸造是指用镁及其合金作为原料，通过熔炼、浇铸等工艺制造各种镁制铸件的过程。
镁铸造具有良好的强度和轻量化特性，广泛应用于航空、航天等领域。
有色金属合金制造是将两种或两种以上的有色金属进行熔炼和混合，制成具有特定性能和用途的合金材料。
常见的有色金属合金包括铜合金、铝合金、镁合金、锌合金等。
铜合金具有良好的导电性和导热性，广泛应用于电器、建筑等领域。
铝合金具有良好的强度和耐腐蚀性，广泛应用于汽车、航空等领域。
镁合金具有良好的强度和轻量化特性，广泛应用于航空、航天等领域。
锌合金具有良好的耐腐蚀性和可加工性，广泛应用于建筑、电子等领域。
有色金属铸造和有色金属合金制造的工艺流程包括原料准备、熔炼、浇铸、冷却、清理、检验、加工等。
首先，需要准备好所需的有色金属原料，将其进行筛选、清洗等处理。
然后，将原料放入熔炉中进行熔炼，使其达到适宜的熔点。
熔炼完成后，将熔融金属倒入铸型中，通过浇铸工艺将金属液体注入到铸型腔内。
随后，待金属冷却凝固后，取出铸件进行清理去除浇口、气孔等缺陷。
常用铸造合金的生产
小结：本章讨论了常用合金的生产，重点是铸铁件生产，
要熟知生产工艺特点，并会简单应用；铸钢生产、铜铝合
金生产要熟记常用牌号。
18
课后练习的讨论 (P54-9)
⑼下列铸件适宜选用哪类铸造合金？请阐述理由。 火车轮：按GB8061－88规定： “ 铁路用辗（nian）钢整体车轮”有专门钢号：
CL60 (Wc=0.55~0.65)
铸铁好。但不能锻造。
9
4.牌号 GB9440—88
K T H（或Z） — —A= %
Rm≥ Mpa 黑心或P 可锻铸铁（可铁）
如：KTH300—06；建筑脚手架扣件、三 通管件、阀门。
KTZ550—04；用于；载荷较高的耐磨损 、凸轮轴，齿轮等。
见P48 表2－4。
10
三、球墨铸铁 nodular graphite cast--iron
15
§3铜铝合金铸件生产
有色合金熔融性质：熔点低；流动性好；收缩大 ；易吸气、易氧化。 一、铸造特点：容易铸造、注重熔炼、防止氧化 。
二、铸造铜合金
纯铜－紫铜，玫瑰红色，表面氧化膜后呈紫色。
白铜 － Cu—Ni合金；精密件，仪表；如 B19 等
青铜 － Cu—Sn 合金常称锡青铜。如Z CuSn10Pb1 (俗称：10-1锡青铜)
黄铜－ Cu—Zn 合金 颜色随Zn↑，由黄红色→淡黄
色；如：ZCuZn38(含38％的锌，余为铜)
16
三、铸造铝合金
1.纯铝 Al aluminium
—银白色，熔点660℃，面心立方晶格，没有同素异构转变。
2.铝合金的分类： 变形铝合金 ；铸造铝合金 (1)变形铝合金
厂家直接按加工成各种规格的型材、板材、带材、 管材、线材等 。
合金铸造方法
一、合金铸造方法、变质处理代号S-砂型铸造：砂型铸造——在砂型中生产铸件的铸造方法。
钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。
由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。
J-金属型铸造：金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。
铸型是用金属制成，可以反复使用多次(几百次到几千次)。
金属型铸造目前所能生产的铸件，在重量和形状方面还有一定的限制，如对黑色金属只能是形状简单的铸件;铸件的重量不可太大;壁厚也有限制，较小的铸件壁厚无法铸出。
R-熔模型铸造：熔模铸造又称失蜡铸造，包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。
失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模，然后蜡模上涂以泥浆，这就是泥模。
泥模晾干后，放入热水中将内部蜡模熔化。
将熔化完蜡模的泥模取出再焙烧成陶模。
一经焙烧。
一般制泥模时就留下了浇注口，再从浇注口灌入金属熔液，冷却后，所需的零件就制成了。
K-B-变质处理：变质处理就是向金属液体中加入一些细小的形核剂(又称为孕育剂或变质剂)，使它在金属液中形成大量分散的人工制造的非自发晶核，从而获得细小的铸造晶粒，达到提高材料性能的目的。
变质处理是工业生产中广泛使用的方法。
