材料成型與控制專業(yè)課程設(shè)計(jì)鑄造

精選資料可修改編輯目錄TOC\o"1-3"\h\u28872一、緒論 114168二、砂型鑄造概述 170692.1定義 1292832.2特點(diǎn) 184542.3應(yīng)用 18132.4發(fā)展概況 215797三、砂型鑄造工藝設(shè)計(jì) 2106473.1工藝設(shè)計(jì)的依據(jù) 261973.2分析鑄件圖 3264953.3鑄件的結(jié)構(gòu)工藝分析 4210893.4造型方法的選擇 6186633.5鑄型種類的選擇 7152353.6確定鑄件澆注位置 7117973.7鑄型分型面的選擇 8205763.8澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其選擇 912265四、造型材料及其制備 15247724.1型砂的制備及性能控制 15142734.2涂料 17118494.3手工造型的方法 1928581五、鑄造工藝裝備設(shè)計(jì) 19139285.1模樣的類型及其結(jié)構(gòu) 1952565.2砂箱的選用及設(shè)計(jì) 2310783六、合金熔煉及其澆注 27173806.1熔煉工藝順序及備料 27265386.2鑄件的澆注 29263716.3落砂與清理 3112069七、鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)與缺陷修補(bǔ) 32127157.1鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)方法 32207477.2鑄件的修補(bǔ) 3319955八、結(jié)論 3428418參考文獻(xiàn) 3422783致謝 35一、緒論鑄鐵件廣泛地應(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)的鑄鐵件也是多種多樣的，質(zhì)量從十幾克到幾百噸；厚度可以薄到2㎜，也可以達(dá)到500㎜；長度可以由1㎝做到30㎝的各種形狀、各種用途、各種尺寸的鑄件。鑄鐵及鑄鐵件的特點(diǎn)：①熔化的鑄鐵溶液有很好的流動(dòng)性，能夠沖填很復(fù)雜、薄壁的鑄型，能夠得到很復(fù)雜形狀的鑄鐵件，如缸體、缸蓋、機(jī)床床身、水泵葉輪、液壓閥體等。②鑄鐵的收縮小，在一定條件下常常在沒有冒口的條件下也可以得到致密的鑄件，并且形成應(yīng)力和裂紋的傾向也很小。③鑄鐵的熔點(diǎn)較低，熔化的方法、采用的原料也很簡單，較其它材料加工成型方法如鍛造、焊接等，鑄鐵件生產(chǎn)成本相對較低廉。④鑄鐵件能夠迅速吸收振動(dòng)。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)。鑄鐵件用在機(jī)器底座有最好的效果。⑤鑄鐵件具有良好的切削加工性能。這也是因?yàn)殍T鐵中有石墨存在，是切削容易斷裂，并成為天然的潤滑劑。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。正因?yàn)殍T鐵件有一系列的優(yōu)點(diǎn)，鑄鐵件的生產(chǎn)占鑄件生產(chǎn)總量的比重最大，鑄鐵件的品種幾乎涵蓋了從機(jī)械制造到日常生活的各種零部件，從工作母機(jī)床身箱體到汽車的缸體缸蓋，從采暖鍋爐、排水管道到水泵閥門以及鐘、鼎等藝術(shù)品和日常生活的炊具等。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對鑄鐵本質(zhì)認(rèn)識(shí)的提高，鑄鐵件不斷得到廣泛利用。二、砂型鑄造概述2.1定義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。砂型鑄造一般可分為手工砂型鑄造和機(jī)器砂型鑄造。前者主要適用于單件，小批量生產(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)。砂型鑄造生產(chǎn)工藝流程：材料準(zhǔn)備→造型制芯→下芯合箱→爐料準(zhǔn)備→合金熔煉→鑄件澆注→落砂清理→鑄件檢驗(yàn)→熱處理→合格入庫2.2特點(diǎn)①成形方便且適應(yīng)性強(qiáng)金屬液態(tài)成型方法對工件的尺寸形狀幾乎沒有任何限制，鑄件的材料可以是鑄鐵，鑄鋼，鑄造鋁合金，鑄造銅合金等各種金屬材料，也可以是高分子材料和陶瓷材料；鑄件的尺寸可大可小，形狀可簡單可復(fù)雜。②成本較低由于成行方便，鑄件毛坯與零件形狀相近，能節(jié)省金屬材料和切削加工工時(shí)，使用原材料來源廣泛，可以利用廢料、廢件等，節(jié)約資源；因此，鑄件的成本較低。③生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)周期短所用設(shè)備通常比較簡單，操作簡便，投資較少。④成形的組織性能較差鑄件晶粒粗大﹙鑄態(tài)組織﹚，化學(xué)成分不均勻，力學(xué)性能較差。因此，以用作受力不大或承受靜載荷的機(jī)械零件，如箱體，床身，支架等常用鑄件。2.3應(yīng)用隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對鑄鐵本質(zhì)認(rèn)識(shí)的提高，鑄鐵件得到了廣泛應(yīng)用。如高強(qiáng)度、高彈性模量的灰鑄鐵在機(jī)床鑄件的應(yīng)用，由于熔化設(shè)備的改進(jìn)和造型制芯技術(shù)的進(jìn)步以及國產(chǎn)的系列孕育劑、球化劑、蠕化劑的商品化，使高強(qiáng)度、薄壁鑄鐵件的鑄造生產(chǎn)技術(shù)得到了很快的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，灰鑄鐵表面激光強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)，人工智能技術(shù)在灰鑄鐵性能預(yù)測技術(shù)的應(yīng)用，都使灰鑄鐵件質(zhì)量有大幅度的提高，不斷地?cái)U(kuò)大了鑄鐵件的應(yīng)用范圍。