铸铁金属型铸造
- 《铸铁金属型铸造》是1993年同济大学出版社出版的图书。
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作品目录
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译者的话
1. 铸铁金属型铸造的变迁与现状
〔中村幸吉〕
1.1古代
1.2中世纪
1.3近代至现代
1.4现状
1.5目前的课题
参考文献
2. 急冷条件下的铸铁凝固 〔�本平〕
2.1金属型铸造铸件的冷却
2.2初生奥氏体枝晶的结晶与组织
2.3影响共晶石墨形成的因素
2.4影响石墨形态的因素
2.5金属型铸造的铸铁组织
参考文献
3.金属型铸造灰铸铁的组织与性能
〔上田�完 近藤靖彦〕
3.1冷却速度及组织
3.2化学成分与组织
3.2.1碳和硅
3.2.2锰和硫
3.2.3磷
3.2.4微量元素的影响
3.2.5气体的影响
3.3孕育对防止白口的作用
3.4D型石墨一一初生奥氏体枝晶的生成条件
3.4.1关于初生奥氏体树枝晶的析出
3.4.2初生奥氏体枝晶和冷却速度
3.4.3急冷时的石墨组织
3.4.4金属型铸造铸铁强度高的原因
3.5热处理
3.6机械性能
3.6.1抗拉强度
3.6.2硬度
3.6.3抗弯强度
3.6.4冲击韧性
3.6.5其它机械性能
参考文献
4. 金属型铸造球墨铸铁的组织和性能
〔川野� 盐田俊雄 藤田健治〕
4.1冷却速度与组织
4.1.1球墨铸铁凝固过程的特点
4.1.2金属型球墨铸铁的基体组织
4.1.3金属型球墨铸铁的显微组织
4.1.4伴随急冷出现的各种现象
4.2化学成分和微量杂质元素与组织的关系
4.2.1金属型球墨铸铁的C、Si含量
4.2.2其它化学成分（除碳、硅以外）与石墨和
基体组织的关系
4.3石墨球化及孕育
4.3.1石墨球化理论
4.3.2石墨球化剂及球化处理
4.3.3孕育剂和孕育处理
4.4金属型球墨铸铁的热处理
4.4.1渗碳体的石墨化
4.4.2回火后的石墨形状
4.4.3石墨化退火的几个实例
4.4.4自行退火
4.4.5共晶状石墨的退火使石墨粒状化
4.5金属型球墨铸铁的机械性能
4.5.1铸态金属型球墨铸铁的机械性能
4.5.2退火金属型球墨铸铁的机械性能
参考文献
5. 金属型铸造要点
5.1金属型材料与金属型的破坏 [安江和夫]
5.1.1金属型材料选择的基本出发点
5.1.2金属型使用中的热状态
5.1.3金属型的损坏现象
5.1.4铸铁和钢的热学性质
5.1.5化学成分对铸铁金属型耐久性的影响
5.1.6各种耐热铸件
5.1.7金属型的表面处理
5.2涂料的种类和性质 [矶谷三男]
5.2.1铸型涂料层的构造
5.2.2涂料的导热率
5.2.3涂料层的气孔率和热阻
5.2.4铸造时的涂料表面温度
5.3铸件与金属型之间的传热现象
5.3.1金属型铸造传热现象的特点
5.3.2铸件与金属型之间热迁移的计算法
5.3.3影响铸件冷却和凝固时间的因素
5.4金属型铸造工艺设计
5.4.1工艺设计的基本参数
5.4.2浇注系统的设计
5.4.3排气孔
5.4.4冒口
参考文献
