铸造时怎么把握材料成分

㈠ 球墨铸铁生产时化学成分的选择原则是什么

球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷五大常见元素。对于一些对组织及性能有特殊要求的铸件，还包括少量的合金元素。同普通灰铸铁不同的是，为保证石墨球化，球墨铸铁中还须含有微量的残留球化元素。

1、碳及碳当量的选择原则：

碳是球墨铸铁的基本元素，碳高有助于石墨化。由于石墨呈球状后石墨对机械性能的影响已减小到最低程度，球墨铸铁的含碳量一般较高，在3.5～3.9%之间，碳当量在4.1～4.7%之间。铸件壁薄、球化元素残留量大或孕育不充分时取上限；反之，取下限。将碳当量选择在共晶点附近不仅可以改善铁液的流动性，对于球墨铸铁而言，碳当量的提高还会由于提高了铸铁凝固时的石墨化膨胀提高铁液的自补缩能力。但是，碳含量过高，会引起石墨漂浮。因此，球墨铸铁中碳当量的上限以不出现石墨漂浮为原则。

2、硅的选择原则：

硅是强石墨化元素。在球墨铸铁中，硅不仅可以有效地减小白口倾向，增加铁素体量，而且具有细化共晶团，提高石墨球圆整度的作用。但是，硅提高铸铁的韧脆性转变温度（图1），降低冲击韧性，因此硅含量不宜过高，尤其是当铸铁中锰和磷含量较高时，更需要严格控制硅的含量。球墨铸铁中终硅量一般在1.4—3.0%。选定碳当量后，一般采取高碳低硅强化孕育的原则。硅的下限以不出现自由渗碳体为原则。

图2球墨铸铁中碳硅含量

3、锰的选择原则：

由于球墨铸铁中硫的含量已经很低，不需要过多的锰来中和硫，球墨铸铁中锰的作用就主要表现在增加珠光体的稳定性，促进形成(Fe、Mn)3C。这些碳化物偏析于晶界，对球墨铸铁的韧性影响很大。锰也会提高铁素体球墨铸铁的韧脆性转变温度，锰含量每增加0.1%，脆性转变温度提高10～12℃。因此，球墨铸铁中锰含量一般是愈低愈好，即使珠光体球墨铸铁，锰含量也不宜超过0.4～0.6%。只有以提高耐磨性为目的的中锰球铁和贝氏体球铁例外。

4、磷的选择原则：

磷是一种有害元素。它在铸铁中溶解度极低，当其含量小于0.05%时，固溶于基体中，对力学性能几乎没有影响。当含量大于0.05%时，磷极易偏析于共晶团边界，形成二元、三元或复合磷共晶，降低铸铁的韧性。磷提高铸铁的韧脆性转变温度，含磷量每增加0.01%，韧脆性转变温度提高4～4.5℃。因此，球墨铸铁中磷的含量愈低愈好，一般情况下应低于0.08%。对于比较重要的铸件，磷含量应低于0.05%。

5、硫的选择原则：

硫是一种反球化元素，它与镁、稀土等球化元素有很强的亲合力，硫的存在会大量消耗铁液中的球化元素，形成镁和稀土的硫化物，引起夹渣、气孔等铸造缺陷。球墨铸铁中硫的含量一般要求小于0.06%。

6、球化元素的选择原则：

目前在工业上使用的球化元素主要是镁和稀土。镁和稀土元素可以中和硫等反球化元素的作用，使石墨按球状生长。镁和稀土的残留量应根据铁液中硫等反球化元素的含量确定。在保证球化合格的前提下，镁和稀土的残留量应尽量低。镁和稀土残留量过高，会增加铁液的白口倾向，并会由于它们在晶界上偏析而影响铸件的机械性能。