依據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)、重量、尺寸、數(shù)量不同，可選用不同的造型方式。在全部鑄件產(chǎn)量中，60%～70%的鑄件是用砂型生產(chǎn)的，主要是因?yàn)樯靶丸T造方法成本低、生產(chǎn)工藝簡單，所以汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體、汽缸蓋、曲軸等鑄件都是用濕型砂工藝生產(chǎn)的。當(dāng)濕型砂不能滿足要求時(shí)可以考慮使用濕型表干型、干砂型或其他砂型。2.4發(fā)展概況鑄造業(yè)在我國具有悠久的歷史，他充分的體現(xiàn)出了我國勞動(dòng)人民聰明才智。=1\*GB3①早期中國商朝的重875公斤的司母戊方鼎，戰(zhàn)國時(shí)期的曾侯乙尊盤，西漢的透光鏡，都是古代鑄造的代表產(chǎn)品。早期的鑄件大多是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、宗教、生活等方面的工具或用具，藝術(shù)色彩濃厚。那時(shí)的鑄造工藝是與制陶工藝并行發(fā)展的，受陶器的影響很大。=2\*GB3②發(fā)展 中國在公元前513年，鑄出了世界上最早見于文字記載的鑄鐵件－晉國鑄型鼎,重約270公斤。歐洲在公元八世紀(jì)前后也開始生產(chǎn)鑄鐵件。鑄鐵件的出現(xiàn)，擴(kuò)大了鑄件的應(yīng)用范圍。例如在15～17世紀(jì)，德、法等國先后敷設(shè)了不少向居民供飲用水的鑄鐵管道。18世紀(jì)的工業(yè)革命以后，蒸汽機(jī)、紡織機(jī)和鐵路等工業(yè)興起，鑄件進(jìn)入為大工業(yè)服務(wù)的新時(shí)期，鑄造技術(shù)開始有了大的發(fā)展。=3\*GB3③近代進(jìn)入20世紀(jì)，鑄造的發(fā)展速度很快，其重要因素之一是產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)步，要求鑄件各種機(jī)械物理性能更好，同時(shí)仍具有良好的機(jī)械加工性能；另一個(gè)原因是機(jī)械工業(yè)本身和其他工業(yè)如化工、儀表等的發(fā)展，給鑄造業(yè)創(chuàng)造了有利的物質(zhì)條件。如檢測手段的發(fā)展，保證了鑄件質(zhì)量的提高和穩(wěn)定，并給鑄造理論的發(fā)展提供了條件；電子顯微鏡等的發(fā)明，幫助人們深入到金屬的微觀世界，探查金屬結(jié)晶的奧秘，研究金屬凝固的理論，指導(dǎo)鑄造生產(chǎn)。三、砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)3.1工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)①鑄造零件圖樣。提供的圖樣必須清楚無誤，尺寸和標(biāo)記完整、標(biāo)記齊全。經(jīng)審查有必要修改圖樣時(shí)，應(yīng)與用戶協(xié)商，取得一致意見后已修改的圖樣作為設(shè)計(jì)依據(jù)。②零件的技術(shù)要求。包括金屬材質(zhì)牌號(hào)、金相組織、力學(xué)性能要求、鑄件尺寸和重量公差及其他特殊性能要求，如是否經(jīng)過水壓或氣壓檢驗(yàn)、零件在機(jī)器上的工作條件等，在鑄造工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意滿足這些要求。③藝裝備盡可能產(chǎn)品批量及生產(chǎn)期限。根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量可劃分為三種生產(chǎn)類型：即大量生產(chǎn)，成批生產(chǎn)和單件小批量生產(chǎn)。對于批量大的產(chǎn)品，應(yīng)盡可能的采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，以保證質(zhì)量，滿足時(shí)限要求。對于應(yīng)急的單件產(chǎn)品，則應(yīng)考慮是工簡單，以便縮短生產(chǎn)周期，并獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。3.2分析鑄件圖圖3—1端蓋的零件圖該鑄件為端蓋，其材料為HT150,灰鑄鐵的特征有斷口呈暗灰色，碳主要以石墨形式存在，為片狀石墨，少量溶于基體中，部分以碳化鐵形式組成珠光體。HT150的性能特點(diǎn)：強(qiáng)度低、好的減震性和鑄造性能。生產(chǎn)類型：批量生產(chǎn)；造型材料：粘土砂造型，一箱一件；應(yīng)用:力學(xué)性能要求不高的零件。最大尺寸348㎜×72㎜最大壁厚20.5㎜最小壁厚7㎜=1\*GB3①鑄件的力學(xué)性能。表3—1鑄件力學(xué)性能牌號(hào)鑄件壁厚／㎜抗拉強(qiáng)度σb/MPa﹥≦HT1502.51017510201452030130②鑄件的化學(xué)成分。表3—2鑄件化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）牌號(hào)鑄件壁厚∕㎜CSiMnP≦S≦HT150203.5～3.72.2～2.40.4～0.60.400.1520～303.4～3.62.0～2.33.3鑄件的結(jié)構(gòu)工藝分析①端蓋結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性和生產(chǎn)條件，結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求。