铸造合金的凝固与收缩
副教授：陈云
铸造合金的凝固
一、铸件的凝固方式
在铸件的凝固过程中，截面一般存在三个区域，即液相区、凝固区、固相区。对铸件质量影响较大的主要是液相和固相并存的凝固区的宽窄。铸件的凝固方式就是依据凝固区的宽窄来划分的。
中间凝固
逐层凝固糊状凝固
二、影响凝固方式的因素
影响铸件凝固方式的主要因素是合金的结晶温度范围和铸件的温度梯度。
1、合金的结晶温度范围
合金的结晶温度范围愈小，凝固区域愈窄，愈倾向于逐层凝固。
如砂型铸造时，低碳钢为逐层凝固；高
碳钢因结晶温度范围甚宽，为糊状凝固。
2、铸件的温度梯度
在合金结晶温度范围已定的前提下，凝固区域的宽窄取决于铸件内外层间的温度梯度。
若铸件的温度梯度由小变大(图中T
1→T2)，则
其对应的凝固区由宽变窄。
倾向于逐层凝固的合金(如灰口铸铁、铝硅合金等)便于铸造，应尽量选用。若必须采用倾向于糊状凝固合金(如锡青铜、铝铜合金、球墨铸铁等)时，可考虑采用适当的工艺措施(例如选用金属型铸造)，以减小其凝固区域。
铸造合金的收缩
铸件在液态、凝固态和固态冷却过程中所发生的体积减小的现象，称为收缩。
一、合金的收缩阶段
合金的液态收缩和凝固收缩表现为合金的体积缩小，常称为体收缩；合金的固态收缩能引起铸件尺寸的缩小，常称为线收缩。
二、影响收缩的因素
影响合金收缩的主要因素有以下几个方面：
1、化学成分
铸铁中促进石墨形成的元素增加，收缩减小；阻碍石墨形成的元素增加，收缩增大。
在灰口铸铁中，碳是形成石墨的元素；硅是促进石
墨形成的元素；硫是强烈阻碍石墨化的元素；锰可抵消硫
对石墨化的阻碍作用，故适量的锰可使铸铁的收缩减小。
2、浇注温度
合金的浇注温度越高，过热度越大，液态收缩量也越大，故总收缩量增加。通常在满足流动性要求的前提下，应尽量采用低温浇注以减少液态收缩。
3、铸件结构与铸型条件
合金在铸型中的线收缩大多不是自由收缩，而是受阻收缩。这些阻力来源于铸件各部分收缩时受到的相互制约及铸型和型芯对铸件收缩的阻碍。
因此，铸件的实际收缩率比合金自由线收缩率小。
合金收缩 固态合金冷却 液态合金冷却 液态收缩
凝固收缩 缩孔:恒温下结晶 缩松:两相区结晶 固态收缩
裂纹
变形
应力 合金的收缩给液态成形工艺带来许多困难，会造成许多铸造缺陷。（如：缩孔、缩松、裂纹、变形等）。
（线收缩） （体收缩）
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铝合金的熔炼与浇铸 6．5．1铝合金的性能及应用 铝合金是比较年轻的材料，历史不过百年，铝合金以比重小，强度高著称，可以说没有铝合金就不可能有现代化的航空事业和宇航事业，在飞机、导弹、人造卫星中铝合金所占比重高达90%，是铸造生产中仅次于铸铁的第二大合金，其地壳含量达7.5%，在工业上有着重要地位。 铝合金有良好的表面光泽，在大气及淡水中具有良好的耐腐蚀性，故在民用器皿制造中，具有广泛的用途。纯铝在硝酸及醋酸等氧化性酸类介质中具有良好的耐蚀性，因而铝铸件在化学工业中也有一定的用途。纯铝及铝合金有良好的导热性能，放在化工生产中使用的热交换装置，以及动力机械上要求具有良好导热性能的零件，如燃机的汽缸盖和活塞等，也适于用铝合金来制造。 铝合金具有良好的铸造性能。由于熔点较低（纯铝熔点为660℃，铝合金的浇注温度一般约在730～750℃左右），故能广泛采用金属型及压力铸造等铸造方法，以提高铸件的在质量、尺寸精度和表面光洁程度以及生产效率。铝合金由于凝固潜热大，在重量相同条件下，铝液的凝固过程时间延续比铸钢和铸铁长得多，其流动性良好，有利于铸造薄壁和结构复杂的铸件。 铸造铝合金的分类、牌号： 铝合金按照加工方法的不同分为两大类，即压力加工铝合金和铸造铝合金（分别以YL和ZL表示）。在铸造铝合金中又依主要加入的合金元素的不同而分为四个系列，即铸造铝硅合金、铸造铝铜合金、铸造铝镁合金和铸造铅锌合金（分别以 ZL1X X，ZL2 X X，ZL3 X X和ZL4 X X表示），在每个系列中又按照化学成分及性能的不同而分为若干牌号。表1中列出了铸造铝合金国家标准所包括的几种铝合金的牌号。 6．5．2 铝合金的熔炼设备
国兴金属制品有限公司教育训练教材 铝合金铸造技术篇 一、前言： 铝合金为目前使用极为广泛的一种金属。在铸造上而言，不论重力铸造，砂模铸造、压铸精密铸造┄等各种铸造方法均可见到大量的铝合金铸件，由于这些方法铸造，其原因乃在于铝合金具有质量轻、机械质优良、耐腐蚀、美观以及机械加工容易等优点。因而不仅大量使用于一般生活用品，例如：运输工具、通信器材、运动器材料、家庭五金┄等商业用途上，亦大量使用于航空太空载具及武器系统等军事装备。 铝合金铸造技术的发展时间，已有数十年历史，由于机械设计及加工观念的改变与要求以及机械设计的日趋复杂，加上新的合金不断的被发展出来，部份的铸造用铝合金机械强度甚至超过一些锻造用铝合金，如A201、A206等，因而铸造的重要性再度被肯定,在铸造一般生活用品时,铝合金的铸造并非一困难工作，但要铸造高品质的铸件时，则铝合金的铸造就非想象中的容易。 影响铸件品质的要素有八点，例如：铸造方案的设计，材料的选择以及铝水的品 质等，其中铝水的品质，则系熔炼的工作。 二、熔炼设备 熔炉: 铝合金熔炼用的炉子，以热源区分，可分为两个主要的种类：燃料及电力。 在使用燃料的熔炉中，则又分为油炉及瓦斯两种。 而电力炉则可区分为反应炉及电阻炉。 在选择炉子时，值得考虑的因素甚多，例如：熔解量的多寡；能源的价格；原始设备的成本，安装的价格，设备维护的难易，厂房设施配合；以及产品的种类。就一般铝合金铸造的：由于铝件的重量有限，为求操作上的方便，以及成本的考虑，绝大部份均系采用坩锅炉（目前已大量改用连续炉）。 以不同加热方式的炉子而言，使用油炉或气炉，或可降低成本。但是，不论油炉或电炉，均有机会增加铝水中的氢气量。一般而言，在使用油炉时，所使用的燃油中带含有10-20%的水气，对气炉而言，例如瓦斯不包含空气之中，因温度而含的水分，而仅计算燃烧所产生水蒸气，至少在消耗气体量的两倍以上。而不论使用燃油或瓦斯气体为热源时，燃烧后产生的水气，必然是包围着熔解炉。因此，可想而知的是氢气 的来源必然可观。 三、铝汤处理之目的： 在铝汤有由原材料在熔解过程中发生的氢气或氧化物等非金属介在物之外，尚含钠碱
