【導(dǎo)讀】鑄鐵件廣泛地應(yīng)用在裝備制造業(yè)、冶金、建筑、農(nóng)機、給排水以及國防工業(yè)各部門，如在機械制造業(yè)中，鑄鐵件所占比重約為機械重量的40%～85%。生產(chǎn)的鑄鐵件也是多種。㎝做到30㎝的各種形狀、各種用途、各種尺寸的鑄件。形狀的鑄鐵件，如缸體、缸蓋、機床床身、水泵葉輪、液壓閥體等。且形成應(yīng)力和裂紋的傾向也很小。鍛造、焊接等，鑄鐵件生產(chǎn)成本相對較低廉。由于鑄鐵的集體中有石墨存在，割裂了金屬基體的相互。聯(lián)系，使得在振動時，尤其是機器在高速運動時，能夠迅速吸收振動。座有最好的效果。⑤鑄鐵件具有良好的切削加工性能。并成為天然的潤滑劑。同時鑄鐵件有較小的切口敏感性。⑥鑄鐵件報廢時，鑄件可以回爐重熔，鑄鐵件的回用性好。鑄造一般可分為砂型鑄造和特種鑄造兩大類。當(dāng)直接形成鑄型的原材料主要為型砂，且液態(tài)金屬完全靠重力充滿整個型腔時，這種鑄造方法稱為砂型鑄造。產(chǎn)以及復(fù)雜和大型鑄件的生產(chǎn)，后者主要適用于成批，大量生產(chǎn)。

　　

【正文】 =%／ =% W（ Mn 爐料） =W（ Mn 鐵液）／（ 115%） =%／ =% W（ S 爐料）﹤ W（ S 鐵液）∕（ 1+50%） =%∕ =% W（ P 爐料）﹤ % (2)根據(jù)鑄件情況確定回爐鐵配比（質(zhì)量分數(shù)）為 45%。 (3)根據(jù)金屬爐料應(yīng)有的含碳量，計算生鐵和廢鋼的配比。設(shè)生鐵配比為 X，廢鋼配比為 Y。則得方程組 X+Y+45%=100% ++ 45%=% 解方程組得 X=42% Y=13% (4)核算硅量，計算硅鐵加入量 由生鐵、回爐料、廢鋼三種爐料中已帶來的硅量為 % 42%+% 45%+% 13%=% 金屬爐料中應(yīng)有的含硅量為 % 尚缺硅 %— %=% 應(yīng)補加的硅鐵量為 %247。 45%=% (5)核算錳量，計算錳鐵加入量 三種爐料中已帶來的錳量為 % 42%+% 45%+% 13%=% 金屬爐料中應(yīng)有的含錳量為 29 尚缺錳 %— %=% 應(yīng)補加的錳鐵 量為 %247。 60%=% (6)校驗磷、硫含量 三種爐料帶來的磷量為 % 42%+% 45%+% 13%=%﹤ % 三種爐料帶來的硫量為 % 42%+% 45%+% 13%=%﹤ % 故磷、硫合格 (7)配料單 表 6— 4 配料單 牌 號 項 目 生 鐵 回爐料 廢 鋼 45%硅鐵 60%錳鐵 HT150 爐料配比（質(zhì)量分數(shù)， %） 42 45 13 8 批料重∕㎏ 84 90 26 16 注：配料單中批料重量以 200 ㎏計算。 鑄件的澆注 ① 澆注溫度 澆注溫度的高低，對鑄件的質(zhì)量影響很大，溫度越低則流動性越差，容易產(chǎn)生冷隔和澆不足等，但溫度過高，會使鑄件表面粘砂，鑄件縮孔體積增大，晶粒變粗。 具體的澆注溫度應(yīng)按鑄件的牌號及結(jié)構(gòu)尺寸而定，從鑄件結(jié)構(gòu)來看：小鑄件、薄壁鑄件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜及不容易澆成，要采用較高的澆注溫度。反之，應(yīng)采用較低的澆注溫度。從鑄件牌號 來看，高牌號灰鑄鐵件宜采用較高的澆注溫度。 灰鑄鐵具有良好的流動性，在鑄造工藝上常采用“高溫出爐，低溫澆注”，這既有利于去除夾渣、細化組織、提高力學(xué)性能，又可以避免高溫澆注帶來的各種缺陷。 常見鑄鐵件的澆注溫度見表 5— 5。 30 表 6— 5 鑄鐵件砂型鑄造澆注溫度 單位：℃ 鑄鐵名稱 熔點 澆注溫度 壁厚﹤ 20㎜ 壁厚 20～30 ㎜ 壁厚﹥ 30㎜ 灰鑄鐵 1130～1200 1340～1400 1320～1380 1280～1360 ② 澆注速度 澆注速度對鑄件質(zhì)量的影響也是很大的，較高的澆注速度可使鐵液更好的充滿鑄型，減少金屬的氧化，對要求均勻冷卻的鑄件有利，能使鑄件各部分溫差減小，但澆注速度過高，對鑄件的沖刷力大，容易產(chǎn)生沖刷等缺陷。