結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性是指零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)的要求，易于保證鑄件品質(zhì)，簡化鑄件工藝過程和降低成本。審查、分析應(yīng)考慮如下幾個(gè)方面：1）鑄件應(yīng)有合適的壁厚，為了避免澆不到、冷隔等缺陷，鑄件不應(yīng)太薄。2）鑄件結(jié)構(gòu)不應(yīng)造成嚴(yán)重的收縮阻礙，注意薄壁過渡和圓角鑄件薄厚壁的相接拐彎等厚度的壁與壁的各種交接式，并應(yīng)使用較大的圓角相連接，避免因應(yīng)力集中導(dǎo)致裂紋缺陷。3）鑄件內(nèi)壁應(yīng)薄于外壁鑄件的內(nèi)壁和肋等，散熱條件較差，應(yīng)薄于外壁，以使內(nèi)、外壁能均勻地冷卻，減輕內(nèi)應(yīng)力和防止裂紋。4）壁厚力求均勻，減少肥厚部分，防止形成熱節(jié)。5）利于補(bǔ)縮和實(shí)現(xiàn)順序凝固。6）防止鑄件翹曲變形。7）避免澆注位置上有水平的大平面結(jié)構(gòu)。②鑄造工藝參數(shù)1）鑄造收縮率鑄造收縮率又稱為鑄件線收縮率或鑄件縮尺，用模樣與鑄件的長度差除以模樣長度的百分比表示：e=(L-l)/L×100%(3-1)式中e—鑄造收縮率L—模樣長度l—鑄件長度模樣的選擇木模：輕便，容易加工，價(jià)格低廉，但強(qiáng)度低，易吸潮變形，只適合于單件、小批量生產(chǎn)的各種鑄件，通常采用實(shí)心結(jié)構(gòu)。金屬模：金屬制作摸樣的材料有鋁合金、銅合金、鑄鐵等。銅合金輕便、加工性能好、表面光潔、不易生銹，但耐磨性較差，主要用于大批量生產(chǎn)的模樣及模板；銅合金易加工、表面光滑、耐蝕、耐磨但成本高，重量大，主要用于精度要求較高的薄、小鑄件和活塊；鑄鐵強(qiáng)度強(qiáng)度、硬度較高，耐磨且價(jià)低，表面光滑，但重量大、易生銹且不易加工，主要用于大批量生產(chǎn)的模底板及少數(shù)情況下的模樣。由于本次設(shè)計(jì)單件小批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)原則以簡單、方便、器材簡單、效率高，所以選木模。表3—3鑄鐵件鑄造收縮率灰鑄鐵鑄件種類收縮率／%阻礙收縮自由收縮中小型鑄件0.8～1.00.9～1.1中大型鑄件0.7～0.90.8～1.0特大型鑄件0.6～0.80.7～0.9該鑄件的收縮率為0.9。2）機(jī)械加工余量查《鑄造工手冊》得，該鑄件機(jī)械加工余量為8㎜。3）起模斜度圖3—2起模斜度的形式表3—4起模斜度及應(yīng)用類型增加壁厚法加減壁厚法減小壁厚法應(yīng)用用于和其它零件配合的加工面用于不與其它零件配合的加工面用于和其它零件配合的非加工面該鑄件選用增加壁厚法。表3—5砂型鑄造用起模斜度測量高度∕㎜金屬模木模a∕㎜aa∕㎜a50～1001.0～1.50°45′～1°1.5～2.01°1°～30′4）工藝補(bǔ)正量查《鑄造工手冊》得，該工藝補(bǔ)正量為2.5㎜。5）分型負(fù)數(shù)查《鑄造工手冊》得，該分型負(fù)數(shù)為1.0㎜。3.4造型方法的選擇手工造型和制芯應(yīng)用面廣，適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)組織靈活，生產(chǎn)周期短；工藝裝備簡單，制造容易。因此，對單件、小批量、多品種鑄件的生產(chǎn)具有明顯優(yōu)勢。手工生產(chǎn)還是某些復(fù)雜鑄件、大型鑄件以及重型鑄件的最基本生產(chǎn)方法。與手工造型、制芯方法相比，在中小型鑄件的大批量生產(chǎn)方面，機(jī)器造型和制芯，尤其是采用自動(dòng)化生產(chǎn)方式，更能夠滿足現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)的鑄件需求。無論是鑄件質(zhì)量還是產(chǎn)品質(zhì)量，都是手工生產(chǎn)無法比擬的。因此，在可能條件下，應(yīng)盡量選用機(jī)器造型和制芯。該鑄件選用手工造型。3.5鑄型種類的選擇①濕型。一般情況下，中小型鑄鐵件應(yīng)盡量選用濕型鑄造。濕型生產(chǎn)率高，生產(chǎn)周期短；砂型無需烘干，勞動(dòng)條件好；砂型成形性好，鑄件尺寸精度高；鑄型的落砂性好，砂箱使用壽命長。因此，機(jī)械化造型以及自動(dòng)高壓造型線均采用濕型鑄造。濕型也存在某些不足之處：鑄型強(qiáng)度低，在鐵水的沖擊或烘烤作用下，容易產(chǎn)生砂眼、夾砂缺陷；砂型含有較多水分，鑄件容易嗆火，產(chǎn)生氣孔。對于厚大、形狀復(fù)雜以及技術(shù)要求高的鑄件，往往也不能采用濕型。②干型。干型是將砂型和砂芯刷上涂料后，進(jìn)入烘爐里烘干，使整個(gè)砂型和砂芯都得到干燥。干型水分少，強(qiáng)度高，透氣性好，鑄件質(zhì)量能夠得到保證。但使用干型占地面積大，工時(shí)長，消耗能源，污染環(huán)境。③表干型。指將鑄型表層烘干一定深度，是介于濕型和干型之間的一種改良鑄型。它與濕型相比，砂型表面層水分少，澆注大件就不容易產(chǎn)生氣孔、粘砂、夾砂和沖砂等缺陷。與干型相比，節(jié)約能源，縮短了生產(chǎn)周期。因此，適合于輪廓尺寸較大或地坑中生產(chǎn)的鑄件。在此選用濕型。3.6確定鑄件澆注位置確定澆注位置是鑄造工藝設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)，關(guān)系到鑄件的內(nèi)在質(zhì)量、鑄件的尺寸精度及造型工藝的難易程度。確定鑄件澆注位置在很大程度上取決于控制的凝固。實(shí)現(xiàn)順序凝固的鑄件，可消除縮孔、縮松、保證獲得致密的鑄件，確定澆注位置應(yīng)遵循“三下一上”的原則。