灰铸铁HT200的铸造工艺是怎样的?
一、 熔炼工艺:化学成分控制
这是决定 HT200 性能的基础。目标是获得合适的碳当量(CE),以平衡强度和铸造性能。
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碳 (C) 和 硅 (Si):
- 碳 (C):3.0% - 3.3%。
- 硅 (Si):1.6% - 2.2%。
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碳当量 (CE):通常控制在 4.0% - 4.3% 左右。
- 注:碳硅含量过高,石墨粗大,强度达不到 200MPa;含量过低,容易产生白口(硬点),难以加工。
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锰 (Mn):
- 0.6% - 0.9%。
- 作用:锰能抵消硫的有害作用,并稳定珠光体基体,提高强度。
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硫 (S) 和 磷 (P) —— 有害元素:
- 硫 (S):< 0.12%。硫会使石墨变脆、变短,降低强度和流动性。
- 磷 (P):< 0.15%。磷会增加冷脆性,一般越低越好。
二、 孕育处理 (Inoculation) —— 关键步骤
为了保证 HT200 在不同壁厚处都能获得细小的 A 型石墨,防止薄壁处出现白口,孕育处理是必须的。
- 孕育剂:通常使用 75 硅铁 (75SiFe),粒度 3-8mm。
- 加入量:铁水重量的 0.2% - 0.5%。
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处理方式:
- 冲入法:在出铁槽或浇包内随流冲入孕育剂。
- 瞬时孕育:在浇注过程中通过喂丝或随流孕育器加入(效果更好,适合自动化生产线)。
- 效果:细化石墨片,使基体组织均匀,显著提高抗拉强度和硬度的均匀性。
三、 造型工艺
HT200 的流动性较好,对型砂要求相对宽松,但仍需保证尺寸精度和表面质量。
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型砂选择:
- 湿型砂:适用于中小件、大批量生产(如汽车缸体)。成本低,效率高。
- 树脂砂:适用于大型件或单件小批量(如机床床身)。尺寸精度高,表面光洁,无分型面披缝。
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砂芯:
- 对于有内腔的铸件(如箱体),需制作砂芯。常用油砂或树脂砂芯。
四、 浇注工艺 (Pouring)
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浇注温度:
- 一般控制在 1360℃ - 1420℃。
- 注意:HT200 虽然流动性好,但温度过低容易产生冷隔和浇不足;温度过高容易产生粘砂和缩孔。
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浇注系统设计:
- 开放式浇注系统:通常采用 “快浇” 原则。内浇口截面积较大,让铁水快速充满型腔,防止氧化和卷渣。
- 挡渣:必须设置过滤网或撇渣器,防止熔渣进入型腔(渣眼是 HT200 常见缺陷)。
五、 补缩与凝固 (Feeding & Solidification)
灰铸铁在凝固过程中,由于石墨析出会产生体积膨胀(约 3%),具有一定的 “自补缩” 能力。
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冒口 (Risers):
- 对于 HT200,冒口主要用于排出气体和收集浮渣。
- 相比于球墨铸铁,HT200 的冒口可以设计得较小,甚至在一些均匀壁厚的件上可以不设冒口。
- 但在厚大断面(热节)处,仍需设置冒口防止缩松。
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冷铁 (Chills):
- 在热节处放置冷铁,加快冷却速度,使石墨细化,同时防止缩孔。
六、 落砂与清理
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落砂温度:
- 灰铸铁没有相变膨胀问题,且脆性大,可以高温开箱(通常 400℃-500℃ 即可)。
- 高温开箱有助于消除白口,细化晶粒。
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清理:
- 切除浇冒口(HT200 较脆,可用大锤敲断)。
- 抛丸处理,去除表面粘砂。
七、 热处理 (Heat Treatment)
对于大多数 HT200 铸件,铸态即可使用。但在以下情况需热处理:










