第一節(jié) 產品定義及發(fā)展歷程
1、定義
鑄件是用鑄造方法獲得的金屬物件，即把熔煉好的液態(tài)金屬，用澆注、壓射、吸入或其他方法注入預先準備好的鑄型中，冷卻后經落砂、清理和后處理，所得到的具有一定形狀，尺寸和性能的物件。鑄件有多種分類方法：按其所用金屬材料的不同，分為鑄鋼件、鑄鐵件、鑄銅件、鑄鋁件、鑄鎂件、鑄鋅件、鑄鈦件等。
船用鑄鋼件是指用于船上的，且對于強度、塑性和韌性要求更高的，用以澆注制成的機器零件。
2、發(fā)展歷程
鑄件應用歷史悠久。古代人們用鑄件作錢幣、祭器、兵器、工具和一些生活用具。近代，鑄件主要用作機器零部件的毛坯，有些精密鑄件，也可直接用作機器的零部件。鑄件在機械產品中占有很大的比重，如拖拉機中，鑄件重量約占整機重量的50～70％，農業(yè)機械中占40～70％，機床、內燃機等中達70～90％。各類鑄件中，以機械用的鑄件品種最多，形狀最復雜，用量也最大，約占鑄件總產量的60％。其次是冶金用的鋼錠模和工程用的管道。
第二節(jié) 產品特點及應用領域 分析
1、特點
鑄件有優(yōu)良的機械、物理性能，它可以有各種不同的強度、硬度、韌性配合的綜合性能，還可兼具一種或多種特殊性能，如耐磨、耐高溫和低溫、耐腐蝕等。
2、應用
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。鑄件主要用作機器零部件的毛坯，有些精密鑄件，也可直接用作機器的零部件，其中鑄件在機械產品中占有很大的比重。
鑄件也與日常生活有密切關系。例如經常使用的門把、門鎖、暖氣片、上下水管道、鐵鍋、煤氣爐架、熨斗等，都是鑄件。
第三節(jié) 產業(yè)鏈概述
一、在產業(yè)鏈中的位置
二、相關 行業(yè) 簡述
1、鑄鐵
含碳量在2％以上的鐵碳合金。工業(yè)用鑄鐵一般含碳量為2％～4％。碳在鑄鐵中多以石墨形態(tài)存在，有時也以滲碳體形態(tài)存在。除碳外，鑄鐵中還含有1％～3％的硅，以及錳、磷、硫等元素。合金鑄鐵還含有鎳、鉻、鉬、鋁、銅、硼、釩等元素。碳、硅是影響鑄鐵顯微組織和性能的主要元素。鑄鐵可分為：
1）灰口鑄鐵
含碳量較高（2.7％～4.0％），碳主要以片狀石墨形態(tài)存在，斷口呈灰色，簡稱灰鐵。熔點低（1145～1250℃），凝固時收縮量小，抗壓強度和硬度接近碳素鋼，減震性好。用于制造機床床身、汽缸、箱體等結構件。
2）白口鑄鐵
碳、硅含量較低，碳主要以滲碳體形態(tài)存在，斷口呈銀白色。凝固時收縮大，易產生縮孔、裂紋。硬度高，脆性大，不能承受沖擊載荷。多用作可鍛鑄鐵的坯件和制作耐磨損的零部件。
3）可鍛鑄鐵
由白口鑄鐵退火處理后獲得，石墨呈團絮狀分布，簡稱韌鐵。其組織性能均勻，耐磨損，有良好的塑性和韌性。用于制造形狀復雜、能承受強動載荷的零件。
4）球墨鑄鐵
將灰口鑄鐵鐵水經球化處理后獲得，析出的石墨呈球狀，簡稱球鐵。比普通灰口鑄鐵有較高強度、較好韌性和塑性。用于制造內燃機、汽車零部件及農機具等。
5）蠕墨鑄鐵
將灰口鑄鐵鐵水經蠕化處理后獲得，析出的石墨呈蠕蟲狀。力學性能與球墨鑄鐵相近，鑄造性能介于灰口鑄鐵與球墨鑄鐵之間。用于制造汽車的零部件。
6）合金鑄鐵
普通鑄鐵加入適量合金元素（如硅、錳、磷、鎳、鉻、鉬、銅、鋁、硼、釩、錫等）獲得。合金元素使鑄鐵的基體組織發(fā)生變化，從而具有相應的耐熱、耐磨、耐蝕、耐低溫或無磁等特性。用于制造礦山、化工機械和儀器、儀表等的零部件。
2、鑄鋼
用以澆注鑄件的鋼。鑄造合金的一種。鑄鋼分為鑄造碳鋼、鑄造低合金鋼和鑄造特種鋼3類。
以碳為主要合金元素并含有少量其他元素的鑄鋼。含碳小于0.2％的為鑄造低碳鋼，含碳0.2％～0.5％的為鑄造中碳鋼，含碳大于0.5％的為鑄造高碳鋼。隨著含碳量的增加，鑄造碳鋼的強度增大，硬度提高。鑄造碳鋼具有較高的強度、塑性和韌性，成本較低，在重型機械中用于制造承受大負荷的零件，如軋鋼機機架、水壓機底座等；在鐵路車輛上用于制造受力大又承受沖擊的零件如搖枕、側架、車輪和車鉤等。
2）鑄造低合金鋼
含有錳 、鉻、銅等合金元素的鑄鋼。合金元素總量一般小于5％，具有較大的沖擊韌性，并能通過熱處理獲得更好的機械性能。鑄造低合金鋼比碳鋼具有較優(yōu)的使用性能，能減小零件質量，提高使用壽命。
3）鑄造特種鋼
為適應特殊需要而煉制的合金鑄鋼，品種繁多，通常含有一種或多種的高量合金元素，以獲得某種特殊性能。例如 ，含錳11％～14％的高錳鋼能耐沖擊磨損，多用于礦山機械、工程機械的耐磨零件；以鉻或鉻鎳為主要合金元素的各種不銹鋼，用于在有腐蝕或650℃以上高溫條件下工作的零件，如化工用閥體、泵、容器或大容量電站的汽輪機殼體等。