①重要加工面應(yīng)朝下或呈直立狀態(tài)。②盡可能使鑄件大平面朝下，避免夾砂結(jié)疤類缺陷。③薄壁部位應(yīng)盡量朝下。④厚大部分應(yīng)放在上部，以利于鑄件的補(bǔ)縮。⑤盡量避免用吊砂、吊芯或懸臂芯，便于下芯、合箱及檢驗(yàn)。⑥應(yīng)使合箱位置、澆注位置和鑄件冷卻位置相一致。3.7鑄型分型面的選擇分型面的選擇在很大程度上影響著鑄件的質(zhì)量、成本和生產(chǎn)率。因此，分型面要仔細(xì)分析對比、慎重加以選擇的。分型面的選擇要根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，生產(chǎn)類型和車間生產(chǎn)條件來確定。選擇分型面應(yīng)注意如下幾項(xiàng)原則：①要保證起模方便，盡量不用或少用活塊。②應(yīng)盡量減少分型面數(shù)目。③盡量選用平直分型面。④應(yīng)盡量使鑄件整個(gè)或大部分置于同一半型內(nèi)。⑤應(yīng)盡量使砂芯數(shù)量少，芯頭穩(wěn)固可靠，下芯方便，便于合箱及檢驗(yàn)壁厚。⑥應(yīng)盡量降低鑄型總高度。⑦分型面的選擇，應(yīng)盡量減少鑄件毛刺飛邊。⑧分型面的選擇應(yīng)盡量避免鑄型合箱后再翻轉(zhuǎn)鑄型。初步對端蓋進(jìn)行分型有：方案一如圖a、方案二如圖b；圖3—3a分型面方案一圖3—3b分型面方案二對方案一進(jìn)行綜合分析如下：①鑄件位于同一半型內(nèi)，合箱對準(zhǔn)卻誤差??；②砂胎全部位于上半型內(nèi)，呈吊砂狀態(tài)；③澆注類型為頂注式，壓頭壓力小，較易充型；④凝固順序?yàn)橛上轮辽希松w重要部分先凝固；對方案二進(jìn)行綜合分析如下：①鑄件位于同一半型內(nèi)，合箱對準(zhǔn)卻誤差??；②澆注類型為底注式，壓頭壓力大，易沖型；③凝固順序?yàn)橛缮现料?，端蓋重要部分最后凝固；考慮鑄件的重要部分與缺陷產(chǎn)生條件，選擇方案一。3.8澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其選擇①澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)及其應(yīng)用澆注系統(tǒng)按內(nèi)澆道在鑄件上的注入位置，可分為頂注式、中間注入式、底注式以及階梯注入式。1）頂注式。此類澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，便于造型，節(jié)約鐵水。頂注式鑄件中所形成的溫差，符合順序凝固原則，有利于冒口補(bǔ)縮。缺點(diǎn)是鐵水對鑄型底部有沖擊，鐵水飛落激濺，易造成砂眼、鐵豆、氣孔和氧化夾渣等缺陷。頂注式澆注系統(tǒng)適宜于結(jié)構(gòu)比較簡單且高度不大的薄壁鑄件，或致密性要求較高，需用冒口補(bǔ)縮的中、小型厚壁鑄件。2）中間注入式它對于鑄件在分型面一下部分相當(dāng)于頂澆，對于上半部分則是底澆，故兼有頂澆和底澆兩方面特點(diǎn)。中間注入式澆注系統(tǒng)，適宜于壁厚均勻，高度不很大的各類中、小型鑄件。機(jī)器造型中應(yīng)用普遍。3）底注式。底注式?jīng)_型平穩(wěn)，不會(huì)沖壞型腔和產(chǎn)生鐵水激濺，型腔內(nèi)的氣體易于排除，擋渣效果較好。由于高溫鐵水從底部引入型腔，對鑄件補(bǔ)縮不利。此外，沖型速度比較慢。底注式澆注系統(tǒng)，適用于技術(shù)要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄鐵件。4）階梯注入式。這種澆注方式鐵水沖擊力小，沖型平穩(wěn)，高溫鐵水集中在型腔上部，有利于補(bǔ)縮和排氣，內(nèi)澆道分散，減輕了鑄型局部過熱程度。但是這種澆注系統(tǒng)鐵水消耗多，造型比較麻煩。階梯式澆注系統(tǒng)，適用于形狀復(fù)雜和高大的鑄件。該鑄件選用頂注式澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)按各組員截面比例，可分為封閉式、開放式、半封閉式以及封閉——開放式四種類型。表3—6澆注系統(tǒng)按各組員截面比例分類型式特點(diǎn)應(yīng)用封閉式Az﹥Ah﹥An充型迅速，呈有壓流動(dòng)狀態(tài)，有一定擋渣作用灰鑄鐵大、中、小件開放式Az﹤Ah﹤An沖型平穩(wěn)，沖刷力小，但易帶入熔渣和氣體1t以上灰鑄鐵半封閉式Ah﹥Az﹥An系統(tǒng)中呈充滿狀態(tài)，撇渣能力強(qiáng)，對鑄型沖刷力小灰鑄鐵件，表干型，薄壁球鐵件，底注式封閉—開放式Az﹥Azu﹤Ah﹤An或Az﹥Azu﹤An﹤Ah在橫澆道阻流片處封閉，靠阻流片擋渣，后段開放，充型平穩(wěn)成批或大量流水線生產(chǎn)Ab﹥Az﹤Ah﹤An在直澆道根部處封閉，靠澆口杯擋渣，后段開放，充型平穩(wěn)大量生產(chǎn)的中、小鑄件Ab﹥Az﹥Aj﹤Ah﹤An在集渣包處封閉，靠集渣包擋渣，后段開放，充型平穩(wěn)重要的中、大型鑄件該鑄件選用封閉式充型。②澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)1）鑄件的體積和質(zhì)量（1）體積V1=3.14×（57.52—46.52）×38=136502.08㎜3V2=3.14×9.52×38×3×1∕2=16152.945㎜3V3=（148.52—1382）3.14×44=415619.8㎜3V4=3.14×7×（1382—672）=319918.9㎜3V5=（38+25）×15×1∕2×4+10×20×71×3=44490㎜3V=136502.08+16152.945+415619.8+319918.9+44490=932683.7㎜3（2）質(zhì)量灰鐵的密度ρ=7.2g／㎝3m=ρv（3—2）M=7.2g／㎝3×932.68㎝3=6715.3g=6.8㎏2）澆注時(shí)間t=k3δG（3—式中：t—澆注時(shí)間（s）;G—澆入型內(nèi)的金屬液總質(zhì)量（㎏）；δ—鑄件的平均壁厚（㎜），對于圓形或正方形的鑄件，δ取其直徑或邊長的一半；k—系數(shù)。