6. 金属型铸造的条件
6.1作业条件的有关问题及其选择
6.1.1作业条件对铸件性质的影响
6.1.2铸态热处理
6.2铸造机的结构
6.2.1铸造机的种类和结构
6.3金属型制造方法
6.3.1金属型的设计
6.3.2金属型的制作
6.3.3金属型的热处理
6.3.4金属型的检验和保养
6.4金属型结构与耐久性
6.4.1金属型的构成
6.4.2金属型的结构
6.4.3制作金属型要注意的几个问题
6.5上涂料与涂料的耐久性
6.5.1影响涂料耐久性的因素
6.5.2喷涂耐火材料
6.6尺寸精度
6.6.1影响铸件尺寸精度的因素
6.6.2金属型对铸件尺寸精度的影响
6.6.3熔液成分对铸件尺寸精度的影响
6.6.4退火对铸件尺寸精度的影响
6.6.5浇注温度对铸件尺寸精度的影响
6.6.6实际使用例子
6.7标准试样
6.7.1统一试验设定的条件
6.7.2所使用的金属型形状
6.7.3统一试验结果
6.7.4采样用标准金属型和采样标准
6.7.5标准金属型的使用结果
参考文献
7. 铸造缺陷及防止措施
7.1缺陷的分类
7.2铸造缺陷及解决办法
7.2.1外观不良（A项）
7.2.2尺寸不合要求（B项）
7.2.3内部缺陷（C项）
7.2.4材质缺陷（D项）
参考文献
8. 金属型铸造实例
8.1可能用金属型铸造的制品及其特性
8.1.1金属型铸造的特征
8.1.2应用制品的形状与大小
8.1.3金属型铸造铸铁的特性
8.1.4应用范围
8.1.5对金属型铸造应持积极的态度
8.2机械零件
8.2.1机械零件（例一）
8.2.2机械零件（例二）
8.3人孔铸件
8.3.1人孔铸件（例一）
8.3.2人孔铸件（例二）
8.4异型管
8.4.1设备
8.4.2试制品
8.4.3铸造缺陷
8.5轴承座
8.5.1历史变迁
8.5.2设备
8.5.3实施情况
8.6球铁螺栓
8.6.1历史变迁
8.6.2铸造方法和铸件的性能
8.7铸铁的金属型压力铸造
8.7.1历史变迁
8.7.2设备
8.7.3实施情况
8.7.4压铸件的特点
参考文献
9. 金属型铸造在未来的地位
9.1社会结构的变化
9.2社会的需要和技术
9.3金属型铸造法的实施效果
9.3.1改善工厂内的环境
9.3.2节约工厂电耗
9.3.3减少工厂废弃物品
9.3.4经济性好，节省人力
9.3.5提高铸件性能
9.4存在的问题和解决办法
9.5金属型铸造铸件的优越性
9.6日本金属型铸造的技术水平
9.7金属型铸造将来的面貌
附录 日本铸铁牌号
品牌：久七牌，总固含量≥50（％），功能：线路板三防漆，用途范围：三防，价格是65元，金属型铸造涂料主要由水作为载体，高温粘合剂和耐火材料等配置而成。绝热性能的涂料含有绝热矿物混合材料，如滑石粉云母，...
1、RAPISCAN METOR麦特 同样是美国品牌，源于芬兰迈特，后由美国麦特公司收购，RAPISCAN METOR品牌在行业上是鼎鼎有名，在中...
1、RAPISCAN METOR麦特 同样是美国品牌，源于芬兰迈特，后由美国麦特公司收购，RAPISCAN METOR品牌在行业上是鼎鼎有名，在中国大陆各法院等政府机关应用广泛，受到好评。 2、 ...
