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鑄件
用各種鑄造方法獲得的金屬成型物件
鑄件是用各種鑄造方法獲得的金屬成型物件，即把冶煉好的液態(tài)金屬，用澆注、壓射、吸入或其它澆鑄方法注入預先準備好的鑄型中，冷卻后經(jīng)打磨等后續(xù)加工手段后，所得到的具有一定形狀，尺寸和性能的物件。
基本信息
| 中文名 | 鑄件 |
| 外文名 | Casting |
| 類別 | 鑄鐵件 鑄銅件 鑄鋁件 |
| 運用領域 | 錢幣、祭器、兵器、工具 |
| 原理 | 各種鑄造方法獲得的金屬成型物件 |
| 鑄造工藝 | 砂型鑄造和特種鑄造 |
| 冷卻后處理 | 落砂、清理和后處理 |
| 分類 | 鑄鋼件、鑄鐵件、鑄銅件、鑄鋁件 |
收起
歷史
分類
使用說明
性能
鑄件成型的理論金屬液態(tài)成型常稱為鑄造，鑄造成形技術的歷史悠久。早在5000多年前，我們的祖先就能鑄造紅銅和青銅制品。鑄造是應用最廣泛的金屬液態(tài)成型工藝。它是將液態(tài)金屬澆注到鑄型型腔中，待其冷卻凝固后，獲得一定形狀的毛坯或零件的方法。
在機器設備中液態(tài)成型件所占比例很大，在機床、內(nèi)燃機、礦山機械、重型機械中液態(tài)成型件占總重量的70%~90%；在汽車、拖拉機中占50%~70%；在農(nóng)業(yè)機械中占40%~70%。液態(tài)成型工藝能得到如此廣泛的應用，是因為它具有如下的優(yōu)點：
（2）工藝靈活性大，適應性廣。液態(tài)成型件的大小幾乎不限，其重量可由幾克到幾百噸，其壁厚可由0.5mm到1m左右。工業(yè)上凡能溶化成液態(tài)的金屬材料均可用于液態(tài)成型。對于塑性很差的鑄鐵，液態(tài)成型是生產(chǎn)其毛坯或零件的唯一的方法。
（3）液態(tài)成型件成本較低。液態(tài)成型可直接利用廢機件和切屑，設備費用較低。同時，液態(tài)成型件加工余量小，節(jié)約金屬。
鑄件
鑄件的重量和尺寸范圍都很寬，重量最輕的只有幾克，最重的可達到400噸，壁厚最薄的只有0.5毫米，最厚可超過1米，長度可由幾毫米到十幾米，可滿足不同工業(yè)部門的使用要求。
用途
鑄件的用途非常廣泛，已運用到五金及整個機械電子行業(yè)等，而且其用途正在成不斷擴大的趨勢。具體用到，建筑，五金，設備，工程機械等大型機械，機床，船舶，航空航天，汽車，機車，電子，計算機，電器，燈具等行業(yè)，很多都是普通老百姓整天接觸，但不了解的金屬物件。
床身鑄件
澆注工藝
質(zhì)量
主要包括外觀質(zhì)量、內(nèi)在質(zhì)量和使用質(zhì)量。外觀質(zhì)量指鑄件表面粗糙度、表面缺陷、尺寸偏差、形狀偏差、重量偏差；內(nèi)在質(zhì)量主要指鑄件的化學成分、物理性能、機械性能、金相組織以及存在于鑄件內(nèi)部的孔洞、裂紋、夾雜、偏析等情況；使用質(zhì)量指鑄件在不同條件下的工作耐久能力，包括耐磨、耐腐蝕、耐激冷激熱、疲勞、吸震等性能以及被切削性、可焊性等工藝性能。
鑄件質(zhì)量對機械產(chǎn)品的性能有很大影響。例如，機床鑄件的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性，直接影響機床的精度保持壽命；各類泵的葉輪、殼體以及液壓件內(nèi)腔的尺寸、型線的準確性和表面粗糙度，直接影響泵和液壓系統(tǒng)的工作效率，能量消耗和氣蝕的發(fā)展等；內(nèi)燃機缸體、缸蓋、缸套、活塞環(huán)、排氣管等鑄件的強度和耐激冷激熱性，直接影響發(fā)動機的工作壽命。