表3—8鑄鐵件k值的選擇鑄件種類或工藝要求大型復(fù)雜鑄件、高應(yīng)力及大型球墨鑄鐵件防止侵入氣孔和嗆火一般鑄件壁厚小件、球墨鑄小件防止縮孔、縮松K值0.7～1.01.0～1.31.7～2.03.0～4.0QUOTEt=k3δG=7.6s3）型內(nèi)金屬液面上升速度V=C／t（3—4）式中C—鑄件最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的距離，按澆注時(shí)的位置確定（㎜）；T—計(jì)算的澆注時(shí)間（s）。V=C／t=31.6㎜／s表3—9一般允許鐵液的最小上升速度V范圍的參考值公式鑄件平均壁厚／㎜上升速度V／（㎜／s）V=C／t式中C—鑄件高度，㎜t—澆注時(shí)間，s﹥40或大型平面水平澆注40～1010～4﹤45～1510～2020～3030～1004）阻流截面的面積（1）平均壓頭Hp的計(jì)算Hp=Ho-p22CHp—內(nèi)澆到以上的金屬液壓頭，等于內(nèi)澆道至澆口盆液面的高度（㎝）；C—澆注時(shí)鑄件高度（㎝）；P—內(nèi)澆道以上的鑄件高度（㎝）。表3—10平均壓頭Hp的計(jì)算方法澆注方法平均壓頭頂注式P=0Hp=Ho底注式P=CHp=Ho-C／2中間注入式P=C／2Hp=Ho-C／8由于本鑄件澆注選用頂注式，所以Hp=Ho=12cm2（2）阻流截面積S阻=G0.31μtHp式中：S阻—阻流截面面積（㎝2）；G—澆注重量（㎏）；μ—流量系數(shù)；t—澆注時(shí)間（s）；Hp—作用于內(nèi)澆道的金屬液靜壓頭，一般取平均壓頭（㎝）。表3—11灰鑄鐵的流量系數(shù)μ值鑄型類型鑄型阻力大中小濕型0.350.420.50干型0.410.480.60該鑄件鑄型阻力小選用濕型，μ=0.5表3—12流量系數(shù)μ的修正值影響μ值的因素μ的修正值內(nèi)澆道總截面積相同而數(shù)量增多時(shí)，阻力增大，μ值減小兩個(gè)內(nèi)澆道時(shí)四個(gè)內(nèi)澆道時(shí)-0.05-0.10該鑄件選用兩個(gè)內(nèi)澆道μ=0.5修正后μ=0.45S阻=G0.31μtHpQUOTE=2.3cm2=2\*GB3②澆道的設(shè)計(jì)表3—13灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)各組元截面比例及其應(yīng)用截面比例應(yīng)用AzAhAn21.51大型灰鑄鐵件砂型鑄造1.41.21中大型灰鑄鐵件砂型鑄造1.151.11中小型灰鑄鐵件砂型鑄造1.111.061薄壁灰鑄鐵件砂型鑄造該鑄件為小型鑄件，并且為薄壁鑄件，因此，截面比例為Az：Ah：An=1.11:1.06:1S內(nèi)=2.3cm22.3:S橫:S直=1：1.06:1.11S橫=2.4cm2S直=2.55cm2內(nèi)澆道：b=1.6cm橫澆道：b=1.7cm直澆道：π(b2=1.8cm③澆口杯的計(jì)算澆口杯的尺寸大小必須保證其容量滿足直澆道的流量要求，以發(fā)揮擋渣作用。澆口杯中的金屬液重量可以有單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入鑄型的金屬液量乘以系數(shù)計(jì)算。G杯=Gtm（3式中G杯——澆口杯中的金屬液重量（㎏）；G——澆注重量（㎏）；T——澆注時(shí)間（s）；m——與鑄件重量有關(guān)的系數(shù)。表3—14鑄件重量與系數(shù)m的關(guān)系鑄件重量（㎏）≤100101～500501～10001001～50005001～50000m3467.58G杯=Gtm四、造型材料及其制備4.1型砂的制備及性能控制①黏土型砂黏土型砂是目前砂型鑄造中應(yīng)用最多的造型、制芯的造型材料。它是由原砂、黏土、附加物和水，根據(jù)工藝要求按一定比例混制而成。砂型是指型砂在外力作用下成形并且達(dá)到一定緊實(shí)度的毛細(xì)管多孔隙體系，原砂是主要材料，約占型砂總量的82%～98%；黏土是作為粘結(jié)劑以粘結(jié)膜形式包覆砂粒起粘結(jié)砂粒的作用，使型砂具有強(qiáng)度和韌性；附加物是為了改善型砂所需要性能而加入的物質(zhì)。黏土砂型根據(jù)在合箱和澆注時(shí)的狀態(tài)不同可分為濕型、干型和表干型三種。濕型砂型是使用最經(jīng)濟(jì)、最方便的造型方法，約占所有砂型造型使用量的50%以上。該鑄型選用濕型。鑄件用砂，選用二氧化硅含量大于85%的硅砂，粒度代號(hào)為15，粘結(jié)劑選用鑄造用膨潤土，它具有較大的吸水膨脹性、膠體分散性、吸附性、離子交換性和濕態(tài)粘結(jié)性能。附加物選用煤粉，它能在高溫金屬液的作用下生成一層還原性氣體保護(hù)膜，將液態(tài)金屬與砂型隔開，同時(shí)煤粉受高溫作用后在砂型和金屬液界面生成一層亮碳膜，不僅防止機(jī)械粘砂，也能防止化學(xué)粘砂。表4—1鑄鐵件濕型黏土砂配比及性能配比（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%性能新砂舊砂膨潤土煤粉含水量／%濕強(qiáng)度／MPa緊實(shí)率／%透氣性5～1090～950.5～1.00.83～40.08～0.1240～45100～150濕型砂的制備：黏土濕型砂的加料順序?yàn)榛赜玫纳?、新砂、黏土、煤粉、水?；焐皶r(shí)間由混砂機(jī)形式和型砂中黏土含量決定，粘土含量越高，混砂時(shí)間越長。碾輪式混砂機(jī)的混砂時(shí)間為，單一砂3～5min。②型砂混合混合是用混砂機(jī)將砂、粘結(jié)劑和附加物混制成型砂的過程。常用的混砂機(jī)有碾輪式、碾輪轉(zhuǎn)子式、擺輪式等幾種。