二、合金热处理状态代号F-铸态T1-人工时效T2-退火T4-固溶处理加自然时效T5-固溶处理加不完全人工时效T6-固溶处理加完全人工时效T7-固溶处理加稳定化处理T8-固溶处理加软化处理。
第二章 铸造
机械制造技术基础
4）设法改善铸型、型芯的退让性，合理设置浇冒口。 5）对铸件进行时效处理。自然时效、热时效（去应力退火）和共振时效。 3) 铸件的变形与裂纹 1.铸件的变形 残留铸造应力超过铸件材料的屈服极限时产生的翘曲变形。如图2-15所示 的框架铸件，图2-16的T形梁，当刚度不够时，将产生如图所示的变形。再如 图2-17所示的车床床身的变形。
机械制造技术基础
2.3 铸造方法
2.3.1 砂型铸造
零件图
其基本工艺过程如下：动画演示
铸造工艺图 制造模样及芯盒 模样图、芯盒图、铸型装配图
混制型砂 造型 烘干铸型 准备 炉料 熔炼 金属 化验
预处理造型材料
混制芯砂 制芯
合型 浇注 落砂、清理
烘干芯子
检验
热处理
合格铸件
机械制造技术基础
造型和制芯是砂型铸造最基本的工序，按照紧实型砂和起模的方 法，可分为手工造型和机器造型两大类。
3）固态收缩。指合金从固相 线温度冷却到室温时的收缩。 用线收缩率表示。它对铸件形 状和尺寸精度影响很大，是铸 造应力、变形和裂纹等缺陷产 生的基本原因 。
a)
b)
c)
图2-6 铸造合金收缩过程示意图
a) 合金状态图 b) 一定温度范围合金 c) 共晶合金
I—液态收缩 II—凝固收缩 III—固态收缩
1） 缩孔和缩松
凝固结束后在铸件某些部位出现的孔洞。大而集中的 孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称缩松。缩孔缩松可使 铸件力学性能大大降低，以致成为废品。
铸造合金及其熔炼
铸造合金及其熔炼铸造合金是指由两种或两种以上的金属混合而成的材料，通常用于制造复杂形状的零件。
铸造合金具有较高的强度、韧性和耐磨性，同时还具有一定的耐腐蚀性和抗氧化性能。
它们通常用于制造高负荷运行的机械部件、汽车和航空航天零件、医疗设备和通信设备等领域。
铸造合金通常是通过熔炼过程制造的。
熔炼是将金属加热到其熔点以上，使其融化成为液态的过程。
在熔炼过程中，金属经历了一系列化学反应，例如氧化、还原、溶解和合金化等反应。
这些反应是产生所需铸造合金的关键。
在熔炼过程中，金属通常被加入到熔炉中。
熔炉是一种大容量的设备，用于加热和融化金属。
熔炉可以分为燃气熔炉、电弧炉和感应炉等几种类型。
其中，电弧炉是最常用的类型，它通过电极放电产生高温，将金属加热到液态。
熔炼时必须控制热量和化学成分，以产生所需的铸造合金。
在熔炼过程中，需要添加一些合金元素以改善铸造合金的性能。
例如，铝可以用于提高铸造合金的强度和耐腐蚀性，钛可以用于提高铸造合金的高温性能，铜可以用于提高铸造合金的导热性等。
这些合金元素通常以块状添加到熔炉中，随着金属的融化，它们逐渐溶解并与其他金属元素形成一种均匀的合金混合物。
一旦合金达到了所需的化学成分和温度，就可以进行铸造过程。
铸造是将液态合金倒入模具中，并使其冷却硬化的过程。
在铸造过程中，有两个关键的因素：一是铸造温度，二是冷却速度。
控制这两个因素可以获得所需的铸造合金性能。
铸造合金的性能取决于其化学成分、铸造温度和冷却速度等因素。
高强度和高耐磨性的合金通常需要较高的铸造温度和较快的冷却速度。
然而，在某些情况下，较慢的冷却速度可能会导致更优良的铸造合金性能，例如抗腐蚀性能和高温氧化性能等。
因此，在生产铸造合金时必须进行适当的试验和分析，以确保所产生的合金具有所需的性能。
第二篇 第二章 常用合金铸件的生产
思考：某产品上的灰铸铁件壁厚有5mm、25mm两种，力学 性能全部要求抗拉强度为220MPa，若全部选用HT200,是否 正确？
二、可锻铸铁
可锻铸铁又称玛铁（钢）。它是将白口铸铁经石墨化 退火而成的一种铸铁。抗拉强度得到显著提高，且有着相 当高的塑性与韧性(但不可锻)。
（3）缺口敏感性小 由于石墨已使金属基体形成了大量缺口， 因此，外来缺口对灰铸铁的疲劳强度影响甚微，从而增加了
零件工作的可靠性。
（4）铸造性能优良，切削加工性好 灰铸铁的含碳量近于共 晶，流动性好。由于铸铁在结晶过程中伴有石墨析出，石墨 的析出所产生的体积膨胀抵消了部分铁的收缩，故收缩率甚 小。