第一篇铸铁及其熔炼 1、按石墨形态的不同，铸铁分为灰口铸铁；球墨铸铁；蠕墨铸铁。 2、在Fe-G-Si相图中，硅的作用 （1）共晶点和共析点含碳量随硅量的增加而减少； （2）共晶转变和共析转变出现三相共存区； （3）改变共晶转变温度范围；提高共析转变温度； （4）减小奥氏体区域。 3、只考虑Si、P等元素对共晶点实际碳量影响的计算公式为CE=C+1/3（Si+P）； 4、亚共晶铸铁凝固特点：凝固过程中，共晶体不是在初析树枝晶上以延续的方式在结晶前沿形核并长大，而是在初析奥氏体晶体附近的枝晶间、具有共晶成分的液体中单独由石墨形核开始；石墨作为领先相与共晶奥氏体共生生长； 5、过共晶铸铁的凝固特点：凝固过程则由析出初析石墨开始，到达共晶温度时，共晶石墨在初析石墨上析出，共晶石墨与初析石墨相连。 6、石墨的晶体结构是六方晶体。 7、如图所示，形成片状石墨的晶体生长是Ａ向占优，而球状石墨是Ｃ向生长占优， 8、F、C型石墨属于过共晶成分铸铁中形成的石墨 Ａ型Ｂ型Ｄ型Ｆ型 9、球状石墨形成的两个必要条件：铁液凝固时必须有较大的过冷度；铁液与石墨间较大的表面张力。 10、球墨铸铁的球状石墨的长大包括两个过程：石墨球在熔体中直接析出并长大；形成奥氏体外壳，在奥氏体外壳包围下长大。 11、由于球状石墨的生长是在共晶成分下形成的石墨和奥氏体分离长大，因此其共晶过程又称之为离异共晶； 12、灰铸铁的金相组织由金属基体和片状石墨组成，基体的主要形式有珠光体、铁素体、珠光体加铁素体。 13、普通铸铁中除铁以外，五大基本元素包括碳、硅、锰、硫、磷，其中碳、硅是最基本的成分，磷、硫是杂质元素，因此加以限制。 14、在铁碳双重相图中，稳定系和亚稳定系的共晶反应温度差别形成了共晶温度间隔，对于Ni、Si、Cr、S这四种元素来说，促进合金液在冷却过程中按稳定系转变的元素有Ni、Si，按亚稳定系转变的元素有Cr、S。 15、Cr元素在铸铁中的作用: (1)反石墨化元素,珠光体稳定元素;
铝合金铸造工艺简介 一、铸造概论 在铸造合金中，铸造铝合金的应用最为广泛，是其他合金所无法比拟的，铝合金铸造的种类如下： 由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。 1、铝合金铸造工艺性能 铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。 (1) 流动性 流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。 影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。 实际生产中，在合金已确定的情况下，除了强化熔炼工艺（精炼与除渣）外，还必须改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度），并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度，保证合金的流动性。 (2) 收缩性 收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。 铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。 ①体收缩 体收缩包括液体收缩与凝固收缩。 铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中，并分布在
铝合金铸造出现气孔的原因分析与解决办法 核心提示：简单来说，气孔分两类，一类是析出性气孔，即铝液在凝固过程中因气体溶解度的变化而析出，老大在这方面说的很详细；另一类就是卷入性气孔，与铝液无关，主要是铝液填充过程中因紊流包卷在产品中的空气及涂料或型腔内未干的水分。卷入性气孔主要与浇排系统的合理性密切相关，只有涂料和水，纯属操作不当。至于说在喷丸后出现，应该主要与高速转换点的位置关联密切。 问题1：材料ACD12铝合金压铸件在机加工或喷砂后出现较多气孔的问题，这一技术上问题困扰着我们 回复：1 设备抽真空设备是什么设备啊？ 压铸件的气孔问题好像还没有办法解决只能通过调节压铸参数，模温和修改相关的模具温度使气孔在一个合理的等级范围 2 一.人的因素: 1.脱模剂是否噴得太多? 因脱模济发气量大，用量过多时，浇注前未燃尽，使挥发气体被包在铸件表层。所以在同一条件下,某些工人操作时会产生较多的气孔的原因之一。选用发气量小的脱模济，用量薄而均匀，燃净后合模。 2未经常清理溢流槽和排气道？ 3开模是否过早? 是否对模具进行了预热?各部位是否慢慢均匀升温，使型腔、型芯表面温度为150℃～200℃。 4刚开始模温低时生产的产品有无隔离? 5如果无预热装置时是否使用铝合金料慢速推入型腔预热或用其它方法加热？ 6是否取干净的铝液，有无将氧化层注入压室？ 7倒料时，是否将勺子靠近压室注入口，避免飞溅、氧化或卷入空气降温等。 8金属液一倒入压室，是否即进行压射，温度有无降低了？。
9冷却与开模，是否根据不同的产品选择开模时间？ 10有无因怕铝液飞出（飞水），不敢采用正常压铸压力？更不敢偿试适当增加比压。？11操作员有无严格遵守压铸工艺？ 12有无采用定量浇注？如何确定浇注量? 二.机(设备、模具、工装)的因素: 主要是指模具质量、设备性能。 1压铸模具设计是否合理,会否导致有气孔？压铸模具方面的原因： 1．浇口位置的选择和导流形状是否不当，导致金属液进入型腔产生正面撞击和产生旋涡。（降低压射速度，避免涡流包气） 2．浇道形状有无设计不良? 3．内浇口速度有无太高，产生湍流? 4．排气是否不畅? 5．模具型腔位置是否太深? 6．机械加工余量是否太大?穿透了表面致密层，露出皮下气孔？压铸件的机械切削加工余量应取得小一些，一般在0.5mm左右，既可减轻铸件重量、减少切削加工量以降低成本，又可避免皮下气孔露出。余量最好不要大于0.5mm,这样加工出来的面基本看不到气孔的，因为有硬质层的保护。 2排气孔是否被堵死，气排不出来？ 3冲头润滑剂是否太多，或被烧焦？这也是产生气体的来源之一。 4浇口位置和导流形状,有无金属液先封闭分型面上的排溢系统？ 5内浇口位置是否不合理，通过内浇口后的金属立即撞击型壁、产生涡流，气体被卷入金属流中 ? 6排气道位置不对，造成排气条件不良？ 5溢气道面积是否够大，是否被阻塞，位置是否位於最后充填的地方? 模具排气部位是否经常清理？避免因脱模剂堵塞而失去排气作用。 6模温是否太低? 7流道转弯是否圆滑?适当加大内浇口? 8有无在深腔处开设排气塞，或采用镶拼形式增加排气？ 9有无因压铸设计不合理，形成有难以排气的部位？