在此，選用碾輪是混砂機(jī)。碾輪式混砂機(jī)是靠刮板和碾輪實(shí)現(xiàn)攪拌，碾壓和挫研作用的間歇式混砂機(jī)。它的混合質(zhì)量好，特別適用于混制含黏土量較多的面砂。它主要由主軸、刮板、碾輪、卸料門、防護(hù)罩和氣動(dòng)拉桿組成。圖4—1碾輪式混砂機(jī)1—主軸；2,4—刮板；3,5—碾輪；6—卸料門；7—防護(hù)罩；8—?dú)鈩?dòng)拉桿4.2涂料型腔（芯）表面的涂覆材料稱為涂料，呈液態(tài)、膏狀或粉狀。通常在砂型(芯)表面涂覆一層涂料以提高鑄型（芯）的耐火度、化學(xué)穩(wěn)定性、抗金屬?zèng)_刷性和表面強(qiáng)度，并使型（芯）表面光潔，已獲得優(yōu)質(zhì)光潔的鑄件。涂料是防止粘砂、夾砂、砂眼等表面缺陷，以及可以減少落砂清理工作量，降低鑄件成本的有效技術(shù)措施，它已成為鑄造生產(chǎn)中不可缺少的造型材料之一。=1\*GB3①涂料的作用。鑄型涂料的作用有以下幾方面。1）防止鑄件粘砂。2）降低鑄件表面粗糙度。3）提高型（芯）表面強(qiáng)度。4）此外涂料還有屏蔽隔離作用，在涂料中加入某些特殊合金成分可以實(shí)現(xiàn)鑄件表面合金化和晶粒細(xì)化；涂料中加入某些保溫材料可制成保溫性能良好的絕熱涂料，實(shí)現(xiàn)對鑄件局部溫度場的調(diào)節(jié)和對凝固順序的控制；涂料中加入激冷材料，對鑄造熱節(jié)有較強(qiáng)的激冷作用，有時(shí)可代替冷鐵。②涂料的分類。按照涂料的載體不同分為水基涂料和有機(jī)溶劑涂料。依使用方法分為刷、浸、噴、淋等。=3\*GB3③涂料的組成物1)耐火材料。是涂料的骨干材料，是涂料抗粘砂性的決定因素。鑄鐵用涂料主要用石墨粉。2)黏結(jié)劑。常用的黏結(jié)劑大致分為無機(jī)和有機(jī)兩類。按涂料與水親和能力又可分為親水型和憎水性。3)懸浮劑。常用鈉基膨潤土作為水基涂料的懸浮劑，有機(jī)膨潤土作為有機(jī)溶劑是較為理想的懸浮劑。4)載體。又稱載液或溶劑，或稱稀釋劑。其主要作用是使耐火材料分散，形成便于涂覆的漿狀涂料，最常用的是以水為載體的水基涂料，和用乙醇為載體點(diǎn)火干燥有機(jī)溶劑涂料。5)添加劑。為了改善涂料的某些性能而添加的少量附加物。4—2鑄鐵用醇基涂料配方（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）土狀石墨粉鯪片狀石墨粉懸浮穩(wěn)定劑甲醇酒精丙酮膨潤土PVB①15～4010～300～31～215～2010～305～10注：=1\*GB3①PVB即聚乙烯醇縮丁醛。④涂料的配置工藝。1）漿狀涂料的制備。先在所有水溶劑材料中加入適量水，在攪拌機(jī)中攪拌使其完全溶解。加入耐火材料以及其他粉狀材料，進(jìn)行充分的攪拌分散，研磨，最后邊加水邊攪拌，并調(diào)整涂料的密度和黏度。2）膏狀涂料的制備。先將所有干性原材料在混砂機(jī)中混碾和碾壓30分鐘，達(dá)到充分的均勻后，然后加入液態(tài)材料和少量水進(jìn)行較長時(shí)間碾壓，制成均勻的涂料膏，使用前將涂料膏放入攪拌機(jī)中加水?dāng)嚢杈鶆颍_(dá)到所要求的密度和黏度即可使用。這種涂料成分均勻，性能較好。選用漿狀涂料。⑤涂料的涂覆方法。涂料的應(yīng)用范圍很廣，無論是干型、表面干型還是金屬型或濕型鑄造都使用涂料。涂料的涂覆方法有刷、浸、噴和流涂等。生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)工藝，批量，型（芯）大小和結(jié)構(gòu)等因素合理選擇涂覆方法。1）刷涂法。是最簡單、最靈活、最常用的涂覆方法。應(yīng)注意的是：涂料要涂刷均勻，厚薄適當(dāng)，鏝刀單方向地將涂膏壓緊壓實(shí)，再刷一層稀涂料。該方法生產(chǎn)效率低，涂層質(zhì)量也不易穩(wěn)定。2）浸涂法。生產(chǎn)效率高，容易獲得光潔、均勻的涂層，適用于機(jī)械化作業(yè)的砂芯上涂料，浸涂的流變性，滲透性和懸浮性都有很高要求。3）流涂法。流涂法的生產(chǎn)效率高，涂后無刷痕，表面光潔，涂料浪費(fèi)少，對環(huán)境污染小，操作容易。缺點(diǎn)是涂層厚度不易控制，對涂料性能要求嚴(yán)格。4）噴涂法。生產(chǎn)效率高，適用于機(jī)械化流水線生產(chǎn)，用于大面積型芯，容易獲得光潔、無痕跡、厚度均勻的涂層。不足之處是在型芯的凹處形成氣墊影響噴涂效果，另外部分霧氣的涂料進(jìn)入作業(yè)現(xiàn)場，既耗費(fèi)涂料又加重環(huán)境污染。在此選用噴涂法。4.3手工造型的方法①手工造型概況。手工造型是用手工完成緊砂、起模、修型及合箱等主要操作的造型過程。手工造型操作靈活，模樣等工藝裝備簡單，無論鑄件尺寸大小，復(fù)雜程度及合金的種類如何，均能適應(yīng)。但手工造型要求工人有較高的技術(shù)水平，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，鑄件質(zhì)量在很大程度上取決于工人的技術(shù)水平和熟練程度，不易穩(wěn)定。因此手工造型主要應(yīng)用在單件小批量生產(chǎn)中。②方法選擇。手工造型的方法很多，在此選用吊砂造型，上箱型腔內(nèi)懸著的砂胎，稱為吊砂。吊砂通常用來形成頂部（指在砂型中）具有凹下部分的鑄件。吊砂處于懸吊狀態(tài)，所以在吊砂的深度較大時(shí)就要進(jìn)行加強(qiáng)。根據(jù)吊砂使用情況和應(yīng)用場合不同，可用木材、砂鉤、釘子、骨架及具有特殊箱帶的砂箱等來加強(qiáng)。五、鑄造工藝裝備設(shè)計(jì)5.1模樣的類型及其結(jié)構(gòu)①模樣的類型根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、造型方法和生產(chǎn)批量不同，可選用不同的材料制作模樣。按照制作模樣的材料主要分為木模、金屬模和塑料模三類。