表2.1-15抗磨白口鑄鐵牌號及化學(xué)成分(摘自GB/T8263-1999)

表2.1-16抗磨白口鑄鐵力學(xué)性能及應(yīng)用舉例(摘自GB/T8263-1999)

注：

1.牌號中的"DT"和" GT"，分別為“低碳”和“高碳”的拼音字母的首位字母，表示含碳全的高低。

2.鑄鐵的熱處理規(guī)范和金相組織，參見GB/T8263-1999。

3.鑄件在清理鑄件或處理鑄件缺陷過程中，不能采用火焰切割、電弧切割、電焊切割和補(bǔ)焊。

在各種鑄造工藝中，熔模鑄造工藝過程較復(fù)雜，且不易控制，使用和消耗的材料較貴，所以一般采用此法生產(chǎn)形狀復(fù)雜、精度要求高、或很難進(jìn)行其它加工的鑄件，如渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片等。

    熔模鑄造的工序大概包括壓蠟、修蠟、組樹、沾漿、熔蠟、澆鑄金屬液及后處理等。其中澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝是非常重要的因素，它直接影響著鑄件的質(zhì)量和成品率。下面為大家介紹一下熔模鑄造中如何提升球墨鑄鐵件的質(zhì)量。
?
1、熔模鑄造球墨鑄鐵件的生產(chǎn)特點(diǎn)
?
對原鐵液的要求：C高，Si、Mn、P、S低
鐵水少，球化處理困難，溫度下降快
透氣性差，排氣困難
鑄件小，質(zhì)量要求高
?
2、針對以上特點(diǎn)和存在的問題，采取相應(yīng)的措施
?
對原輔材料的選擇：
采購一級一類的低硅、磷、硫球墨鑄鐵用生鐵例如：Q10-1，Q12-1，Q14-1
由于采用中頻爐熔煉，又是生產(chǎn)鐵素體球鐵，因此選用FeSiMg8RE3作為球化劑，因?yàn)榍蚧幚龛F液少，故粒度為8-10mm
孕育劑選用BaSiFe粒度為0.5-3.0mm
除渣劑選用細(xì)小粒度的鐵水聚渣劑
       提高鐵水球化處理溫度，加大球化劑的用量;球化質(zhì)量。通過長期實(shí)踐，鐵液球化處理溫度為1500℃-1600℃，由于球化時(shí)溫度高，鎂蒸汽散失嚴(yán)重，鎂吸收率不足40%，因此稀土鎂硅鐵的加入量也相對增加。我們了加入量1.6%、1.8%、2.0%三種方案，經(jīng)跟蹤鎂元素的殘留量的結(jié)果與金相分析，最終選擇了加入量為1.8-2%最為穩(wěn)定。

       由于鑄件要求高，廢品率一直較高;而廢品率主要表現(xiàn)為夾渣與氣孔。

       根據(jù)廢品率報(bào)廢原因分析，建議采用與鑄鋼件同樣的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)并增設(shè)了排氣系統(tǒng)與加大組樹的措施，使工藝出品率和工藝成品率逐漸提高。
    ?
3、生產(chǎn)工藝過程簡述
?
       由于篇幅有限，這里著重口爾薩在此重點(diǎn)介紹熔煉、澆注工藝。
       化學(xué)成分的選擇：
C3.5-3.9%
Si2.4-2.9%
Mn<0.5%
P≤0.08%
S≤0.02%
Mg0.04-0.06%
RE0.02-0.04%
         爐料配制：
廢鋼5%
QT400-15回爐料25%
Q12-1生鐵70%
球化劑1.8-2%
孕育劑1.5-2%
人造冰晶石粉0.1%左右
        球化處理工藝：
        當(dāng)爐料全熔后，升溫過熱，靜置除渣后;在烤紅的澆包內(nèi)，先在一邊放入1.8%的球化劑，再加入1.2%孕育劑，后蓋上球鐵鐵屑，搗實(shí);最上面壓球鐵板。在澆包另一邊放入冰晶石粉。
        當(dāng)爐溫達(dá)到要求溫度時(shí)，倒入約2/3的鐵液進(jìn)行球化處理。球化反應(yīng)時(shí)間：約30-50秒左右，球化快結(jié)束時(shí)，立即倒入剩余鐵液，邊倒邊加入剩余的孕育劑。倒完后立即攪拌除渣并取試樣，之后蓋上覆蓋劑、草木灰保溫澆注。

 1.精鑄件過程成本的構(gòu)成

      全硅溶膠熔模精密鑄造過程可分為蠟?zāi)Ｖ圃?、制殼、熔煉澆注和后處理四個(gè)階段，我們把為這四個(gè)過程服務(wù)的檢驗(yàn)、設(shè)備維護(hù)等費(fèi)用歸集為輔助生產(chǎn)費(fèi)用。在四個(gè)生 產(chǎn)過程中蠟?zāi)Ｖ圃?、制殼、熔煉澆注三個(gè)階段所發(fā)生的費(fèi)用與工藝出品率密切相關(guān)，用澆注重量核算成本比直接用鑄件重量核算更準(zhǔn)確。例如，如果根據(jù)鑄件重量核 算蠟?zāi)Ｖ圃斐杀荆〖c大件的成本關(guān)系就明顯不符合實(shí)際。因此比較合理的方法是蠟?zāi)Ｖ圃?、制殼、熔煉澆注過程的成本(本文稱之為前段成本)按澆注鋼水重量 (本文稱之為澆注重量)核算，而后處理及輔助生產(chǎn)成本(本文稱之為后段成本)按鑄件重量核算。制殼和熔煉階段的成本占過程成本的比例超過了60%。

      2.影響精鑄件成本差異的主要因素

      嚴(yán)格來講，不同鑄件在每個(gè)工序的制造成本是不完全相同的，但有的環(huán)節(jié)差異很小可以按照平均水平核算，我們所要關(guān)注的是那些對鑄件成本影響比較大的因素。導(dǎo) 致鑄件過程成本差異的主要因素有以下幾個(gè)方面：

      (1)工藝出品率

      工藝出品率也叫收得率，是實(shí)際得到的鑄件重量占澆注重量的百分比，對具體鑄件來說工藝出品率等于同一棵樹上的鑄件總重量占樹重的百分比，它與鑄件結(jié)構(gòu)和組 樹方案有關(guān)，可能在30%至60%的范圍內(nèi)變化，一般多在40-50%之間。前段成本與工藝出品率的關(guān)系為：

      每公斤鑄件的前段成本與工藝出品率成反比，工藝出品率越低單位重量的鑄件前段成本就越高，而且工藝出品率越低影響的程度越顯著。澆注每公斤鋼水的前段成本為6元，當(dāng)工藝出品率為45%時(shí)，每公斤鑄件的前段成本為13.33元;工藝出品率為30%時(shí)鑄件前段成本為20元/公斤，比平均水平高6.7元，使過程 成本上升37.6%，對304不銹鋼鑄件總成本的影響幅度大約為17%;當(dāng)工藝出品率為60%時(shí)鑄件前段成本為10元/公斤，比平均水平低3.3元，使過 程成本降低18.5%，對304不銹鋼鑄件而言相當(dāng)于總成本降低約7%；

      將鑄件前段成本對工藝出品率求導(dǎo)數(shù)可得出：工藝出品率對每公斤鑄件的前段成本的影響程度與工藝出品率的平方成反比，當(dāng)工藝出品率為45%時(shí)，每降低一個(gè)百 分點(diǎn)每公斤鑄件的前段成本增加0.3元，當(dāng)工藝出品率為30%時(shí)，每降低一個(gè)百分點(diǎn)每公斤鑄件的前段成本大約增加0.67元。

      由此可見工藝出品率對成本的影響是十分顯著的。好比電工學(xué)上的功率因素，降低工藝出品率相當(dāng)于增加了無功消耗。當(dāng)然工藝出品率也不是越高越好，也不是想高 就高得了，過高的工藝出品率會降低澆注系統(tǒng)的補(bǔ)縮能力，導(dǎo)致補(bǔ)縮不足而產(chǎn)生縮松或縮孔缺陷;另一方面，有些鑄件尤其是形狀不規(guī)則的薄壁鑄件由于受鑄件結(jié)構(gòu) 和組樹方案的限制工藝出品率很難提高，在核定鑄件價(jià)格時(shí)應(yīng)考慮到這一重要因素。

      (2)制殼層數(shù)

      由于鑄件形狀和結(jié)構(gòu)的不同，制殼層數(shù)會有差異。例如有細(xì)長孔或狹槽的鑄件需要做兩次甚至三次面層;一般鑄件做兩次背層就夠了，而比較大的鑄件可能需要做三 次甚至更多層數(shù)。每公斤鑄件的制殼成本約為5.9元，其中材料費(fèi)占67.8%，燃料和動(dòng)力占23.9%，工資占13.3%。在4元/公斤的制殼材料費(fèi)中， 鋯砂鋯粉的消耗約占63%，占整個(gè)制殼成本的42.7%，硅溶膠的成本約占制殼成本的12.2%。盡管鋯砂鋯粉只是用于面層。