2．影响铸铁组织和性能的因素
铸铁中的碳以石墨形式析出的过程称为石墨化。在铁碳合金中 ，碳有两种存在形式：其一是渗碳体，其中w（C）=6．69% ；其二是石墨，用符号G表示，其w（C）=100%。石墨具有特 殊的简单六方晶格，如图所示。
一、灰铸铁
金属基体+片状石墨
(1)灰铸铁的化学成分 灰铸铁的化学成分大致是： w(C)=2.5%～4.0%，w(Si)=1.0%～2.5%，w(Mn)=0.5%～1.4%， w(S)≤0.15%，w(P)≤0.3%。 (2)灰铸铁的显微组织 由于化学成分和冷却条件的综合影 响，灰铸铁在室温下的显微组织有三种类型：铁素体(F)＋ 片状石墨(G)；铁素体(F)+珠光体(P)＋片状石墨(G)；珠光 体(P)＋片状石墨(G)。
灰铸铁的抗压强度受石墨的影响较小，并与钢相近。
图 2-12 灰铸铁的显微组织
铸造性能好，价格低、 生产简单，强度低， 减磨，耐磨，减振， 石墨膨胀，作承受压 力的机床底座，床身 和不重要的构件、零 件如：端盖、凸轮等 导轨、缸体
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常用铸造合金的生产
引言
铸造是一种重要的金属加工方法，广泛应用于工业生产中。
铸造合金是常用铸
造材料的一种，具有优异的力学性能和耐腐蚀性，被广泛应用于各个行业的生产制造中。
本文将介绍一些常用的铸造合金及其生产过程。
1. 铝合金铸造
铝合金是一种常用的铸造合金，其具有低密度、良好的机械性能、导热性能和
耐腐蚀性能。
铝合金铸造的生产过程主要包括原材料选择、熔炼、铸造工艺和后期处理。
1.1 原材料选择
铝合金铸造的原材料主要是铝和合金元素。
铝的纯度要求较高，一般要求纯度
达到99.5%以上。
合金元素可以根据要求选择添加，常用的合金元素有铜、锌、
镁等。
1.2 熔炼
铝合金熔炼过程中，首先需要将铝和合金元素按照一定比例放入熔炉中进行熔炼。
熔炼温度一般控制在600~700摄氏度之间。
熔炼过程中需要控制熔炉的气氛，以防止铝合金氧化。
1.3 铸造工艺
铝合金铸造可以采用重力铸造、压铸、注射铸造等不同的工艺。
具体工艺选择
应根据所需产品的形状和性能要求来决定。
1.4 后期处理
铝合金铸造完成后需要进行热处理、表面处理等后期处理工艺，以提高产品的
性能和外观质量。
2. 铜合金铸造
铜合金是另一种常用的铸造合金，其具有良好的导电性能、导热性能和耐腐蚀
性能。
铜合金铸造的生产过程与铝合金铸造类似，包括原材料选择、熔炼、铸造工艺和后期处理。
2.1 原材料选择
铜合金铸造的原材料主要是铜和合金元素。
铜的纯度要求较高，一般要求纯度达到99.5%以上。
合金元素可以根据要求选择添加，常用的合金元素有锌、锡、镍等。
2.2 熔炼
铜合金熔炼过程中，首先需要将铜和合金元素按照一定比例放入熔炉中进行熔炼。
熔炼温度一般控制在1000~1200摄氏度之间。
熔炼过程中需要控制熔炉的气氛，以防止铜合金氧化。
2.3 铸造工艺
铜合金铸造可以采用重力铸造、压铸、注射铸造等不同的工艺。
具体工艺选择应根据所需产品的形状和性能要求来决定。
2.4 后期处理
铜合金铸造完成后需要进行热处理、表面处理等后期处理工艺，以提高产品的性能和外观质量。
3. 钢铸造
钢是一种常用的金属材料，钢铸造具有较高的强度和硬度。
钢铸造的生产过程与铝合金铸造和铜合金铸造有所不同。
3.1 原材料选择
钢铸造的原材料主要是铁和合金元素。
合金元素的选择和添加可以根据要求来确定。
3.2 熔炼
钢铸造中，熔炼是一个关键的工艺环节。
铁和合金元素需要按照一定比例放入熔炉中进行熔炼，熔炼温度一般要达到1500摄氏度以上。
3.3 铸造工艺
钢铸造可以采用砂型铸造、失蜡铸造、连铸等不同的工艺。
具体工艺选择应根据所需产品的形状和性能要求来决定。
3.4 后期处理
钢铸造完成后需要进行热处理、表面处理等后期处理工艺，以提高产品的性能和外观质量。
结论
常用铸造合金的生产过程包括原材料选择、熔炼、铸造工艺和后期处理。
铝合金、铜合金和钢是常用的铸造合金材料。
铸造合金具有优异的力学性能和耐腐蚀性，被广泛应用于各个行业的生产制造中。
熟悉铸造合金的生产过程对于铸造业的从业人员来说非常重要。