影響鑄件質(zhì)量的因素很多，第一是鑄件的設計工藝性。進行設計時，除了要根據(jù)工作條件和金屬材料性能來確定鑄件幾何形狀、尺寸大小外，還必須從鑄造合金和鑄造工藝特性的角度來考慮設計的合理性，即明顯的尺寸效應和凝固、收縮、應力等問題，以避免或減少鑄件的成分偏析、變形、開裂等缺陷的產(chǎn)生。第二要有合理的鑄造工藝。即根據(jù)鑄件結構、重量和尺寸大小，鑄造合金特性和生產(chǎn)條件，選擇合適的分型面和造型、造芯方法，合理設置鑄造筋、冷鐵、冒口和澆注系統(tǒng)等。以保證獲得優(yōu)質(zhì)鑄件。第三是鑄造用原材料的質(zhì)量。金屬爐料、耐火材料、燃料、熔劑、變質(zhì)劑以及鑄造砂、型砂粘結劑、涂料等材料的質(zhì)量不合標準，會使鑄件產(chǎn)生氣孔、針孔、夾渣、粘砂等缺陷，影響鑄件外觀質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量，嚴重時會使鑄件報廢。第四是工藝操作，要制定合理的工藝操作規(guī)程，提高工人的技術水平，使工藝規(guī)程得到正確實施。
鑄造生產(chǎn)中，要對鑄件的質(zhì)量進行控制與檢驗。首先要制定從原材料、輔助材料到每種具體產(chǎn)品的控制和檢驗的工藝守則與技術條件。對每道工序都嚴格按工藝守則和技術條件進行控制和檢驗。最后對成品鑄件作質(zhì)量檢驗。要配備合理的檢測方法和合適的檢測人員。一般對鑄件的外觀質(zhì)量，可用比較樣塊來判斷鑄件表面粗糙度；表面的細微裂紋可用著色法、磁粉法檢查。對鑄件的內(nèi)部質(zhì)量，可用音頻、超聲、渦流、X射線和γ射線等方法來檢查和判斷。
1）冷隔和澆不足液態(tài)金屬充型能力不足，或充型條件較差，在型腔被填滿之前，金屬液便停止流動，將使鑄件產(chǎn)生澆不足或冷隔缺陷。澆不足時，會使鑄件不能獲得完整的形狀；冷隔時，鑄件雖可獲得完整的外形，但因存有未完全融合的接縫，鑄件的力學性能嚴重受損。
鑄件
2）氣孔氣體在金屬液結殼之前未及時逸出，在鑄件內(nèi)生成的孔洞類缺陷。氣孔的內(nèi)壁光滑，明亮或帶有輕微的氧化色。鑄件中產(chǎn)生氣孔后，將會減小其有效承載面積，且在氣孔周圍會引起應力集中而降低鑄件的抗沖擊性和抗疲勞性。氣孔還會降低鑄件的致密性，致使某些要求承受水壓試驗的鑄件報廢。另外，氣孔對鑄件的耐腐蝕性和耐熱性也有不良的影響。
防止氣孔的產(chǎn)生：降低金屬液中的含氣量，增大砂型的透氣性，以及在型腔的最高處增設出氣冒口等。
3）粘砂鑄件表面上粘附有一層難以清除的砂粒稱為粘砂。粘砂既影響鑄件外觀，又增加鑄件清理和切削加工的工作量，甚至會影響機器的壽命。例如鑄齒表面有粘砂時容易損壞，泵或發(fā)動機等機器零件中若有粘砂，則將影響燃料油、氣體、潤滑油和冷卻水等流體的流動，并會玷污和磨損整個機器。
鑄件中產(chǎn)生夾砂的部位大多是與砂型上表面相接觸的地方，型腔上表面受金屬液輻射熱的作用，容易拱起和翹曲，當翹起的砂層受金屬液流不斷沖刷時可能斷裂破碎，留在原處或被帶入其它部位。鑄件的上表面越大，型砂體積膨脹越大，形成夾砂的傾向性也越大。
5）砂眼在鑄件內(nèi)部或表面充塞著型砂的孔洞類缺陷。
6）脹砂澆注時在金屬液的壓力作用下，鑄型型壁移動，鑄件局部脹大形成的缺陷。為了防止脹砂，應提高砂型強度、砂箱剛度、加大合箱時的壓箱力或緊固力，并適當降低澆注溫度，使金屬液的表面提早結殼，以降低金屬液對鑄型的壓力。
質(zhì)量檢測
鑄件
一、鑄件表面及近表面缺陷的檢測
1）液體滲透檢測