較低澆注速度，能使鑄件各部分溫差較大，使鑄型的縮孔集中而便于補縮。但澆注速度過低，型砂因過熱時間較長，易使型砂脫落，使鑄件產(chǎn)生皺紋、冷隔、夾渣、砂眼等缺陷。 一般情況下，薄壁、形狀復(fù)雜或有較大平面的鑄件，采用快速澆注；形狀簡單、壁厚較大的鑄件，宜 采用低速澆注；濕型的澆注速度比干型快。 澆注速度使用澆注時間來衡量的，由澆注系統(tǒng)斷面積大小來控制，一般鑄件憑工作經(jīng)驗來確定澆注時間，而重要鑄件需經(jīng)過計算來確定澆注時間，一般灰口鑄鐵的澆注時間見表 5— 6。 表 6— 6 澆注 時間 鑄件質(zhì)量∕㎏ 5～ 10 10～ 50 50～ 100 100～250 250～ 500 澆筑時間∕ s 3～ 4 4～ 9 9～ 12 12～ 20 20～ 28 ② 澆注操作 1)扒渣。澆注以前，一般須把包內(nèi)鐵液表面的熔渣除盡。 2)澆注。澆注時澆包嘴要靠近澆口杯，把擋渣棒放在包嘴附近的鐵液表面上，防止熔渣隨鐵液流下。 3)引火。在澆注同時，在出氣孔、冒口和分箱面附近點火引氣，以利于型腔和砂型中因受熱而產(chǎn)生的氣體迅速排出。 4)去壓鐵載荷，澆注后，按規(guī)定時間及時去除壓鐵或卸下其他卡緊裝置。 落砂與清理 31 ① 鑄件的落砂 從砂型內(nèi)取出鑄件的操作，叫落砂，也稱打箱。 澆注后，鑄件在型砂內(nèi)應(yīng)有足夠的冷卻時間，才能開始落砂。提早落砂，鑄件的強度和韌性不夠，易產(chǎn)生變形和裂紋；過晚落砂，將延長生產(chǎn)周期，降 低生產(chǎn)率。 1)落砂時間的選擇。 鑄鐵件在型砂內(nèi)的冷卻時間 一般鑄鐵件在砂型內(nèi)冷卻到 300～ 500℃，易冷裂和變形的鑄鐵件冷卻到 200～ 300℃，易熱裂和需要提高強度和硬度的鑄鐵件冷卻到 800～ 900℃時，方可開箱落砂。 中小型鑄件的冷卻時間見下表。 表 6— 7 中小型鑄鐵件冷卻時間 鑄件重量∕㎏ 鑄件壁厚∕㎜ 冷卻時間∕ min ﹤ 5 ﹤ 8 20～ 30 5～ 10 ﹤ 12 25～ 40 10～ 30 ﹤ 18 30～ 60 30～ 50 ﹤ 25 50～ 100 注：薄壁、重量輕的鑄件，冷卻時間取下限值，反之， 取上限值。 2)落砂方法。 在此選用震動落砂機中的偏心震動式落砂。震動落砂機可分為偏心震動式、慣性震動式和電磁震動式三種形式。 偏心震動落砂機。其工作原理是工作時電動機帶動偏心軸轉(zhuǎn)動，使柵格隨偏心軸的轉(zhuǎn)動而作周期性的上下震動，是放在柵格上的鑄型發(fā)生猛烈碰撞，而達到落砂的目的。型砂經(jīng)柵格孔落下到輸送皮帶上運走，鑄件則沿柵格斜面滑下至下道工序。 這種落砂機有事先設(shè)定的振幅，工作性能比較穩(wěn)定，但沖擊載荷全部由主軸軸承承受，因而軸承壽命短，維修工作量大，適用于生產(chǎn)中小型的落砂。 ② 鑄件的清理 1)澆冒口的去處 選用電弧氣割。將碳精棒和鑄件分別與工作電源兩級相連，通電發(fā)生電弧，產(chǎn) 生大量熱量，將金屬熔化而鑄件切割，電弧切割比氧氣切割速度慢的多，且切口質(zhì)量不好。若在切割同時通以壓縮空氣，將熔化金屬吹走，稱為電弧氣割。這種方法可用于鑄 32 鐵件和鑄鋼件。 2)鑄件表面的清理 選用噴丸清理。噴丸清理是以壓縮空氣為動力，將金屬丸、?；蚴⑸暗雀咚賴娚涞借T件表面。打掉鑄件表面的附加物（表面粘砂或氧化皮等）。這種設(shè)備可以清理鑄件的復(fù)雜表面、內(nèi)腔、深坑等處，常在清理大型復(fù)雜鑄件時采用，以彌補拋丸清理的不 足。 但設(shè)備消耗動力大，工作條件差。 鐵丸（砂）經(jīng)過漏斗和錐形閥進入圓筒內(nèi)。工作時閥門被圓筒內(nèi)形成的壓縮空氣的壓力所關(guān)閉。打開出丸（砂）閥體、鐵丸（砂）由圓筒落到混合室與壓縮空氣氣流相遇。丸（砂）氣流經(jīng)膠管和噴嘴射到被清理的工件上。 