金属材料检测标准大汇 总 Last revised by LE LE in 2021
金属材料化学成分分析 GB/T 222—2006钢的成品化学成分允许偏差 GB/T 系列钢铁及合金X含量的测定 GB/T 4336—2002碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法) GB/T 系列海绵钛、钛及钛合金化学分析方法X量的测定 GB/T 系列铜及铜合金化学分析方法第X部分：X含量的测定 GB/T 5678—1985铸造合金光谱分析取样方法 GBT 系列铝及铝合金化学分析方法 GB/T 7999—2007铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法 GB/T 11170—2008不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法(常规法) GB/T 11261—2006钢铁氧含量的测定脉冲加热惰气熔融-红外线测定方法 GB/T 系列镁及镁合金化学分析方法第X部分X含量测定 金属材料物理冶金试验方法 GB/T 224—2008钢的脱碳层深度测定法 GB/T 225—2006钢淬透性的末端淬火试验方法(Jominy 试验) GB/T 226—2015钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法 GB/T 227—1991工具钢淬透性试验方法 GB/T 1954—2008铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法 GB/T 1979—2001结构钢低倍组织缺陷评级图 GB/T 1814—1979钢材断口检验法 GB/T 2971—1982碳素钢和低合金钢断口检验方法 GB/T —2012变形铝及铝合金制品组织检验方法第1部分显微组织检验方法GB/T —2012变形铝及铝合金制品组织检验方法第2部分低倍组织检验方法GB/T 3488—1983硬质合金显微组织的金相测定 GB/T 3489—1983硬质合金孔隙度和非化合碳的金相测定 GB/T 4236—1984钢的硫印检验方法 GB/T 4296—2004变形镁合金显微组织检验方法 GB/T 4297—2004变形镁合金低倍组织检验方法 GB/T 4334—2008金属和合金的腐蚀不锈钢晶间腐蚀试验方法 GBT 4335—2013低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法 GB/T —2015不锈钢5%硫酸腐蚀试验方法 GB/T 4462—1984高速工具钢大块碳化物评级图 GB/T 5058—1985钢的等温转变曲线图的测定方法(磁性法) GB/T 5168—2008α-β钛合金高低倍组织检验方法 GB/T 5617—2005钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定 GB/T 8359—1987高速钢中碳化物相的定量分析X射线衍射仪法 GB/T 8362—1987钢中残余奥氏体定量测定X射线衍射仪法 GB/T 9450—2005钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核 GB/T 9451—2005钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定 GB/T 10561—2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法 GB/T 10851—1989铸造铝合金针孔 GB/T 10852—1989铸造铝铜合金晶粒度
第一篇铸造有色合金及其熔炼思考题及参考答案 1.基本概念：屈服强度、抗拉强度、固溶强化、时效强化 屈服强度就是指金属对起始塑性变形的抗力；抗拉强度是代表最大均匀塑性变形抗力的指标；固溶强化是指形成固溶体使合金强化的方法；时效强化是指通过热处理利用合金的相变产生第二相微粒，造成的强化。 2.金属材料的强化机制主要有哪些，对强度和塑性有什么影响？ 晶界强化、固溶强化、分散强化、形变强化、复合强化。形变强化与粒子强化在强度提高时，塑性会显著降低；固溶强化在强度提高时塑性还能保持较好的水平；晶界强化时，细化晶粒提高强度也改善塑性。 3.铸造合金的使用性能有哪些？ 机械性能、物理性能和化学性能 4.铸造合金的工艺性能有哪些？ 铸造性能、熔炼性能、焊接性能、热处理性能、机加工性能 5.基本概念：变质处理、机械性能的壁厚效应 所谓变质处理是在熔融合金中加入少量的一种或几种元素（或加化合物起作用而得），改变合金的结晶组织，从而改善合金机械性能。这种随铸件壁厚增加而使机械性能下降的现象，称为机械性能的壁厚效应。 6.铝硅合金进行变质处理的原因及方法？ 原因：铝硅合金中的硅相在自发非控制生长条件下会长成粗大的片状，这种形态的脆性相严重割裂基体，大大降低合金的强度和塑性，为了改变这种状况，必须进行变质处理。方法：生产上常在合金液中加入氟化纳与氯盐的混合物来进行变质处理，加入微量的纯钠也有同样效果。 7.镁、铜、铁和锰对铝硅合金组织和性能的影响？ 1）镁：少量的镁，即能大大提高抗拉和屈服强度，随着镁量增加，强化效果不断增大，强度急剧上升，而塑性下降；2）铜：使铝硅合金强度显著增加，但伸长率下降，提高合金的热强性；3）铁：恶化了合金的机械性能，特别是塑性，
1 铸造通用基础及工艺标准规范汇编 1.1 GBT 5611-1998 铸造术语 1.1.1 基本术语1.1.2 砂型铸造1.1.3 特种铸造1.1.4 造型材料1.1.5 铸件后处理1.1.6 铸件质量1.1.7 铸造工艺设计及工艺装备1.1.8 铸造合金及熔炼、浇注 1.2 GBT 5678-1985铸造合金光谱分析取样方法 1.3 GBT 60601-1997 表面粗糙度比较样块铸造表面 1.4 GBT 6414-1999 铸件尺寸公差与机械加工余量 1.5 GBT1 1351-1989 铸件重量公差 1.6 GBT 15056-1994 铸造表面粗糙度评定方法 1.7 JBT 2435-1978 铸造工艺符号及表示方法 1.8 JBT 40221-1999 合金铸造性能测定方法 1.9 JBT 40222-1999 合金铸造性能测定方法 1.10 JBT 5105-1991 铸件模样起模斜度 1.11 JBT5106-1991 铸件模样型芯头基本尺寸 1.12 JBT 6983-1993 铸件材料消耗工艺定额计算方法 1.13 JBT7528-1994 铸件质量评定方法 1.14 JBT 7699-1995 铸造用木制模样和芯盒技术条件 2 铸铁标准规范汇编 2.1 GBT 1348-1998 球墨铸铁件 2.2 GBT 3180-1982 中锰抗磨球墨铸铁件技术条件 2.3 GBT 5612-1985 铸铁牌号表示方法 2.4 GBT 5614-1985 铸铁件热处理状态的名称、定义和代号 2.5 GBT 6296-1986 灰铸铁冲击试验方法 2.6 GBT 7216-1987 灰铸铁金相 2.7 GBT 8263-1999 抗磨白口铸铁件 2.8 GBT 8491-1987 高硅耐蚀铸铁件 2.9 GBT 9437-1988 耐热铸铁件 2.10 GBT 9439-1988 灰铸铁件 2.11 GBT 9440-1988 可锻铸铁件 2.12 GBT 9441-1988 球墨铸铁金相检验 2.13 GBT 17445-1998 铸造磨球 2.14 JBT 2122-1977 铁素体可锻铸铁金相标准 2.15 JBT 3829-1999 蠕墨铸铁金相 2.16 JBT 4403-1999 蠕墨铸铁件 2.17 JBT 5000.4-1998 重型机械通用技术条件铸铁件 2.18 JBT 7945-1999 灰铸铁力学性能试验方法 2.19 JBT 9219-1999 球墨铸铁超声声速测定方法 2.20 JBT 9220.1-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法总则及—般规定 2.21 JBT 9220.2-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法高氯酸脱水重量法测定二氧化硅量 2.22 JBT 9220.3-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法重铬酸钾容量法测定氧化亚铁量 2.23 JBT 9220.4-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法亚砷酸钠—亚硝酸钠容量法测定—氧化锰量 2.24 JBT 9220.5-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法氟化钠—EDTA容量法测定三氧化二铝量 2.25 JBT 9220.6-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法 DDTC分离EGTA容量法测定氧化钙量 2.26 JBT 9220.7-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法高锰酸钾容量法测定氧化钙
铝合金熔炼与铸造工艺 规范与流程 Revised by Chen Zhen in 2021
铝合金熔炼与铸造工艺规范与流程 资料来源：全球铝业网铝业知识频道一、铝合金熔炼规范 （1）总则 ①按本文件生产的铸件，其化学成分和力学性能应符合GB/T 9438-1999《铝合金铸件》、JISH 5202-1999《铝合金铸件》、ASTM B 108-03a《铝合金金属型铸件》、GB/T 15115-1994《压铸铝合金》、JISH 5302-2006《铝合金压铸件》、ASTM B 85-03《铝合金压铸件》、EN1706-1998《铸造铝合金》等标准的规定。 ②本文件所指的铝合金熔炼，系在电阻炉、感应炉及煤气（天然气）炉内进行。一般采取石墨坩埚或铸铁坩埚。铸铁坩埚须进行液体渗铝。 （2）配料及炉料 1）配料计算 ①镁的配料计算量：用氯盐精炼时，应取上限，用无公害精炼剂精炼时，可适当减少；也可根据实际情况调整加镁量。 ②铝合金压铸时，为了减少压铸时粘模现象，允许适当提高铁含量，但不得超过有关标准的规定。 2）金属材料及回炉料 ①新金属材料 铝锭：GB/T 1196－2002《重熔用铝锭》
铝硅合金锭：GB/T 8734-2000《铸造铝硅合金锭》 镁锭： GB 3499-1983《镁锭》 铝铜中间合金：YS/T 282-2000《铝中间合金锭》 铝锰中间合金：YS/T 282-2000《铝中间合金锭》 各牌号的预制合金锭：GB/T 8733-2000《铸造铝合金锭》、JISH 2117-1984《铸件用再生铝合金锭》、ASTM B 197-03《铸造铝合金锭》、JISH 2118-2000《压铸铝合金锭》、EN1676-1996《铸造铝合金锭》等。 ②回炉料 包括化学成分明确的废铸件、浇冒口和坩埚底剩料，以及溢流槽和飞边等破碎的重熔锭。 回炉料的用量一般不超过80％，其中破碎重熔料不超过30％；对于不重要的铸件可全部使用回炉料；对于有特殊要求（气密性等）的铸件回炉料用量不超过50% 。 3）清除污物 为提高产品质量，必须清除炉料表面的脏物、油污、废铸件上的镶嵌件，应在熔炼前除去（可用一个熔炼炉专门去除镶嵌件）。 4）炉料预热 预热一般为350～450℃下保温2～4h。Zn、Mg、RE在200～250℃下保温2～4h。在保证坩埚涂料完整和充分预热的情况下，除Zn、Mg、Sr、Cd及RE等易燃材料外的炉料允许随炉预热。