液體滲透檢測用來檢查鑄件表面上的各種開口缺陷，如表面裂紋、表面針孔等肉眼難以發(fā)現(xiàn)的缺陷。常用的滲透檢測是著色檢測，它是將具有高滲透能力的有色（一般為紅色）液體（滲透劑）浸濕或噴灑在鑄件表面上，滲透劑滲入到開口缺陷里面，快速擦去表面滲透液層，再將易干的顯示劑（也叫顯像劑）噴灑到鑄件表面上，待將殘留在開口缺陷中的滲透劑吸出來后，顯示劑就被染色，從而可以反映出缺陷的形狀、大小和分布情況。需要指出的是，滲透檢測的精確度隨被檢材料表面粗糙度增加而降低，即表面越光檢測效果越好，磨床磨光的表面檢測精確度最高，甚至可以檢測出晶間裂紋。除著色檢測外，熒光滲透檢測也是常用的液體滲透檢測方法，它需要配置紫外光燈進行照射觀察，檢測靈敏度比著色檢測高。
2）渦流檢測
渦流檢測適用于檢查表面以下一般不大于6～7MM深的缺陷。渦流檢測分放置式線圈法和穿過式線圈法2種。當試件被放在通有交變電流的線圈附近時，進入試件的交變磁場可在試件中感生出方向與激勵磁場相垂直的、呈渦流狀流動的電流（渦流），渦流會產(chǎn)生一與激勵磁場方向相反的磁場，使線圈中的原磁場有部分減少，從而引起線圈阻抗的變化。如果鑄件表面存在缺陷，則渦流的電特征會發(fā)生畸變，從而檢測出缺陷的存在，渦流檢測的主要缺點是不能直觀顯示探測出的缺陷大小和形狀，一般只能確定出缺陷所在表面位置和深度，另外它對工件表面上小的開口缺陷的檢出靈敏度不如滲透檢測。
3）磁粉檢測
磁粉檢測適合于檢測表面缺陷及表面以下數(shù)毫米深的缺陷，它需要直流（或交流）磁化設備和磁粉（或磁懸浮液）才能進行檢測操作。磁化設備用來在鑄件內(nèi)外表面產(chǎn)生磁場，磁粉或磁懸浮液用來顯示缺陷。當在鑄件一定范圍內(nèi)產(chǎn)生磁場時，磁化區(qū)域內(nèi)的缺陷就會產(chǎn)生漏磁場，當撒上磁粉或懸浮液時，磁粉被吸住，這樣就可以顯示出缺陷來。這樣顯示出的缺陷基本上都是橫切磁力線的缺陷，對于平行于磁力線的長條型缺陷則顯示不出來，為此，操作時需要不斷改變磁化方向，以保證能夠檢查出未知方向的各個缺陷。
二、鑄件內(nèi)部缺陷的檢測
對于內(nèi)部缺陷，常用的無損檢測方法是射線檢測和超聲檢測。其中射線檢測效果最好，它能夠得到反映內(nèi)部缺陷種類、形狀、大小和分布情況的直觀圖像，但對于大厚度的大型鑄件，超聲檢測是很有效的，可以比較精確地測出內(nèi)部缺陷的位置、當量大小和分布情況。
射線檢測，一般用X射線或γ射線作為射線源，因此需要產(chǎn)生射線的設備和其他附屬設施，當工件置于射線場照射時，射線的輻射強度就會受到鑄件內(nèi)部缺陷的影響。穿過鑄件射出的輻射強度隨著缺陷大小、性質(zhì)的不同而有局部的變化，形成缺陷的射線圖像，通過射線膠片予以顯像記錄，或者通過熒光屏予以實時檢測觀察，或者通過輻射計數(shù)儀檢測。其中通過射線膠片顯像記錄的方法是最常用的方法，也就是通常所說的射線照相檢測，射線照相所反映出來的缺陷圖像是直觀的，缺陷形狀、大小、數(shù)量、平面位置和分布范圍都能呈現(xiàn)出來，只是缺陷深度一般不能反映出來，需要采取特殊措施和計算才能確定。國際鑄業(yè)網(wǎng)出現(xiàn)應用射線計算機層析照相方法，由于設備比較昂貴，使用成本高，無法普及，但這種新技術代表了高清晰度射線檢測技術未來發(fā)展的方向。此外，使用近似點源的微焦點X射線系統(tǒng)實際上也可消除較大焦點設備產(chǎn)生的模糊邊緣，使圖像輪廓清晰。使用數(shù)字圖像系統(tǒng)可提高圖像的信噪比，進一步提高圖像清晰度。
2）超聲檢測
超聲檢測也可用于檢查內(nèi)部缺陷，它是利用具有高頻聲能的聲束在鑄件內(nèi)部的傳播中，碰到內(nèi)部表面或缺陷時產(chǎn)生反射而發(fā)現(xiàn)缺陷。反射聲能的大小是內(nèi)表面或缺陷的指向性和性質(zhì)以及這種反射體的聲阻抗的函數(shù)，因此可以應用各種缺陷或內(nèi)表面反射的聲能來檢測缺陷的存在位置、壁厚或者表面下缺陷的深度。超聲檢測作為一種應用比較廣泛的無損檢測手段，其主要優(yōu)勢表現(xiàn)在：檢測靈敏度高，可以探測細小的裂紋；具有大的穿透能力，可以探測厚截面鑄件。其主要局限性在于：對于輪廓尺寸復雜和指向性不好的斷開性缺陷的反射波形解釋困難；對于不合意的內(nèi)部結構，例如晶粒大小、組織結構、多孔性、夾雜含量或細小的分散析出物等，同樣妨礙波形解釋；另外，檢測時需要參考標準試塊。