圖 6— 1 噴砂器 1— 上蓋； 2— 漏斗； 3— 錐形閥體； 4— 儲砂筒； 5— 出砂閥體； 6— 混合室； 7— 噴嘴； 8— 壓縮空氣管路 七 、鑄件質(zhì)量檢驗與缺陷修補 鑄件質(zhì)量檢驗方法 鑄件質(zhì)量包括內(nèi)在質(zhì)量、外在質(zhì)量、使用質(zhì)量等。為了保證鑄件質(zhì)量，鑄件生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，特別是清理后，都要進行質(zhì)量檢驗。凡是有缺陷的鑄件，經(jīng)修補后滿足要求，不影響使用者均應(yīng)進行修補。 33 鑄件的修補 鑄件修補的目的在于，避免重新鑄造，而是有缺陷的鑄件恢復(fù)，達到驗收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量要求，從而贏得時間，保證工期，提高產(chǎn)品合格率，創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益。鑄件的修補是鑄造生產(chǎn)中不可缺少的一道重要環(huán)節(jié)。 鑄件修補的原則是：經(jīng)修補鑄件的外觀。性能和壽命均能滿足要求，且經(jīng)濟上合算，即應(yīng)修補。 八、結(jié)論 通過此次畢業(yè)設(shè)計，對砂型鑄造及其設(shè)計過程進行了系統(tǒng)的了解。從中讓我們學(xué)會了運用自己學(xué)過的專業(yè)知識來解決實際工作生產(chǎn)中的問題，培養(yǎng)了我們的運用能力，學(xué)會了理論與實際的銜接，提高了我們分析問題和解決問題的能力，從查閱相關(guān)資料的過程中，拓寬了我們的知識面，感謝學(xué)院為我們提供這次通過畢業(yè)設(shè)計提高我們自身各種能力的機會。 本設(shè)計本著確保鑄件質(zhì)量，追求最實惠最方便最有效的設(shè)計理念，對端蓋零件做了如上的工藝，并且使其得到了更高的要求： ①鑄件在其原有基礎(chǔ)上強硬度有了增加，更有利于應(yīng)用。 ②鑄件的表面粗糙度值降 低。 ③提高了鑄件的力學(xué)性能。 ④增強了鑄件的鑄造性能。 34 參考文獻 [1] 韓曉峰 .鑄造生產(chǎn)與工藝工裝設(shè)計 .長沙：中南大學(xué)出版社， . [2]劉喜俊 .鑄造工藝學(xué) .北京：機械工業(yè)出版社， . [3]于爾元 .鑄鐵件生產(chǎn)指南 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， . [4]杜西靈，杜磊 .袖珍鑄造工手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， . [5]林勃 .砂型鑄造工藝學(xué) . 北京：機械工業(yè)出版社， . [6]王曉江 .鑄造合金及其熔煉 . 北京：機械工業(yè)出版社， 1999. 35 致 謝 在這次畢業(yè)設(shè)計中，由于各位老師的指導(dǎo)、幫助，才使我的畢業(yè)設(shè)計順利完成，在此我向各位老師表示由衷的感謝和崇高的敬意！ 特別要感謝的是：我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師。每周都按時檢查我的設(shè)計工作，并給予認真、耐心的指導(dǎo)，這使我更明確了畢業(yè)設(shè)計的思路，從而使畢業(yè)設(shè)計順利完成，并達到了預(yù)期的效果。再次向李老師和張老師表示感謝！ 感謝胡斌、劉冰，魏飛等同學(xué)，在設(shè)計中幫我解決了許多問題，給了我很大的幫助，共同協(xié)作才使得畢業(yè)設(shè)計的順利完成，在此過程中讓我們 學(xué)到了更多書本上沒有的知識，對待事情的態(tài)度，處理問題的方式和方法，相互協(xié)作，相互溝通，團隊合作精神，使我們終生受益。感謝父母以及關(guān)心我學(xué)習(xí)和成長的親人朋友，在以后的學(xué)習(xí)生活中我會跟加努力。 最后，向答辯委員會的各位老師致敬，祝各位老師身體健康，工作順利。 編者：王海莎