1）木模。用木材制成的模樣稱為木模，是生產(chǎn)中應(yīng)用較多的一種模樣。它具有質(zhì)輕、易加工、生產(chǎn)周期短、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但強(qiáng)度和硬度低，容易變形和損壞，一般用于單件小批量生產(chǎn)中。制造模樣的木材要求紋理平直、纖維堅(jiān)韌、硬度適中、質(zhì)地細(xì)密、吸濕性低、縮脹性小、無木節(jié)裂紋等缺陷。木模按結(jié)構(gòu)形式分為實(shí)體模樣、空心框架模樣、刮板模樣等三種類型。小型鑄件的模樣，特別是高壓造型使用的模樣采用實(shí)體結(jié)構(gòu)。大、中型木模一般采用多塊木料品接組合的中空框架模樣。對較大的木模，中心可做成鋼骨架結(jié)構(gòu)。單件或小批量生產(chǎn)的回轉(zhuǎn)體或形體簡單的鑄件，為節(jié)省制模材料和加工工時(shí)，常用刮板模進(jìn)行造型。2）金屬模。金屬模是用鋁合金、鑄鐵、鑄鋼、銅合金等金屬制成的模樣，它具有強(qiáng)度高、尺寸精確、表面光潔、耐磨耐用等優(yōu)點(diǎn)。但制模的生產(chǎn)周期長、成本高、多用于成批大量生產(chǎn)。金屬模樣較小時(shí)，可做成實(shí)體結(jié)構(gòu)，中大型模樣一般都做成空心結(jié)構(gòu)。3）塑料模。塑料模是以環(huán)氧樹脂為主要材料制成的模樣。它具有表面光潔、起模性能好、不易變形、質(zhì)輕、耐磨、耐腐蝕、制造工藝簡單、生產(chǎn)周期短等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是使用中不能加熱，在制造時(shí)揮發(fā)出有害氣體。多用于成批生產(chǎn)的小件，特別是形狀復(fù)雜和機(jī)械加工困難的模樣。該鑄件選用木模。=2\*GB3②模樣的結(jié)構(gòu)1）模樣本體。模樣本體是指與形成鑄件外輪廓相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)部分。模樣本體的形狀和尺寸除了要考慮產(chǎn)品零件的形狀和尺寸以外，還要考慮零件的鑄造工藝尺寸，包括零件材料的鑄造收縮率、機(jī)械加工余量、起模斜度、工藝補(bǔ)正量等各種工藝參數(shù)。模樣尺寸的計(jì)算公式：Am=(Aj±Ay)(1+K)（5—1）式中Am—模樣的尺寸；Aj—零件尺寸；Ay—零件的鑄造工藝尺寸；K—鑄造收縮率；（+）—號(hào)用于模樣的軸類尺寸；（—）—號(hào)用于模樣孔類尺寸。2）分模樣。3）芯頭。4）定位與連接結(jié)構(gòu)。5）起出結(jié)構(gòu)。6）其它鑄造工藝結(jié)構(gòu)。③模底板本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模底板，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括下列內(nèi)容：模底板材料、平面尺寸、高度、定位銷孔中心距，壁厚和加強(qiáng)肋，與砂箱的定位，手把以及吊軸，模底板在造型機(jī)上的安裝等。成批大量生產(chǎn)小件時(shí)模底板常用鋁合金，中大件平面模底板常用鑄鐵、球鐵，也可用鑄鋼。單件小批用的模底板也有用木材的。該鑄件為單件小批量，所以采用木材。圖5—1常用模底板結(jié)構(gòu)1—導(dǎo)向銷；2—底板；3—固定砂箱用楔形塊；4—固定于造型機(jī)上用的緊固耳；5—定位銷耳；6—吊軸；7—定位銷表5—1模板與砂箱的定位方式及應(yīng)用圖5—2定位銷結(jié)構(gòu)圖5—4吊軸結(jié)構(gòu)圖5—3模底板上定位銷耳的結(jié)構(gòu)圖5—5模樣在模底板上的定位及緊固5.2砂箱的選用及設(shè)計(jì)①砂箱的使用要求砂箱的結(jié)構(gòu)和尺寸對于鑄件質(zhì)量、生產(chǎn)效率、勞動(dòng)強(qiáng)度有很大影響，砂箱的基本工藝要求包括：1）砂箱內(nèi)壁和模樣之間留有足夠的吃砂量，箱帶不妨礙澆冒口的收縮，箱壁設(shè)有排氣孔，利于鑄型的烘干和澆注中排氣。2）砂箱的箱壁、吊軸、吊環(huán)等結(jié)構(gòu)要有足夠的強(qiáng)度和剛度，確保安全生產(chǎn)，經(jīng)久耐用，又要結(jié)構(gòu)簡單、輕便和容易制造。3）砂箱的定位裝置要準(zhǔn)確、使用方便。緊固裝置要安全可靠。4）箱壁和箱帶結(jié)構(gòu)既要有利于附著型砂，又要便于落砂和脫出鑄件。5）砂箱的規(guī)格盡可能標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，以減少砂箱數(shù)目，降低鑄件成本，便于使用和管理。②砂箱的選用選用砂箱的總體原則是：砂箱大小和高度合適，重量輕，強(qiáng)度高，箱壁能很好的粘附型砂，易裝配合型并保證定位準(zhǔn)確，緊固方便可靠。1）砂箱尺寸的確定砂箱尺寸一般用分型面處砂箱內(nèi)框的長度A、寬度B及高度H來表示，即A×B×H（㎜）表示（圓形砂箱用內(nèi)框直徑D表示）。確定砂箱尺寸的主要依據(jù)是鑄造工藝圖、模樣、澆冒口及冷鐵的布置，再加上合理的吃砂量。表5—2鑄型各處吃砂量參考值該鑄件砂箱的尺寸為430㎜×430㎜×120㎜。2）砂箱及其附件的材料砂箱各部分材料使用情況見下表表5—3砂箱及其附件的材料名稱選用材料熱處理要求砂箱本體HT200進(jìn)行自然時(shí)效或退火處理定位銷45鋼20、15鋼滲碳，深度不小于0.8㎜，45鋼應(yīng)淬火，硬度45～50HRC定位襯套45鋼緊固箱卡螺栓手柄吊軸45鋼—3）砂箱的定位箱耳4）合型銷圖5—6銷及銷套定位5）銷套6）鎖緊裝置7）搬運(yùn)和翻箱裝置圖5—7插銷結(jié)構(gòu)圖5—8定位套結(jié)構(gòu)圖5—9定向套結(jié)六、合金熔煉及其澆注6.1熔煉工藝順序及備料①熔煉工藝順序：備料→配料→裝料→熔煉→檢查爐料成分→調(diào)成分測溫度→出鐵→靜置→澆注；生產(chǎn)原料選用:生鐵、回爐料、廢鋼、硅鐵、錳鐵該鑄件的生產(chǎn)選用沖天爐。