金属材料化学成分分析 GB/T 222 —2006 钢的成品化学成分允许偏差 GB/T 223.X 系列钢铁及合金X 含量的测定 GB/T 4336 —2002 碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法) GB/T 4698.X 系列海绵钛、钛及钛合金化学分析方法X 量的测定 GB/T 5121.X 系列铜及铜合金化学分析方法第X 部分：X 含量的测定 GB/T 5678 —1985 铸造合金光谱分析取样方法 GBT 6987.X 系列铝及铝合金化学分析方法 GB/T 7999 —2007 铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法 GB/T 11170 —2008 不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法(常规法) GB/T 11261 —2006 钢铁氧含量的测定脉冲加热惰气熔融- 红外线测定方法 GB/T 13748.X 系列镁及镁合金化学分析方法第X 部分X 含量测定 金属材料物理冶金试验方法 GB/T 224 —2008 钢的脱碳层深度测定法 GB/T 225 —2006 钢淬透性的末端淬火试验方法(Jominy 试验) GB/T 226 —2015 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法 GB/T 227 —1991 工具钢淬透性试验方法 GB/T 1954 —2008 铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法 GB/T 1979 —2001 结构钢低倍组织缺陷评级图 GB/T 1814 —1979 钢材断口检验法
GB/T 2971 —1982 碳素钢和低合金钢断口检验方法 GB/T 3246.1 —2012 变形铝及铝合金制品组织检验方法第 1 部分显微组织检验方法GB/T 3246.2 —2012 变形铝及铝合金制品组织检验方法第 2 部分低倍组织检验方法GB/T 3488 —1983 硬质合金显微组织的金相测定 GB/T 3489 —1983 硬质合金孔隙度和非化合碳的金相测定 GB/T 4236 —1984 钢的硫印检验方法 GB/T 4296 —2004 变形镁合金显微组织检验方法 GB/T 4297 —2004 变形镁合金低倍组织检验方法 GB/T 4334 —2008 金属和合金的腐蚀不锈钢晶间腐蚀试验方法 GBT 4335 —2013 低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法 GB/T 4334.6 —2015 不锈钢5% 硫酸腐蚀试验方法 GB/T 4462 —1984 高速工具钢大块碳化物评级图 GB/T 5058 —1985 钢的等温转变曲线图的测定方法(磁性法) GB/T 5168 —2008 α- β钛合金高低倍组织检验方法 GB/T 5617 —2005 钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定 GB/T 8359 —1987 高速钢中碳化物相的定量分析X 射线衍射仪法 GB/T 8362 —1987 钢中残余奥氏体定量测定X 射线衍射仪法 GB/T 9450 —2005 钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核 GB/T 9451 —2005 钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定 GB/T 10561 —2005 钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法
铝铸件常见缺陷及整改办法 铝铸件常见缺陷及整改办法 1、欠铸（浇不足、轮廓不清、边角残缺）： 形成原因： （1）铝液流动性不强，液中含气量高，氧化皮较多。 （2）浇铸系统不良原因。内浇口截面太小。 （3）排气条件不良原因。排气不畅，涂料过多，模温过高导致型腔内气压高使气体不易排出。 防止办法： （1）提高铝液流动性，尤其是精炼和扒渣。适当提高浇温和模温。提高浇铸速度。改进铸件结构，调整厚度余量，设辅助筋通道等。 （2）增大内浇口截面积。 （3）改善排气条件，增设液流槽和排气线，深凹型腔处开设排气塞。使涂料薄而均匀，并待干燥后再合模。 2、裂纹： 特征：毛坯被破坏或断开，形成细长裂缝，呈不规则线状，有穿透和不穿透二种，在外力作用下呈发展趋势。冷、热裂的区别：冷裂缝处金属未被氧化，热裂缝处被氧化。 形成原因： （1）铸件结构欠合理，收缩受阻铸造圆角太小。 （2）顶出装置发生偏斜，受力不匀。 （3）模温过低或过高，严重拉伤而开裂。 （4）合金中有害元素超标，伸长率下降。 防止方法： （1）改进铸件结构，减小壁厚差，增大圆角和圆弧R，设置工艺筋使截面变化平缓。（2）修正模具。 （3）调整模温到工作温度，去除倒斜度和不平整现象，避免拉裂。 （4）控制好铝涂成份，成其是有害元素成份。 3、冷隔： 特征：液流对接或搭接处有痕迹，其交接边缘圆滑，在外力作用下有继续发展趋势。 形成原因： （1）液流流动性差。 （2）液流分股填充融合不良或流程太长。 （3）填充温充太低或排气不良。 （4）充型压力不足。 防止方法：
