第二章 零件的原始要求
2.1 零件铸造要求：
名称 滑动座 牌号 QT500-7 质量 (kg) 173 出品率 (%) 70 毛重 (kg) 247.1 产量 (件) 总耗铁量(kg) 2.2 结构如图1-1、1-2、1-3、1-4
图1-1
图1-2 图1-3
2.3 技术要求：
2.3.1 球墨铸铁符合标准GB/T1348-2009，必须保证机械性能； 2.3.2 球化等级需达4级以上；
2.3.3 凡有加工符号的表面需留有加工余量； 2.3.4 呋喃树脂砂造型；
2.3.5 铸造不得有砂眼、气孔、裂纹等缺陷；
2.3.6 未铸造圆角为R10-R15； 2.3.7 铸造后经退火或时效处理；
2.3.8 铸造公差等级ISO 8062 CT12级； 2.3.9 去毛刺，锐边锐角倒钝。
2.4 铸件材料：球铁
第三章 化学成分的选定
选择适当化学成分是保证铸铁得良好的组织状态和高性能的基本条件，化学成分的选择要有利于石墨的球化和获得满意的基体，以期获得所要求的性能，又能使铸件有良好的铸造性能。
3.1 基本元素的选定及作用
3.1.1 碳作用及选定
由于球状石墨对基体的削弱作用很小，故球墨铸铁中石墨数量的多少，对力学性能的影响不显著，当含碳量在3.2%~3.9%范围内变化时，对力学性能无明显的影响。所以确定碳含量时，主要从保证铸造性能考虑，为此将碳当量选择在共晶成分左右。具有共晶成分的铁液的流动性能最好，形成集中缩孔的倾向大，铸件组织的致密度高。当碳当量过低时，铸件易产生缩松和裂纹。但碳当量过高时，容易产生石墨漂浮的同时，一定程度上对球化有影响，其结果是使铸铁中夹杂物的数量增多，降低铸铁性能，而且污染工作环境。因此应控制含碳量在C3.5%~3.9%。
3.1.2 硅作用及选定
球墨铸铁中使铁素体增加的作用比灰铸铁大，所以硅含量的高低，直接影响球墨铸铁基体中的铁素体量。硅在球墨铸铁中对性能的影响很大，主要表现在硅对基体的固溶强化作用的同时，硅能细化石墨，提高石墨球的圆整度。所以球铁中的硅含量的提高，很大程度上提高强度指标，但硅又降低铸铁的韧性。球墨铸铁经过球化处理过的铁液有较大的结晶过冷和形成白口向，硅能够减少这种倾向。是硅量控制过高，大断面球铁中促使碎块状石墨的生成，降低铸件的力学性能。硅含量时，应按照高碳低硅的原则，一般当含碳量为C3.5%~3.8%时硅含量控制在Si1.5%~2.0%。
3.1.3 锰作用及选定
锰在球墨铸铁中起的作用与灰铸铁不同。灰铸铁中，锰除了强化铁素体和稳定珠光体外，还能减少硫的危害作用。球墨铸铁中，球化元素具有很强的脱硫能力，锰不再具有这种作用。由于锰具有严重的正偏析倾向，往往富集于共晶团晶界处，促使形成晶间碳化物，显著降低球墨铸铁的韧性。对含锰量的控制，依对基体的要求和铸件是否进行热处理而定。对于铸态铁素体球墨铸铁，通常控制在Mn0.3%~0.4%，对于热处状态铁素体球墨铸铁，可控制Mn<0.5%，对于珠光体球墨铸铁，可控制在Mn0.4%~0.8%。在球墨铸铁中，锰的偏析程度实际上受石墨球数量及大小的支配，如果把石墨球控制的较多，则可放宽对锰量的限制。因此锰含量可控制在Mn0.3%~0.8%。
3.1.4 磷作用及选定
磷在球墨铸铁中有严重的偏析倾向，易在晶界处形成磷共晶，严重降低球墨铸铁的韧性。磷还增大球墨铸铁的缩松倾向。当要求球墨铸铁有高的韧性时，磷的含量应严格控制，因此磷含量为P<0.08%。
3.1.5 硫作用及选定
球墨铸铁中的硫与球化元素有很强的化合能力，生成硫化物和硫氧化物，不仅消耗球化剂，造成球化不稳定，而且还使夹杂物数量增多，导致铸件缺陷，此外，还会使球化衰退速度加快，因此在球化处理之前应对原铁液的含硫量加以控制。熔炼中硫涉入从增碳剂中，过程控制尽可能降低原材料中硫含量的同时，采取炉前脱硫措施。因此控制硫含量为S<0.08%。