沖天爐具有結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、可連續(xù)生產(chǎn)、熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，也有鐵液化學(xué)成分和溫度波動(dòng)較大，污染環(huán)境，勞動(dòng)條件差得缺點(diǎn)。沖天爐的操作要點(diǎn)：1）爐料準(zhǔn)備，2）修爐、修包及其烘烤，3）點(diǎn)火及裝料，4）熔化及控制，5）停風(fēng)及打爐。②配料計(jì)算灰鑄鐵化學(xué)成分表6—1灰鑄鐵化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）牌號(hào)鑄件壁厚∕㎜CSiMnP≦S≦HT150﹤0.40.152)計(jì)算過程表6—2數(shù)據(jù)匯總表化學(xué)成分CSiMnPS鐵液3.62.40.6﹤0.2﹤0.12爐料生鐵0.20.05回爐鐵0.20.10廢鋼50.050.05硅鐵/45///錳鐵//60//爐內(nèi)元素增減量+15-10-150+50表6—3灰鑄鐵金屬爐料配比參照表（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）牌號(hào)HT100HT150HT200廢鋼0～100～1515～25回爐料60～4065～4055～35新生鐵40～5035～4530～40配料計(jì)算：(1)計(jì)算金屬爐料中各元素應(yīng)有的平均含量W(C爐料)=W(C鐵液)／（1+15%）=3.6%／1.15=3.1%W（Si爐料）=W（Si鐵液）／（1+10%）=2.4%／0.9=2.7%W（Mn爐料）=W（Mn鐵液）／（1-15%）=0.6%／0.85=0.7%W（S爐料）﹤W（S鐵液）∕（1+50%）=0.12%∕1.5=0.08%W（P爐料）﹤0.4%(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%3.8X+0.2Y+3.3×45%=3.1%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的硅量為2.5%×42%+1.7%×45%+0.15%×13%=1.835%金屬爐料中應(yīng)有的含硅量為2.7%尚缺硅2.7%—1.835%=0.865%應(yīng)補(bǔ)加的硅鐵量為0.865%÷45%=1.9%(5)核算錳量，計(jì)算錳鐵加入量三種爐料中已帶來的錳量為0.8%×42%+0.6%×45%+0.45%×13%=0.665%金屬爐料中應(yīng)有的含錳量為尚缺錳0.7%—0.665%=0.035%應(yīng)補(bǔ)加的錳鐵量為0.035%÷60%=0.058%(6)校驗(yàn)磷、硫含量三種爐料帶來的磷量為0.2%×42%+0.2%×45%+0.05%×13%=0.181%﹤0.2%三種爐料帶來的硫量為0.05%×42%+0.1%×45%+0.05%×13%=0.073%﹤0.12%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)，%）4245131.90.058批料重∕㎏8490263.80.1116注：配料單中批料重量以200㎏計(jì)算。6.2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(dòng)性越差，容易產(chǎn)生冷隔和澆不足等，但溫度過高，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)來看，高牌號(hào)灰鑄鐵件宜采用較高的澆注溫度?；诣T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的各種缺陷。常見鑄鐵件的澆注溫度見表5—5。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1130～12001340～14001320～13801280～1360②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(bǔ)縮。但澆注速度過低，型砂因過熱時(shí)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(shí)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(yàn)來確定澆注時(shí)間，而重要鑄件需經(jīng)過計(jì)算來確定澆注時(shí)間，一般灰口鑄鐵的澆注時(shí)間見表5—6。表6—6澆注時(shí)間鑄件質(zhì)量∕㎏5～1010～5050～100100～250250～500澆筑時(shí)間∕s3～44～99～1212～2020～28=2\*GB3②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。6.3落砂與清理=1\*GB3①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；過晚落砂，將延長生產(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)，方可開箱落砂。中小型鑄件的冷卻時(shí)間見下表。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﹤820～305～10﹤1225～4010～30﹤1830～6030～50﹤2550～100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