㈡ 铝合金压铸件原材料主要由哪些成分组成

压铸件质量的好坏跟选用的原材料有关系，想要压铸出优质的压铸件的前提条件是得选优质的原材料。今天压铸厂小编针对压铸件的原料主要成分做个简要的说明。

1.硅（Si）

硅是压铸工业铝合金的主要元素，它能改善合金的铸造性能，一般含量在9.6%-12%。硅作用。但含硅量超过12%时，硅与铝形成过共晶体，而铜、铁等杂质又多时，即出现游离硅的硬质点，使得切削加工困难，高硅铝合金对铸件坩埚的熔蚀作用严重。硅的作用：提高合金的高温流动性、提高耐磨性、减少热裂倾向及收缩率。

2.铜（Cu）

合金中铜含量通常在1.5% ~3.5%，增加含铜量，能提高合金的流动性，抗拉强度和硬度，但降低了抗蚀性和塑性，热裂倾向增大。

3.镁（Mg）

在铝合金中加入少量（约0.2～0.3％）的镁，可提高强度和屈服极限，提高合金的切削加工性。当含镁量过高，铸造性能变差，在高温下，强度和塑性都很低，冷却时收缩大，故易产生热裂和形成疏松。

4.锌（Zn）

锌在铝锌系铝合金中能提高流动性，提高铸造性能，提高抗拉强度，但热裂倾向增大，抗蚀性降低，一般要小于1.2%。

5.铁（Fe）

由于工业铝型材合金对模具的粘附作用十分强烈，当铁含量在0.6％以下时尤为强烈。当超过0.6％以后，粘模现象便大为减轻，因此含铁量应控制在0.6%到1%之间对压铸是有好处的。

含铁量太高时，铁以FeAl3、Fe2Al7和Al－Si－Fe的片状或针状组织存在于合金中，降低机械性能，这种组织还会使合金的流动性减低，热裂性增大，抗蚀性能降低。

6.锰（Mn）

锰在工业铝型材合金中能减少铁的有害影响，能使工业铝型材合金中由铁形成的片状或针状组织变为细密的晶体组织，故一般工业铝型材合金允许有0.5％以下的锰存在。如果含锰量过高，会引起偏析，锰含量一般控制在0.6%以下。

7.镍（Ni）

镍在铝合金中能提高合金的强度和硬度，降低耐蚀性。镍与铁的作用一样，能减少合金对模具的熔蚀，同时又能中和铁的有害影响，提高合金的焊接性能。镍含量控制在1.5％以下时，铸件经抛光能获得光洁的表面。由于镍的来源缺乏，应尽量少采用含镍的铝合金。

㈢ 铸造用铁的材料选用原则是什么

一、铁矿石品位

铁矿石的品位即指铁矿石的含铁量，以TFe％表示。品位是评价铁矿石质量的主要指标。矿石有无开采价值，开采后能否直接入炉冶炼及其冶炼价值如何，均取决于矿石的含铁量。

铁矿石含铁量高有利于降低焦比和提高产量。根据生产经验，矿石品位提高1％，焦比降低2％，产量提高3％。因为随着矿石品位的提高，脉石数量减少，熔剂用量和渣量也相应减少，既节省热量消耗，又有利于炉况顺行。从矿山开采出来的矿石，含铁量一般在30％～60％之间。品位较高，经破碎筛分后可直接入炉冶炼的称为富矿。一般当实际含铁量大于理论含铁量的70％～90％时方可直接入炉。而品位较低，不能直接入炉的叫贫矿。贫矿必须经过选矿和造块后才能入炉冶炼。

二、脉石成分

铁矿石的脉石成分绝大多数为酸性的，SiO2含量较高。在现代高炉冶炼条件下，为了得到一定碱度的炉渣，就必须在炉料中配加一定数量的碱性熔剂(石灰石)与Si02作用造渣。铁矿石中Si02含量愈高，需加入的石灰石也愈多，生成的渣量也愈多，这样，将使焦比升高，产量下降。所以要求铁矿石中含Si02愈低愈好。