3、精密鑄造
精密鑄造是相對于傳統(tǒng)的鑄造工藝而言的一種鑄造方法。它能獲得相對準確地形狀和較高的鑄造精度。較普遍的做法是：首先根據產品要求設計制作（需要留有余量）的模具，用壓鑄的方法鑄蠟，獲得原始的蠟模；在蠟模上重復涂料與撒砂工序，硬化型殼及干燥；再將內部的蠟模溶化掉，是為脫蠟，獲得型腔；焙燒型殼以獲得足夠的強度，燒掉殘余的蠟質、因為形狀的原因無法脫出的蠟和涂料中的雜質，形成透氣孔（非常微小），減少與金屬材料“熔”液的溫度差（避免或減少縮松、縮孔）；澆注所需要的金屬材料；脫殼后清沙，從而獲得高精度的成品。根據產品需要或進行熱處理與冷加工。
第二部分 船用鑄鋼件產品生產技術發(fā)展趨勢 分析
第一節(jié) 產品生產技術發(fā)展現狀
1、鑄鋼的鑄造生產技術特點
鑄鋼的機械性能比鑄鐵高，但其鑄造性能卻比鑄鐵差。因為鑄鋼的熔點較高，鋼液易氧化、鋼水的流動性差、收縮大，其體收縮率為10～14%，線收縮為1.8～2.5%。為防止鑄鋼件產生澆不足、冷隔、縮孔和縮松、裂紋及粘砂等缺陷，必須采取比鑄鐵復雜的工藝措施：
1）由于鋼液的流動性差，為防止鑄鋼件產生冷隔和澆不足，鑄鋼件的壁厚不能小于8mm；澆注系統(tǒng)的結構力求簡單、且截面尺寸比鑄鐵的大；采用干鑄型或熱鑄型；適當提高澆注溫度，一般為1520°～1600℃，因為澆注溫度高，鋼水的過熱度大、保持液態(tài)的時間長，流動性可得到改善。但是澆溫過高，會引起晶粒粗大、熱裂、氣孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形狀復雜的鑄件，其澆注溫度約為鋼的熔點溫度+150℃；大型、厚壁鑄件的澆注溫度比其熔點高出100℃左右。
2）由于鑄鋼的收縮大大超過鑄鐵，為防止鑄件出現縮孔、縮松缺陷，在鑄造工藝上大都采用冒口和、冷鐵和補貼等措施，以實現順序凝固。見下圖：
大型鑄鋼齒輪坯
2、薄壁鑄鋼件的澆注系統(tǒng)
鑄鋼齒輪的輪轂處屬于熱節(jié)，且在輪緣處也易形成縮孔。為保證這兩個部位能充分補縮，采用了冒口和冷鐵，實現了從輪緣到輪轂的順序凝固。對薄壁或易產生裂紋的鑄鋼件，一般采用同時凝固原則。開設足夠多的內澆口，使鋼液迅速、均勻地充滿鑄型。
此外，為防止鑄鋼件產生縮孔、縮松、氣孔和裂紋缺陷，應使其壁厚均勻、避免尖角和直角結構、在鑄型用型砂中加鋸末、在型芯中加焦炭、以及采用空 心型芯和油砂芯等來改善砂型或型芯的退讓性和透氣性。
第二節(jié) 產品生產工藝特點或流程
鑄鋼件均應在熱處理后使用。因為鑄態(tài)下的鑄鋼件內部存在氣孔、裂紋、縮孔和縮松、晶粒粗大、組織不均及殘余內應力等鑄造缺陷，使鑄鋼件的強度、尤其是塑性和韌性大大降低。
為細化晶粒、均勻組織及消除內應力，鑄鋼件必須進行正火或退火處理。正火處理后的鋼，其機械性能較退火后的高，成本也較低，所以應用較多。但由于正火處理會引起較退火大的內應力，只適用于含碳量小于0.35%的鑄鋼件。因為低碳鑄鋼件的塑性好，冷卻時不易開裂。為減小內應力，鑄鋼件在正火后，還應進行高溫回火。對于含碳量≥0.35%的、結構復雜及易產生裂紋的鑄鋼件，只能進行退火處理。鑄鋼件不宜淬火，否則極易開裂。
鑄造生產中，要對鑄件的質量進行控制與檢驗。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。對鑄件的內部質量，可用音頻、超聲、渦流、X射線和γ射線等方法來檢查和判斷。
第三節(jié) 國內外生產技術發(fā)展趨勢 分析
近十多年來的技術進步,使鑄件的產量和質量迅速提高,國內一些工廠的鑄鋼件的生產技術完全達到了發(fā)達國家的水平,并大量出口。長期以來一直使用的ZG230-450已被符合美國AAR-M201標準的低合金鋼所取代,水爆清砂工藝已被禁止使用,多種造型新工藝如有機酯硬化水玻璃砂工藝、真空造型工藝已成功地用于制造各種鉛用鑄鋼件,使用了三十多年的普通CO2-水玻璃砂造型將迅速被淘汰。
今后的船用鑄鋼件的技術發(fā)展趨勢一定是向著高科技的方向發(fā)展，生產技術，加工工藝更先進，加工工序更嚴格，新技術普及化程度也會越來越高，同時會替代那些已經過時的技術，使得船用鑄鋼件產品更具有優(yōu)勢和競爭力。
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