（1）适当提高铝液温度和模具温度，检查调整合金成份。 （2）使充填充分，合理布置溢流槽。 （3）提高浇铸速度，改善排气。 （4）增大充型压力。 4、凹陷： 特征：在平滑表面上出现的凹陷部分。 形成原因： （1）铸件结构不合理，在局部厚实部位产生热节。 （2）合金收缩率大。 （3）浇口截面积太小。 （4）模温太高。 防止方法： （1）改进铸件结构，壁厚尽量均匀，多用过渡性连接，厚实部位可用镶件消除热节。（2）减小合金收缩率。 （3）适当增大内浇口截面面积。 （4）降低铝液温度和模具温度，采用温控和冷却装置，改善模具热平衡条件，改善模具排气条件，使用发气量少的涂料。 5、气泡 特征：铸件表皮下，聚集气体鼓胀所形成的泡。 形成原因： （1）模具温度太高。 （2）充型速度太快，金属液流卷入气体。 （3）涂料发气量大，用量多，浇铸前未挥发完毕，气体被包在铸件表层。 （4）排气不畅。 （5）开模过早。 （6）铝液温度高。 防止方法： （1）冷却模具至工作温度。 （2）降低充型速度，避免涡流包气。 （3）选用发气量小的涂料，用量薄而均匀，彻底挥发后合模。 （4）清理和增设排气槽。 （5）修正开模时间。 （6）修正熔炼工艺。 6、气孔（气、渣孔） 特征：卷入铸件内部的气体所形成的形状规则，表面较光滑的孔洞。 形成原因：
最新铸造标准规范汇编 │目录.txt 7.39 KB ├─1铸造通用基础及工艺标准规范汇编 │1_1 GBT 5611-1998 铸造术语.pdf 2.05 MB │1_10 JBT 5105-1991 铸件模样起模斜度.pdf 459.19 KB │1_11 JBT5106-1991 铸件模样型芯头基本尺寸.pdf 1.03 MB │1_12 JBT 6983-1993 铸件材料消耗工艺定额计算方法.pdf 887.80 KB │1_13 JBT7528-1994 铸件质量评定方法.pdf 1.37 MB │1_14 JBT 7699-1995 铸造用木制模样和芯盒技术条件.pdf 813.12 KB │1_2 GBT 5678-1985铸造合金光谱分析取样方法.pdf 547.41 KB │1_3 GBT 60601-1997 表面粗糙度比较样块铸造表面.pdf 477.20 KB │1_4 GBT 6414-1999 铸件尺寸公差与机械加工余量.pdf 751.29 KB │1_5 GBT1 1351-1989 铸件重量公差.pdf 116.19 KB │1_6 GBT 15056-1994 铸造表面粗糙度评定方法.pdf 395.49 KB │1_7 JBT 2435-1978 铸造工艺符号及表示方法.pdf 1.26 MB │1_8 JBT 40221-1999 合金铸造性能测定方法.pdf 474.26 KB │1_9 JBT 40222-1999 合金铸造性能测定方法.pdf 630.48 KB ├─2铸铁标准规范汇编 (0 folders, 31 files, 20.70 MB, 20.70 MB in total.) │2_1 GBT 1348-1998 球墨铸铁件.pdf 764.01 KB │2_10 GBT 9439-1988 灰铸铁件.pdf 0.96 MB │2_11 GBT 9440-1988 可锻铸铁件.pdf 568.96 KB │2_12 GBT 9441-1988 球墨铸铁金相检验.pdf 1.49 MB │2_13 GBT 17445-1998 铸造磨球.pdf 698.91 KB │2_14 JBT 2122-1977 铁素体可锻铸铁金相标准.pdf 0.97 MB │2_15 JBT 3829-1999 蠕墨铸铁金相.pdf 1.21 MB │2_16 JBT 4403-1999 蠕墨铸铁件.pdf 820.70 KB │2_17 JBT 5000.4-1998 重型机械通用技术条件铸铁件.pdf 640.51 KB │2_18 JBT 7945-1999 灰铸铁力学性能试验方法.pdf 668.51 KB │2_19 JBT 9219-1999 球墨铸铁超声声速测定方法.pdf 544.11 KB │2_2 GBT 3180-1982 中锰抗磨球墨铸铁件技术条件.pdf 490.58 KB │2_20 JBT 9220.1-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法总则及—般规定.pdf 361.44 KB │2_21 JBT 9220.2-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法高氯酸脱水重量法测定二氧化硅量.pdf KB │2_22 JBT 9220.3-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法重铬酸钾容量法测定氧化亚铁量.pdf │2_23 JBT 9220.4-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法亚砷酸钠—亚硝酸钠容量法测定—氧化锰量.pdf 516.27 KB │2_24 JBT 9220.5-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法氟化钠—EDTA容量法测定三氧化二铝 量.pdf 437.86 KB │2_25 JBT 9220.6-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法 DDTC分离EGTA容量法测定氧化钙量.pdf KB │2_26 JBT 9220.7-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法高锰酸钾容量法测定氧化钙.pdf 61│2_27 JBT 9220.8-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法DDTC分离EDTA容量法测定氧化镁.pdf │2_28 JBT 9220.9-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法磷矾钼黄—甲基异丁基甲酮萃取光度法测定量.pdf 419.32 KB