脉石中含碱性氧化物(Ca0、MgO)较多的矿石，冶炼时可少加或不加石灰石，对降低焦比有利，具有较高的冶炼价值。

三、有害杂质和有益元素的含量

1．有害杂质

矿石中的有害杂质是指那些对冶炼有妨碍或使矿石冶炼时不易获得优质产品的元素。主要有S、P、Pb、Zn、As、K、Na等。

(1)硫

硫在矿石中主要以硫化物状态存在。硫的危害主要表现在：

a.当钢中的含硫量超过一定量时，会使钢材具有热脆性。这是由于FeS和Fe结合成低熔点(985℃)合金，冷却时最后凝固成薄膜状，并分布于晶粒界面之间，当钢材被加热到1150～1200℃时，硫化物首先熔化，使钢材沿晶粒界面形成裂纹。

b.对铸造生铁，会降低铁水的流动性，阻止Fe3C分解，使铸件产生气孔、难于切削并降低其韧性。

c.硫会显著地降低钢材的焊接性，抗腐蚀性和耐磨性。

国家标准对生铁的含硫量有严格规定，炼钢生铁，最高允许含硫质量分数不能超过0.07％，铸造铁不超过0.06％。虽然高炉冶炼可以去除大部分硫，但需要高炉温、高炉渣碱度，对增铁节焦是不利的。因此矿石中的含硫质量分数必须小于0.3％。

(2)磷

磷也是钢材的有害成分。以Fe2P、Fe3P形态溶于铁水。因为磷化物是脆性物质，冷凝时聚集于钢的晶界周围，减弱晶粒间的结合力，使钢材在冷却时产生很大的脆性，从而造成钢的冷脆现象。由于磷在选矿和烧结过程中不易除去，在高炉冶炼中又几乎全部还原进入生铁。所以控制生铁含磷的惟一途径就是控制原料的含磷量。

(3)铅和锌

铅和锌常以方铅矿(PbS)和闪锌矿(ZnS)的形式存在于矿石中。

在高炉内铅是易还原元素，但铅又不溶解于铁水，其密度大于铁水，所以还原出来的铅沉积于炉缸铁水层以下，渗入砖缝破坏炉底砌砖，甚至使炉底砌砖浮起。铅又极易挥发，在高炉上部被氧化成PbO，粘附于炉墙上，易引起结瘤。一般要求矿石中的含铅质量分数低于0.1％。

高炉冶炼中锌全部被还原，其沸点低(905℃)，不熔于铁水。但很容易挥发，在炉内又被氧化成ZnO，部分ZnO沉积在炉身上部炉墙上，形成炉瘤，部分渗入炉衬的孔隙和砖缝中，引起炉衬膨胀而破坏炉衬。矿石中的含锌质量分数应小于0．1％。

(4)砷

砷在矿石中含量较少。与磷相似，在高炉冶炼过程中全部被还原进入生铁，钢中含砷也会使钢材产生“冷脆”现象，并降低钢材焊接性能。要求矿石中的含砷质量分数小于0．07％。

(5)碱金属

碱金属主要指钾和钠。一般以硅酸盐形式存在于矿石中。冶炼过程中，在高炉下部高温区被直接还原生成大量碱蒸气，随煤气上升到低温区又被氧化成碳酸盐沉积在炉料和炉墙上，部分随炉料下降，从而反复循环积累。其危害主要为：与炉衬作用生成钾霞石(K2O·A12O3·2SiO2)，体积膨胀40％而损坏炉衬；与炉衬作用生成低熔点化合物，粘结在炉墙上，易导致结瘤；与焦炭中的碳作用生成插入式化合物(CK8、CNa8)体积膨胀很大，破坏焦炭高温强度，从而影响高炉下部料柱透气性。因此要限制矿石中碱金属的含量。

(6)铜

铜在钢材中具有两重性，铜易还原并进入生铁。当钢中含铜质量分数小于0．3％时能改善钢材抗腐蚀性。当超过0.3％时又会降低钢材的焊接性，并引起钢的“热脆”现象，使轧制时产生裂纹。一般铁矿石允许含铜质量分数不超过0.2％。