铸铁件金属型铸造技术
铸铁件金属型铸造技术
铸铁件金属型铸造技术 1．概述——历史与现状 用金属型生产铁基合金铸件始于中国。 考古发现我国铸铁件用铁型 （古称“范”） 生产始于战国（距今 2200～2300 年），用铜范 铸造铁器最早为汉代（距今 1800 年），到清代（距今 200～300 年）铁范铸铁技术不断完善，用铁范铸造铁炮。 龚 振麟著《铸炮铁模图说》是世界发现最早的系统论述金属型铸造铸铁件的专著。 美国 Eaton 公司最早获铁基合金金属型（Ferrous Permanent mold-FPM）工艺专 利已是 1932年。近几十年全世界 FPM不断发展。欧洲 FPM铸件占 6％～8％，有 报道苏联 1980年 FPM铸件占铸铁件 9.7％，欧、美、日等 FPM件主要用于汽车、 机床、空气压缩机和液压件等；近年中国由日本引进空调压缩机铸件 FPM生产线； 印度、加拿大、巴西、马来西亚等国也都引进过 FPM生产线。1994
铝合金的金属型铸造方法
铝合金的金属型铸造方法
日本特开2004-261842本专利提供一种不用硅砂等作芯子的铝合金金属型铸造方法,而是采用硝酸盐或亚硝酸盐或其混合物,因为硝酸盐的熔点为380℃,对金属的腐蚀小,又易溶于温水,用它作金属型的芯子,防止了一般砂
根据金属型铸造工艺的一些特点，为了保证铸件质量，简化金属型结构，充分发挥它的技术经济效益，首先必须对铸件的结构进行分析，并制订合理的铸件工艺。
金属型铸造结构工艺性的好坏，是保证铸件质量，发挥金属型铸造优点的先决条件。合理的铸造构应遵循下列原则:
1)铸造结构不应阻碍出型，妨碍收缩;2)厚差不能太大，以免造成各部分温差悬殊，从而引起铸件缩裂和缩松;3)限制金属型铸件的最小壁厚。
另外，对铸件非加工面的精度和光洁度应要求适当。
铸件的浇注位置直接关系到型芯和分型面的数量、液体金属的导入位置，冒口的补缩效果，排气的通畅程度以及金属型的复杂程度等。选择浇注位置的原则如下:
1.保证金属液在充型时流功平稳，排气方便，避免液流卷气和金属被氧化;
2. 有利于顺序凝固，补缩良好，以保证获得组织致密的铸件;
3.型芯数目应尽量减少，安放方便、稳定、而且易于出型;
4.有利于金属型结构简化，铸件出型方便等。
分型面形式一般有垂直、水平和综合分类(垂直、水平混合分型或曲面分型)三种。选择分型面的原则如下:
1.为简化金属型结构，提高稿件精度，对形状教简单的铸件最好都布置在半型内，或大部分布置在半型内;
2.分型面数目应尽量少，保证铸件外形美观，铸件出型和下芯方便;
3.选择的分型面应保证设置浇冒口方便，金属充型时流动平稳，有利于型腔里的气体排出;
4.分型面不得选在加工基准面上;
5，尽量避免曲面分型，减少拆卸件及活决数量。
根据金属型铸造的某些特点，在设计浇注系统时须注意以下几点:金属浇注速度大，超过砂型的约20%。其次，在液体金属充型时，型腔里的气体要能顺利排除，其流向应尽可能与液流方向一致，顺利的将气体挤向冒口或出气冒口;此外，应注意使液体金属在充型时流动平稳，不产生涡流，不冲击型壁或型芯，更不可产生飞溅。
金属型的浇注系统一般分为顶注式底注式和侧注式三类。
1)顶注式，其热分布较合理，有利于顺序凝固，可减少金属液的消耗，但金属液流动不平稳，易进法，铸件高时，易冲击型胶底部或型芯。若用于浇注铝合金件，一般只适用于铸件高度小于100毫米的简单件;
2)底注式，金属液流动较平稳，有利于排气，但温度分布不合理，不利于铸件顺利凝固;
3)侧注式，兼有上述两者的优点，金属液流动平稳，便于集渣，排气等，但金属液消耗大，浇口清理工作量大。
金属型浇注系统的结构与砂型铸造基本相似，但由于金属型壁不透气，导热能力强，因此要求浇注系统结构，能有利于降低金属液流速，流动平稳，减少其对型壁的冲刷。除应保证型腔内气体有充裕的时间排除外，还保证在充型过程中不得产生喷溅。
当用金属型浇注黑色金属时，由于铸件冷速大，液流的粘度急剧增加，因此多采用封闭式浇口，其各部分截面积比例为:F内:F横:F直=1:1.15:1.25