机床铸钢件外委技术协议 一、总则 本技术协议在相关国家标准（或行业标准）和机床铸件生产用图纸文件《技术要求》的基础上编制而成。主要参照《中华人民共和国机械行业标准》：JB/T5000.6-1998 《重型机械通用技术条件铸钢件》 其中引用的国家标准主要有： GB222-84 《钢的化学分析用试样及成品化学成分允许偏差》 GB223.1~223.75-81~91 《钢铁及合金化学分析方法》 GB228-87 《金属拉伸试验方法》 GB231-84 《金属布氏硬度试验方法》 GB/T6060.1-1997 《表面粗糙度比较样块铸造表面》 GB/T6414-1999 《铸件尺寸公差与机械加工余量》 GB/T15056-94 《铸造表面粗糙度评定方法》 二、技术要求(验收) 1.材料选用：ZG40Cr1(ZG40Cr)，化学成分按JB/T5000.6-1998的规定执行，化学分析试样取样方法应该按GB 222的规定执行，化学分析方法应按GB 223的规定执行，或者按GB5678-85《铸造合金光谱分析取样方法》取样以及按GB/T4336-2002《碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法》执行。 2.机械性能：单铸试块应符合《JB/T5000.6-1998》图11的规定，由乙方任选一种制取，检验用试块应与其代表的铸件在同一热处理炉内进行热处理。力学性能按GB228-87、GB231-84执行，力学性能符合《JB/T5000.6-1998》表4要求，另拉伸试样按试样编号R4制取，并每一炉送三分份供甲方复检。 3.铸件尺寸公差按GB/T6414-1999中CT10级执行，重量公差按GB/T11351-1989中MT9级执行。
铸造铝合金的熔炼(一) 铝合金熔炼的内容包括配料计算，炉料处理，熔炼设备选用，熔炼工具处理及熔炼工艺过程控制。 熔炼工艺过程控制的内容包括正确的加料次序。严格控制熔炼温度和时间、实现快速熔炼、效果显著的铝液净化处理和变质处理及掌握可靠的铝液炉前质量检测手段等。 熔炼工艺过程控制的目的是获得高质量的能满足下列要求的铝液： 1）化学成分符合国家标准，合金液成分均匀； 2）合金液纯净，气体、氧化夹杂、熔剂夹杂含量低。 3）需要变质处理的合金液，变质良好。 据统计因熔炼工艺过程控制不严而产生的废品中，如渗漏、气孔、夹渣等，主要原因是合金液中的气体、氧化夹渣、熔剂夹渣未清除所引起。因此在确保化学成分合格的前提下，熔炼工艺过程控制的主要任务是提高合金液的纯净度和变质效果。 1.铝合金的炉料 1.1炉料组成 炉料由新金属、中间合金、回炉料及重熔回炉料组成。 1.1.1 新金属 国标中可查到新金属的牌号、等级、纯度及用途，是炉料的主要组成，纯度高，可用来稀释回炉料中带入的杂质含量。 1.1.2 中间合金 为便于加入某些难熔合金元素，如铜、锰、硅等，或成分严格控制的元素如锑、锶、稀土等，需预先与纯铝制成中间合金。对中间合金的要求是：熔点和铝掖温度接近，合金元素比例尽可能高，化学成分均匀，冶金质量好，易于破碎，配料称重等。熔制中间合金的方法有直接熔化法和铝热法。 1.1.3 回炉料 回炉料可分成三类。第一类包括成分合格的报废铸件、浇冒口等，可直接使用；第二类包括小毛边、浇口杯中剩余的金属、冲压车间的边角料等，需重熔成再生合金锭，方能使用；第三类包括熔渣、切屑、炉底残渣及化学成分不合格又无法调整的废金属，如铁含量较高，需经专业化的冶金厂重熔成再生合金锭。 回炉料具有遗传性。遗传的内容包括有“纯度遗传”和“组织遗传”两种。纯度高、晶粒细的炉料遗传质量高，熔制的合金质量也会高，有时比等级较低的新金属熔制的合金质量更好。 1.2 配料计算 配料计算的任务是按照指定的合金牌号，计算出每一炉次的炉料组成及各种熔剂的用量。计算的依据是：新金属料、回炉料、中间合金的化学成分和杂质含量，各元素的烧损率，每一炉次的投料量等。一般有两种计算方法：（1）按投料量计算；（2）按铝锭重量即新金属重量计算。 2.炉料处理 炉料的合理保存及管理对于保证合金的质量有很重要的意义。在熔炼中一般均设有专门的炉料仓库，由专人负责管理。各种不同的炉料按种类、成分、品级分别存放，每批炉料均必须附有成分化验单，只有这样才能保证配料时化学成分的准确性。对于浇冒口废铸件等回炉料，如系直接回炉使用，则应按炉次分别堆放，浇冒口中的铁质过滤网在回炉前应予除掉。各种炉料安放处应保证干燥，如炉料受潮而腐蚀，则在装炉前应进行吹砂以除去表面腐蚀层。 3.炉料的加入次序
铸造行业标准 1 铸造通用基础及工艺标准规范汇编 1.1 GBT 5611-1998 铸造术语 1.1.1 基本术语1.1.2 砂型铸造1.1.3 特种铸造1.1.4 造型材料1.1.5 铸件后处理1.1.6 铸件质量1.1.7 铸造工艺设计及工艺装备1.1.8 铸造合金及熔炼、浇注1.2 GBT 5678-1985铸造合金光谱分析取样方法 1.3 GBT 60601-1997 表面粗糙度比较样块铸造表面 1.4 GBT 6414-1999 铸件尺寸公差与机械加工余量 1.5 GBT1 1351-1989 铸件重量公差 1.6 GBT 15056-1994 铸造表面粗糙度评定方法 1.7 JBT 2435-1978 铸造工艺符号及表示方法 1.8 JBT 40221-1999 合金铸造性能测定方法 1.9 JBT 40222-1999 合金铸造性能测定方法 1.10 JBT 5105-1991 铸件模样起模斜度 1.11 JBT5106-1991 铸件模样型芯头基本尺寸 1.12 JBT 6983-1993 铸件材料消耗工艺定额计算方法 1.13 JBT7528-1994 铸件质量评定方法 1.14 JBT 7699-1995 铸造用木制模样和芯盒技术条件 2 铸铁标准规范汇编 2.1 GBT 1348-1998 球墨铸铁件 2.2 GBT 3180-1982 中锰抗磨球墨铸铁件技术条件 2.3 