鑄件缺陷如何修補鑄件：
解決鑄件縮松缺陷的方法，最根本的著眼點就是“熱平衡”。其方法是：
（2）合理的工藝設計。內(nèi)澆道設在機床鑄件相對溥壁處，數(shù)時多且分散。使最早進入厚壁處的金屬液率先凝固，薄壁處后凝固，使各處基本達到均衡凝固。對于壁厚均勻的機床鑄件，采用多個內(nèi)澆道和出氣孔。內(nèi)澆道多，分散與均布，使整體熱量均衡。出氣孔細且多，即排氣通暢又起散熱作用。
（3）改變內(nèi)澆道的位置
（7）需要冒口時，當首遷熱冒口，且離開熱節(jié)。若將冒口置于熱節(jié)上，必將加大冒口尺寸，形成“熱上加熱”。弄不好，非但縮松難除，還會產(chǎn)生集中性縮孔，又降低了工藝出品率。
（8）鑄型傾斜擺放與合金化，都獲益。消除機床鑄件縮松缺陷是一個復雜的認識與實施過程。應以“熱平衡”為基本原則，對雎體鑄件做科學分析，制訂合理的工藝方案，選擇選擇宜的造型材料，工裝及正確操作且標準化。那么任何機床鑄件的縮松缺陷都可以解決。
由于多種因素影響，常常會出現(xiàn)氣孔、針孔、夾渣、裂紋、凹坑等缺陷。常用的修補設備為氬弧焊機、電阻焊機、冷焊機等。對于質(zhì)量與外觀要求不高的鑄件缺陷可以用氬弧焊機等發(fā)熱量大、速度快的焊機來修補。但在精密鑄件缺陷修補領域，由于氬焊熱影響大，修補時會造成鑄件變形、硬度降低、砂眼、局部退火、開裂、針孔、磨損、劃傷、咬邊、或者是結合力不夠及內(nèi)應力損傷等二次缺陷。冷焊機正好克服了以上缺點，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在熱影響區(qū)域小，鑄件無需預熱，常溫冷焊修補，因而無變形、咬邊和殘余應力，不會產(chǎn)生局部退火，不改變鑄件的金屬組織狀態(tài)。因而冷焊機適用于精密鑄件的表面缺陷修補。冷焊的焊補范圍為Φ1.5-Φ1.2mm焊補點反復熔化堆積的過程，在大面積缺陷修補過程中，修復效率是制約其廣泛推廣應用的唯一因素。對于大缺陷，推薦傳統(tǒng)焊補工藝與鑄造缺陷修補機的復合應用。可有時我們的缺陷沒有很多，就不必要投入較大的成本，我們用一些修補劑就可以修補好的，方便簡單，例如鐵質(zhì)材料的，我們可以用（勁素成）JS902修補一下就可以了，用不完可以放到以后再用，這樣可以為我們的廠家節(jié)省成本啊，讓我們的鑄造廠家把更多的資金投入到提高產(chǎn)品本身質(zhì)量上，讓使用者創(chuàng)造更多的財富。
三、鑄件質(zhì)量檢驗結果
鑄件質(zhì)量檢驗結果通常分為三類：合格品、返修品、廢品。
1）合格品指外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量都符合有關標準或交貨驗收技術條件的鑄件；
2）返修品指外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量不完全符合標準和驗收條件，但允許返修，返修后能達到標準和鑄件交貨驗收技術條件要求的鑄件；
3）廢品指外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量都不合格，不允許返修或返修后仍達不到標準和鑄造交貨驗收技術條件要求的鑄件。廢品又分為內(nèi)廢和外廢兩種。內(nèi)廢指在鑄造廠內(nèi)或鑄造車間內(nèi)發(fā)現(xiàn)的廢品鑄件；外廢指鑄件在交付后發(fā)現(xiàn)的廢品，其所造成的經(jīng)濟損失遠比內(nèi)廢大。
