【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(jī)、給排水以及國(guó)防工業(yè)各部門，如在機(jī)械制造業(yè)中，鑄鐵件所占比重約為機(jī)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(jī)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(duì)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(dòng)時(shí)，尤其是機(jī)器在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠迅速吸收振動(dòng)。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(rùn)滑劑。同時(shí)鑄鐵件有較小的切口敏感性。⑥鑄鐵件報(bào)廢時(shí)，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(gè)型腔時(shí)，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?jǐn)?shù)）為 45%。 (3)根據(jù)金屬爐料應(yīng)有的含碳量，計(jì)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(jì)算硅鐵加入量 由生鐵、回爐料、廢鋼三種爐料中已帶來(lái)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(bǔ)加的硅鐵量為 %247。 45%=% (5)核算錳量，計(jì)算錳鐵加入量 三種爐料中已帶來(lái)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(bǔ)加的錳鐵 量為 %247。 60%=% (6)校驗(yàn)磷、硫含量 三種爐料帶來(lái)的磷量為 % 42%+% 45%+% 13%=%﹤ % 三種爐料帶來(lái)的硫量為 % 42%+% 45%+% 13%=%﹤ % 故磷、硫合格 (7)配料單 表 6— 4 配料單 牌 號(hào) 項(xiàng) 目 生 鐵 回爐料 廢 鋼 45%硅鐵 60%錳鐵 HT150 爐料配比（質(zhì)量分?jǐn)?shù)， %） 42 45 13 8 批料重∕㎏ 84 90 26 16 注：配料單中批料重量以 200 ㎏計(jì)算。 鑄件的澆注 ① 澆注溫度 澆注溫度的高低，對(duì)鑄件的質(zhì)量影響很大，溫度越低則流動(dòng)性越差，容易產(chǎn)生冷隔和澆不足等，但溫度過(guò)高，會(huì)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(hào)及結(jié)構(gòu)尺寸而定，從鑄件結(jié)構(gòu)來(lái)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(hào) 來(lái)看，高牌號(hào)灰鑄鐵件宜采用較高的澆注溫度。 灰鑄鐵具有良好的流動(dòng)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(xì)化組織、提高力學(xué)性能，又可以避免高溫澆注帶來(lái)的各種缺陷。 常見(jiàn)鑄鐵件的澆注溫度見(jiàn)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(diǎn) 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(duì)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(duì)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(guò)高，對(duì)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(bǔ)縮。但澆注速度過(guò)低，型砂因過(guò)熱時(shí)間較長(zhǎng)，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(jiǎn)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(shí)間來(lái)衡量的，由澆注系統(tǒng)斷面積大小來(lái)控制，一般鑄件憑工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定澆注時(shí)間，而重要鑄件需經(jīng)過(guò)計(jì)算來(lái)確定澆注時(shí)間，一般灰口鑄鐵的澆注時(shí)間見(jiàn)表 5— 6。 表 6— 6 澆注 時(shí)間 鑄件質(zhì)量∕㎏ 5～ 10 10～ 50 50～ 100 100～250 250～ 500 澆筑時(shí)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(shí)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(shí)，在出氣孔、冒口和分箱面附近點(diǎn)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(shí)間及時(shí)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(shí)間，才能開(kāi)始落砂。提早落砂，鑄件的強(qiáng)度和韌性不夠，易產(chǎn)生變形和裂紋；過(guò)晚落砂，將延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，降 低生產(chǎn)率。 1)落砂時(shí)間的選擇。 鑄鐵件在型砂內(nèi)的冷卻時(shí)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(qiáng)度和硬度的鑄鐵件冷卻到 800～ 900℃時(shí)，方可開(kāi)箱落砂。 中小型鑄件的冷卻時(shí)間見(jiàn)下表。 表 6— 7 中小型鑄鐵件冷卻時(shí)間 鑄件重量∕㎏ 鑄件壁厚∕㎜ 冷卻時(shí)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(shí)間取下限值，反之， 取上限值。 2)落砂方法。 在此選用震動(dòng)落砂機(jī)中的偏心震動(dòng)式落砂。震動(dòng)落砂機(jī)可分為偏心震動(dòng)式、慣性震動(dòng)式和電磁震動(dòng)式三種形式。 偏心震動(dòng)落砂機(jī)。其工作原理是工作時(shí)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使柵格隨偏心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而作周期性的上下震動(dòng)，是放在柵格上的鑄型發(fā)生猛烈碰撞，而達(dá)到落砂的目的。型砂經(jīng)柵格孔落下到輸送皮帶上運(yùn)走，鑄件則沿柵格斜面滑下至下道工序。 這種落砂機(jī)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(jí)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(shí)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(dòng)力，將金屬丸、粒或石英砂等高速噴射到鑄件表面。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(shí)采用，以彌補(bǔ)拋丸清理的不 足。 但設(shè)備消耗動(dòng)力大，工作條件差。 鐵丸（砂）經(jīng)過(guò)漏斗和錐形閥進(jìn)入圓筒內(nèi)。工作時(shí)閥門被圓筒內(nèi)形成的壓縮空氣的壓力所關(guān)閉。打開(kāi)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(chǔ)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(yàn)與缺陷修補(bǔ) 鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)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(gè)環(huán)節(jié)，特別是清理后，都要進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。凡是有缺陷的鑄件，經(jīng)修補(bǔ)后滿足要求，不影響使用者均應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)。 33 鑄件的修補(bǔ) 鑄件修補(bǔ)的目的在于，避免重新鑄造，而是有缺陷的鑄件恢復(fù)，達(dá)到驗(yàn)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(shí)間，保證工期，提高產(chǎn)品合格率，創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益。鑄件的修補(bǔ)是鑄造生產(chǎn)中不可缺少的一道重要環(huán)節(jié)。 鑄件修補(bǔ)的原則是：經(jīng)修補(bǔ)鑄件的外觀。性能和壽命均能滿足要求，且經(jīng)濟(jì)上合算，即應(yīng)修補(bǔ)。 八、結(jié)論 通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)砂型鑄造及其設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了系統(tǒng)的了解。從中讓我們學(xué)會(huì)了運(yùn)用自己學(xué)過(guò)的專業(yè)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際工作生產(chǎn)中的問(wèn)題，培養(yǎng)了我們的運(yùn)用能力，學(xué)會(huì)了理論與實(shí)際的銜接，提高了我們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，從查閱相關(guān)資料的過(guò)程中，拓寬了我們的知識(shí)面，感謝學(xué)院為我們提供這次通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)提高我們自身各種能力的機(jī)會(huì)。 本設(shè)計(jì)本著確保鑄件質(zhì)量，追求最實(shí)惠最方便最有效的設(shè)計(jì)理念，對(duì)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(qiáng)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(qiáng)了鑄件的鑄造性能。 34 參考文獻(xiàn) [1] 韓曉峰 .鑄造生產(chǎn)與工藝工裝設(shè)計(jì) .長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社， . [2]劉喜俊 .鑄造工藝學(xué) .北京：機(jī)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(cè) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， . [5]林勃 .砂型鑄造工藝學(xué) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， . [6]王曉江 .鑄造合金及其熔煉 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1999. 35 致 謝 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，由于各位老師的指導(dǎo)、幫助，才使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)指導(dǎo)老師。每周都按時(shí)檢查我的設(shè)計(jì)工作，并給予認(rèn)真、耐心的指導(dǎo)，這使我更明確了畢業(yè)設(shè)計(jì)的思路，從而使畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成，并達(dá)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(jì)中幫我解決了許多問(wèn)題，給了我很大的幫助，共同協(xié)作才使得畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成，在此過(guò)程中讓我們 學(xué)到了更多書本上沒(méi)有的知識(shí)，對(duì)待事情的態(tài)度，處理問(wèn)題的方式和方法，相互協(xié)作，相互溝通，團(tuán)隊(duì)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(zhǎng)的親人朋友，在以后的學(xué)習(xí)生活中我會(huì)跟加努力。 最后，向答辯委員會(huì)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