3.2 炉料的选择
3.2.1 各炉料的化学成分如表3-1
表3-1 各炉料成分
炉料 新生铁 回炉铁 废钢 硅铁 锰铁 化学成分（质量分数）（%） C 4.10 3.60 0.2 Si 0.80 2.22 0.36 75.00 Mn 0.60 0.62 0.64 68.20 P 0.08 0.09 0.05 S 0.03 0.03 0.03
3.2.2 常见元素在冲天炉熔炼过程中的增减率如表3-2
表3-2 常见元素在冲天炉熔炼过程中的增减率 增减情况 极限范围 一般范围 C S 炉料C<3.2% 炉料C>3.6% + (0~60) + (5~40) - (0~10) - (3~8) + - (10~50) - (0~40) (25~100) + (50~5) - (15~0) -(10~15) 0 Mn Si P 3.2.3 炉前添加合金元素的回收率如表3-3
表3-3 炉前添加合金元素的回收率
元素 Si Mn 添加合金 硅铁 锰铁 回收率 80~90 85~95 3.3 配料计算
首先考虑由于炉前球化孕育处理后，原铁液碳减少0.1%~0.2%，硅吸收0.8%，锰微增，磷微减，硫减少40%~80%，因此原铁液化学成分应控制在：C3.6%~4.1%、Si0.7%~1.3%、Mn<0.6%、P<0.08%、S<0.16%。 表3-4 铁液各元素含量如
元素 含量（%） C 3.6%~4.1% Si 0.7%~1.3% Mn <0.6% P <0.09% S <0.16% 3.3.1 计算炉料中各元素应有的含量，可用下公式计算
X炉料?X铁液1??
式中 X炉料——炉料中元素含量（%） X铁液 ——铁液中元素含量（%） ?——熔炼过程中元素增减量。
“+”号用于元素增加，“-”号用于元素减少。
经计算的炉料中各元素的含量为 ?Si炉料??Si铁液1???1.0%1?17.5%?1.21%
?Mn炉料??Mn铁液1???0.6%1?30%?0.86%
0.08.16%1?60%3.8%1?5% ?P炉料??P铁液1????0.08%
?S炉料??S铁液1????0.1%
?C炉料??C铁液1????3.62%
表3-5 要求炉料各元素含量
炉料各元素 含量（%） C 3.62% Si 1.210% Mn 0.86% P 0.08% S 0.1% 3.3.2 初步确定炉料配比并进行计算
首先确定回炉料配比。回炉料主要是指浇冒口、废铸件和冷铁液铸成的锭块等一切必须回炉重熔的铸铁。可假定球墨铸铁的回炉料为20%。
其次确定新生铁与废钢的配比。假设新生铁配比为x%,回炉料配比为y%，则废钢的配比为100-x-y。又设炉料所需含碳量为ω%，而新生铁、废钢、回炉料的含碳量分别为a%、b%、c%，由上表得知:a%=4.10%、b%=0.2%、c%=3.6%，所以：
新生铁配入的碳含量为?C新生铁?4.10%x 回炉料配入的碳含量为?C回炉料?3.6%y
（100-x?y） 废钢配入的碳含量为?C废钢?0.2%
因此，整个炉料配入碳含量为?C炉料??C新生铁??C回炉料??C废钢
即： 3.62%?100?4.1%x?0.2%(100?x?y)?3.6%y 其中y?20% 所以得x?70.3%
从而得到废钢的配比为：100?x?y?100?20?70.3?9.7%
初步确定炉料的配比如下表3-6
炉料 配比（%） 回炉料 20% 新生铁 70.3% 废钢 9.7% 3.3.3 确定配比并计算铁合金补加量
3.3.3.1核算硅量：确定硅铁加入的质量分数（D）。由新生铁、回炉铁、废钢配入的硅量为