影響鑄件凝固方式的因素
鑄件的凝固方法有很多種。鑄件在凝固的過程中，其斷面上一般分為三個區(qū)：1—固相區(qū)2—凝固區(qū)3—液相區(qū)對凝固區(qū)影響較大的是凝固區(qū)的寬窄，依此劃分凝固方式。第一，中間凝固：大多數(shù)合金的凝固介于逐層凝固和糊狀凝固之間。第二，逐層凝固：純金屬，共晶成分合金在凝固過程中沒有凝固區(qū)，斷面液，固兩相由一條界限清楚分開，隨溫度下降，固相層不斷增加，液相層不斷減少，直達中心。第三，糊狀凝固：合金結晶溫度范圍很寬，在凝固某段時間內(nèi)，鑄件表面不存在固體層，凝固區(qū)貫穿整個斷面，先糊狀，后固化。相關專家表示，影響鑄件凝固方式的因素總結：第一，鑄件的溫度梯度。合金結晶溫度范圍一定時，凝固區(qū)寬度取決于鑄件內(nèi)外層的溫度梯度。溫度梯度愈小，凝固區(qū)愈寬。（內(nèi)外溫差大，冷卻快，凝固區(qū)窄）。第二，合金的結晶溫度范圍。范圍小：凝固區(qū)窄，愈傾向于逐層凝固。如：砂型鑄造，低碳鋼逐層凝固，高碳鋼糊狀凝固。
鑄件
用途
鑄造缺陷修補劑是由多種合金材料和改性增韌耐熱樹脂進行復合得到的高性能聚合金屬材料，適用于各種金屬鑄件的修補及缺陷大于2mm的各種鑄件氣孔、砂眼、麻坑、裂紋、磨損、腐蝕的修復與粘接。通用于對顏色要求不太嚴格的各種鑄造缺陷的修復，具有較高的強度，并可與基材一起進行各類機械加工。
如何檢測
操作規(guī)程
3）裝卸前，要檢查軌道槽上有無障礙物，吊鉤、鏈條等工具是否可靠。
4）裝卸大鑄件或薄壁工件時，一定要墊平放穩(wěn)。相鄰之間要適當留出空隙，裝載高度不得超過規(guī)定。
6）出爐及搬運時，無關人員不得靠近平車兩側，以免砂箱或工件倒塌傷人。禁止在爐體周圍休息或堆放物品。
8）使用煤氣爐時，應遵守煤氣點火次序：先用壓縮空氣吹盡爐內(nèi)余氣，關住壓縮空氣閥，點燃引火棒，微開煤氣噴嘴閥門，燃著噴嘴后調(diào)節(jié)壓縮氣及煤氣流量，使之充分燃燒。停火時次序相反，嚴禁顛倒次序。
10）采用煤粉燃料爐時，禁止在鼓風機有毛病或管道有裂縫時燒爐。
鑄件
發(fā)展趨勢
鑄件
近年來，海內(nèi)外廣闊且呈遞增態(tài)勢發(fā)展的需求量，致使目前我國鑄件行業(yè)尤其是不銹鋼五金鑄件備受寵愛。行業(yè)專家總結出兩大原因：其一，隨著我國經(jīng)濟地位的不斷提升和我國鑄件行業(yè)的不斷發(fā)展，五金鑄件產(chǎn)品越來越多地出地到其他國家，海外需求的增加直接拉動了我國鑄件制造企業(yè)的產(chǎn)品產(chǎn)量的增加。其二，高品質(zhì)贏天下，國內(nèi)五金鑄件產(chǎn)品質(zhì)量的提高也是其需求增加的一個重要原因。我國五金鑄件行業(yè)正在蓬勃發(fā)展。
節(jié)能減排將成為我國制定鑄件產(chǎn)能政策的焦點：為了應對全球變暖和減少對化石能源的消耗，國家高度重視工業(yè)領域能源效率的提高和減少溫室氣體的排放。能效提高的過程也就是高能耗、高排放的落后產(chǎn)能改造或退出的過程。我國的鑄件行業(yè)整體上是一個能耗高、污染大的行業(yè)，國家也在高度地注視著鑄件領域的節(jié)能減排。據(jù)專家預測，未來為做好鑄件業(yè)的節(jié)能減排工作，國家制定強制與激勵相結合的政策，其政策措施可能包括：管制和標準、財政政策、協(xié)議和目標等。總之，節(jié)能減排將成為我國制定鑄件產(chǎn)能政策關注的焦點。
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這家伙太懶了，什么都沒寫！
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