GBT 5612-1985 铸铁牌号表示方法 2.4 GBT 5614-1985 铸铁件热处理状态的名称、定义和代号 2.5 GBT 6296-1986 灰铸铁冲击试验方法 2.6 GBT 7216-1987 灰铸铁金相 2.7 GBT 8263-1999 抗磨白口铸铁件 2.8 GBT 8491-1987 高硅耐蚀铸铁件 2.9 GBT 9437-1988 耐热铸铁件 2.10 GBT 9439-1988 灰铸铁件 2.11 GBT 9440-1988 可锻铸铁件 2.12 GBT 9441-1988 球墨铸铁金相检验 2.13 GBT 17445-1998 铸造磨球 2.14 JBT 2122-1977 铁素体可锻铸铁金相标准 2.15 JBT 3829-1999 蠕墨铸铁金相 2.16 JBT 4403-1999 蠕墨铸铁件 2.17 JBT 5000.4-1998 重型机械通用技术条件铸铁件 2.18 JBT 7945-1999 灰铸铁力学性能试验方法 2.19 JBT 9219-1999 球墨铸铁超声声速测定方法
铝合金熔炼工艺流程和操作工艺(一) 装料 熔炼时，装入炉料的顺序和方法不仅关系到熔炼的时间、金属的烧损、热能消耗，还会影响到金属熔体的质量和炉子的使用寿命。装料的原则有： 1、装炉料顺序应合理。正确的装料要根据所加入炉料性质与状态而定，而且还应考虑到最快的熔化速度，最少的烧损以及准确的化学成分控制。 装料时，先装小块或薄片废料，铝锭和大块料装在中间，最后装中间合金。熔点易氧化的中间合金装在中下层。所装入的炉料应当在熔池中均匀分布，防止偏重。 小块或薄板料装在熔池下层，这样可减少烧损，同时还可以保护炉体免受大块料的直接冲击而损坏。中间合金有的熔点高，如AL-NI和AL-MN合金的熔点为750-800℃，装在上层，由于炉内上部温度高容易熔化，也有充分的时间扩散；使中间合金分布均匀，则有利于熔体的成分控制。炉料装平，各处熔化速度相差不多这样可以防止偏重时造成的局部金属过热。 炉料应进量一次入炉，二次或多次加料会增加非金属夹杂物及含气量。 2、对于质量要求高的产品（包括锻件、模锻件、空心大梁和大梁型材等）的炉料除上述的装料要求外，在装料前必须向熔池内撒20-30kg粉状熔剂，在装炉过程中对炉料要分层撒粉状熔剂，这样可提高炉体的纯洁度，也可以减少损耗。 3、电炉装料时，应注意炉料最高点距电阻丝的距离不得少于100mm，否则容易引起短路。 熔化 炉料装完后即可升温。熔化是从固态转变为液态的过程。这一过程的好坏，对产品质量有决定性的影响。 A、覆盖 熔化过程中随着炉料温度的升高，特别是当炉料开始熔化后，金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂，将逐渐失去保护作用。气体在这时候很容易侵入，造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液体或液流要向炉底流动，当液滴或液流进入底部汇集起来时，其表面的氧化膜就会混入熔体中。所以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体的氧化膜，在炉料软化下塌时，应适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖，其用量见表。这样也可以减少熔化过程中的金属吸气。 覆盖剂种类及用量 炉型及制品电气熔 炼煤气炉熔炼 覆盖剂用量普通制品特殊制品普通制 品特殊制品 （占投量） /% 0.4-0.5 0.5-0.6 1-2 2-4 覆盖剂种类粉状熔剂 Kcl：Nacl按1：1混合 B、加铜、加锌 当炉料熔化一部分后，即可向液体中均匀加入锌锭或铜板，以熔池中的熔体刚好能淹没住锌锭和铜板为宜。 这时应强调的是，铜板的熔点为1083℃，在铝合金熔炼温度范围内，铜是溶解在铝合金熔体中。因此，铜板如果加得过早，熔体未能将其盖住，这样将增加铜板的烧损；反之如果加得过晚，铜板来不及溶解和扩散，将延长熔化时间，影响合金的化学成分控制。 电炉熔炼时，应尽量避免更换电阻丝带，以防脏物落入熔体中，污染金属。 C、搅动熔体
金属材料化学成分分析 GB/T 222—2006钢的成品化学成分允许偏差 GB/T 223.X系列钢铁及合金X含量的测定 GB/T 4336—2002碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法) GB/T 4698.X系列海绵钛、钛及钛合金化学分析方法X量的测定 GB/T 5121.X系列铜及铜合金化学分析方法第X部分：X含量的测定 GB/T 5678—1985铸造合金光谱分析取样方法 GBT 6987.X系列铝及铝合金化学分析方法 GB/T 7999—2007铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法 GB/T 11170—2008不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法(常规法) GB/T 11261—2006钢铁氧含量的测定脉冲加热惰气熔融-红外线测定方法 GB/T 13748.X系列镁及镁合金化学分析方法第X部分X含量测定 金属材料物理冶金试验方法 GB/T 224—2008钢的脱碳层深度测定法 GB/T 225—2006钢淬透性的末端淬火试验方法(Jominy 试验) GB/T 226—2015钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法 GB/T 227—1991工具钢淬透性试验方法 GB/T 1954—2008铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法 GB/T 1979—2001结构钢低倍组织缺陷评级图 GB/T 1814—1979钢材断口检验法
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