2．有益元素

矿石中有益元素主要指对钢铁性能有改善作用或可提取的元素。如锰(Mn)、铬(Cr)、钴(Co)、镍(Ni)、钒(V)、钛(Ti)等。当这些元素达到一定含量时，可显著改善钢的可加工性，强度和耐磨、耐热、耐腐蚀等性能。同时这些元素的经济价值很大，当矿石中这些元素含量达到一定数量时，可视为复合矿石，加以综合利用。

四、铁矿石的还原性

铁矿石的还原性是指铁矿石被还原性气体C0或H2还原的难易程度。它是一项评价铁矿石质量的重要指标。铁矿石的还原性好，有利于降低焦比。

影响铁矿石还原的因素主要有矿物组成、矿物结构的致密程度，粒度和气孔率等。一般磁铁矿因结构致密，最难还原。赤铁矿有中等的气孔率，比较容易还原。褐铁矿和菱铁矿容易还原，因为这两种矿石分别失去结晶水和去掉CO2后，矿石气孔率增加。烧结矿和球团矿的气孔率高，其还原性一般比天然富矿的还要好。

五、矿石的粒度、机械强度和软化性

矿石的粒度是指矿石颗粒的直径。它直接影响着炉料的透气性和传热、传质条件。

通常，入炉矿石粒度在5～35mm之间，小于5mm的粉末是不能直接入炉的。确定矿石粒度必须兼顾高炉的气体力学和传热、传质几方面的因素。在有良好透气性和强度的前提下，尽可能降低炉料粒度。

铁矿石的机械强度是指矿石耐冲击、抗摩擦、抗挤压的能力，力求强度要高一些为好。

铁矿石的软化性包括铁矿石的软化温度和软化温度区间两个方面。软化温度是指铁矿石在一定的荷重下受热开始变形的温度；软化温度区间是指矿石开始软化到软化终了的温度范围。高炉冶炼要求铁矿石的软化温度要高，软化温度区间要窄。

六、铁矿石各项指标的稳定性

铁矿石的各项理化指标保持相对稳定，才能最大限度地发挥生产效率。在前述各项指标中，矿石品位、脉石成分与数量、有害杂质含量的稳定性尤为重要。高炉冶炼要求成分波动范围:含铁原料TFe<±0．5％～l．0％；ω(SiO2)<±0．2％～0．3％；烧结矿的碱度为±0．03～0．1。

为了确保矿石成分的稳定，加强原料的整粒和混匀是非常必要的。

㈣ 现在一般的铸造厂在铸件时,是不是很在意铸铁的成分

通常是熔炼之前配料，确定废钢和生铁的比例。这样配料后，经过正常操作，元素烧蚀（增加）的比例基本上是固定的，熔炼出的铁水成分变化不会太大，加上铸铁的成分要求相对比较宽松，一般可以满足要求。

球墨铸铁是在出铁水时，加入球化剂，进行球化处理而获得的。只要不加球化剂，出来的铸件就不会是球铁，而是灰铁。灰铁的牌号又和配料时废钢的比例有直接的关系。

㈤ 铸造配料方法

1. 确定贵公司需要的产品成分目标值
   2.确定熔炼的目标值（出炉时的目标值，这时候需要考虑后道工序的添加合金量，用目标值减去）
   3.确定配料的成分目标值（一般比熔炼的目标值小，便于后期微调）
   4.了解各个添加原料的各个合金成分比例
   5.根据配料的成分目标值和原材料的合金比例计算配料的比例

㈥ 精密铸造铁水怎么配料

1.根据你需要的材料成分，先选择“母材”，然后添加其他合金配料。
2.事先必须要知道详细准确的“母材”成分和合金成分的。
3.需要事先进行配料计算（包含烧损预计）。
4.熔炼后光谱分析，成分不合格时，再调整合金配料。