金属型铸造的冒口和砂型铸造时具有同等的作用:即为补缩、集渣和排气。它的设计原则也与砂型用冒口相同。由于金属型冷却速度大，而冒口又常采用保温涂料或砂层，因此金属型的冒口尺寸可比砂型的冒口小。
金属型铸造与砂型铸造比较:在技术上与经济上有许多优点。
(1)金属型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。同样合金，其抗拉强度平均可提高约25%，屈服强度平均提高约20%，其抗蚀性能和硬度亦显著提高;
(2)铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定;
(3)铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约15~30%;
(4)不用砂或者少用砂，一般可节约造型材料80~100%;
此外，金属型铸造的生产效率高;使铸件产生缺陷的原因减少;工序简单，易实现机械化和自动化。金属型铸造虽有很多优点，但也有不足之处。如:
(1) 金属型制造成本高;
(2) 金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件浇不足、开裂或铸铁件白口等缺陷;
(3) 金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。
因此，在决定采用金属型铸造时，必须综合考虑下列各因素:铸件形状和重量大小必须合适;要有足够的批量;完成生产任务的期限许可。
为了提高铸铁的抗磨性，防止在铸铁中出现石墨组织，向铸铁中添加一定数量的碳化物形成元素铬从而形成了低铬铸铁。低铬铸铁的含铬量通常在(质量分数)2%～5%范围内，为避免出现石墨，硅量应作限制。此外，为了调整低铬铸铁的组织，进一步提高抗磨性，也可向低铬铸铁中添加一定数量的Mo、Cu、Ni等合金元素。
由于铬及其它合金元素的添加量较少，因此低铬铸铁的组织与普通白口铸铁差别不大，图2为含铬量(质量分数)为2%的Fe-C-Cr平衡相图，可见铬的加入并未在相图中增加新的组成相，只是一些特征点的位置相对于不含铬的Fe-C相图发生了一些改变。
与普通白口铸铁相比，低铬白口铸铁的碳化物为含有少量铬的合金渗碳体(Fe、Cr)3C，维氏硬度也由840～1100HV增加到1000～1230HV。碳化物形貌也略有所改善，而基体组织则根据热处理状态的不同而不同，可以是珠光体、索氏体、马氏体或它们的混合组织，同时可能伴随有少量的奥氏体。随低铬铸铁中含碳量提高，组织中碳化物数量增加，铸铁的硬度略有增加。低铬铸铁的铸态组织通常为共晶碳化物 珠光体。
低铬铸铁的化学成分根据零件使用的工况条件，可作相应的调整。随含碳量增加，低铬铸铁的碳化物数量增加(而且呈网状形态存在于基体中)，硬度提高，韧性降低，冲击较大的使用工况(如直径较大的球磨机等用低铬铸铁铸球)易产生破碎现象，其含碳量应适当降低，图3是低铬铸铁的碳含量与硬度和相对耐磨性的关系。此外，随铬含量的增加，碳化物的形态和分布有所改善，使冲击韧性、硬度以及疲劳抗力和冲击磨损抗磨性有所增加，图4为铬对低铬铸铁性能的影响。
由于组织中大量碳化物的存在，低铬铸铁的韧性与普通白口铸铁相当，但抗磨料磨损的抗磨性比之有较大的提高。因此，低铬铸铁主要应用于球磨机磨球。
低铬铸铁一般采用铸态去应力处理，其基体组织为珠光体，即将铸态铸件在中、低温度保温适当时间以减少应力。为进一步提高低铬铸铁的硬度，亦可进行高温保温一定时间后空冷并低温回火的方式，获得一定数量的马氏体基体组织，此时为提高淬透性可添加一定数量的Mo、Cu或Ni等元素。
低铬铸铁既可用冲天炉熔炼，亦可用电炉熔炼，还可用冲天炉与电炉双联熔炼。但用冲天炉熔炼时应注意控制铁液的含碳量。通常低铬铸铁铁液在炉前采用稀土硅铁进行孕育处理以提高综合性能。稀土元素有改善碳化物形态、细化晶粒、脱氧、脱硫和净化铁液的作用。低铬铸铁在炉前加入质量分数1%左右的稀土硅铁合金，将对改善低铬铸铁的冲击韧性和抗磨性有一定的作用。
低铬铸铁的铸造性能基本与普通白口铁相当，铸造收缩率在1.6%～1.8%之间。
金属型铸造工艺设计