与铸铁性能相似，但比铸铁强度好。铸钢件造型工艺的基本原则:质量要求高的面或主要加工面应放在下面;大平面应放在下面;薄壁部分应放在下面;厚大部分应放在上面;应尽量减少砂芯的数量;应尽量采用平直的分型面。铸钢件在铸造过程中易出现气泡、角度定位不准确等缺点，在长期使用中就有可能出现机壳断裂的现象。

铸钢件的产量仅次于铸铁，约占铸件总产量的15%。铸钢件主要应用于强度、塑性和韧性要求更高的机器零件。铸钢件造型工艺的基本原则：质量要求高的面或主要加工面应放在下面。

铸钢件

steel casting

用铸钢制造的零件

碳素铸钢，合金铸钢

铸钢件均在热处理后使用

安全生产技术

碳素铸钢

一般的，低碳钢ZG15的熔点较高、铸造性能差，仅用于制造电机零件或渗碳零件;中碳钢ZG25~ZG45，具有高于各类铸铁的综合性能，即强度高、有优良的塑性和韧性，因此适于制造形状复杂、强度和韧性要求高的零件，如火车车轮、锻锤机架和砧座、轧辊和高压阀门等，是碳素铸钢中应用最多的一类;高碳钢ZG55的熔点低，其铸造性能较中碳钢的好，但其塑性和韧性较差，仅用于制造少数的耐磨件。

合金铸钢

根据合金元素总量的多少，合金铸钢可分为两低合金钢和高合金钢大类。

1)低合金铸钢，我国主要应用锰系、锰硅系及铬系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用来制造齿轮、水压机工作缸和水轮机转子等零件，而ZG40Cr1常用来制造高强度齿轮和高强度轴等重要受力零件。

2)高合金铸钢，具有耐磨、耐热或耐腐蚀等特殊性能。如高锰钢ZGMn13，是一种抗磨钢，主要用于制造在干磨擦工作条件下使用的零件，如挖掘机的抓斗前壁和抓斗齿、拖拉机和坦克的履带等;铬镍不锈钢ZG1Cr18Ni9和铬不锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等，对硝酸的耐腐蚀性很高，主要用于制造化工、石油、化纤和食品等设备上的零件。

铸钢的铸造工艺特点

铸钢的机械性能比铸铁高，但其铸造性能却比铸铁差。因为铸钢的熔点较高，钢液易氧化、钢水的流动性差、收缩大，其体收缩率为10~14%，线收缩为1.8~2.5%。为防止铸钢件产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、裂纹及粘砂等缺陷，必须采取比铸铁复杂的工艺措施:

1、由于钢液的流动性差，为防止铸钢件产生冷隔和浇不足，铸钢件的壁厚不能小于8mm;浇注系统的结构力求简单、且截面尺寸比铸铁的大;采用干铸型或热铸型;适当提高浇注温度，一般为1520°~1600℃，因为浇注温度高，钢水的过热度大、保持液态的时间长，流动性可得到改善。但是浇温过高，会引起晶粒粗大、热裂、气孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形状复杂的铸件，其浇注温度约为钢的熔点温度+150℃;大型、厚壁铸件的浇注温度比其熔点高出100℃左右。

2、由于铸钢的收缩大大超过铸铁，为防止铸件出现缩孔、缩松缺陷，在铸造工艺上大都采用冒口和、冷铁和补贴等措施，以实现顺序凝固。

此外，为防止铸钢件产生缩孔、缩松、气孔和裂纹缺陷，应使其壁厚均匀、避免尖角和直角结构、在铸型用型砂中加锯末、在型芯中加焦炭、以及采用空心型芯和油砂芯等来改善砂型或型芯的退让性和透气性。

铸钢的熔点高，相应的其浇注温度也高。高温下钢水与铸型材料相互作用，极易产生粘砂缺陷。因此，应采用耐火度较高的人造石英砂做铸型，并在铸型表面刷由石英粉或锆砂粉制得的涂料。为减少气体来源、提高钢水流动性及铸型强度，大多铸钢件用干型或快干型来铸造，如采用CO2硬化的水玻璃砂型。

热处理

铸钢件均应在热处理后使用。因为铸态下的铸钢件内部存在气孔、裂纹、缩孔和缩松、晶粒粗大、组织不均及残余内应力等铸造缺陷，使铸钢件的强度、尤其是塑性和韧性大大降低。

为细化晶粒、均匀组织及消除内应力，铸钢件必须进行正火或退火处理。正火处理后的钢，其机械性能较退火后的高，成本也较低，所以应用较多。但由于正火处理会引起较退火大的内应力，只适用于含碳量小于0.35%的铸钢件。因为低碳铸钢件的塑性好，冷却时不易开裂。为减小内应力，铸钢件在正火后，还应进行高温回火。对于含碳量≥0.35%的、结构复杂及易产生裂纹的铸钢件，只能进行退火处理。铸钢件不宜淬火，否则极易开裂。

铸钢的熔炼

铸钢的熔炼一般采用平炉，电弧炉和感应炉等。平炉的特点是容量大、可利用废钢作原料、能准确控制钢的成分并能熔炼优质钢及低合金钢，多用于熔炼质量要求高的、大型铸钢件用的钢液。

三相电弧炉的开炉和停炉操作方便，能保证钢液的成分和质量、对炉料的要求不甚严格、容易升温，故能炼优质钢、高级合金钢和特殊钢等，是生产成型铸钢件的常用设备。

此外，采用工频或中频感应炉，能熔炼各种高级合金钢和碳含量极低的钢。感应炉的熔炼速度快、合金元素烧损小、能源消耗少、且钢液质量高，即杂质含量少、夹杂少，适于小型铸钢车间采用。

铸钢的分类

按照化学成分铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。

产量

2011年1-10月份中国铸钢件产量为9020786吨，其中10月份铸钢件产量为970123.5吨。

2012年我国铸钢件总产量较2011年有所增长，这对于国内相关下游企业的需求有很大的帮助。据悉，2012年12月份，我国生产铸钢件量为99.99万吨，同比增长了1.34%;2012年1月份至12月份，全国铸钢件生产总产量达到1106.8万吨，同比增长了11.56%。

从各省市的铸钢件产量来看，2012年1月份至12月份，河南省铸钢件的总产量达到236.18万吨，同比增长了4.64%，占全国总产量的21.34%。紧随其后的是江苏省、辽宁省以及安徽省，分别占总产量的10.82%、8.04%以及6.91%。

2012年，江苏铸钢件总产量为1198067.098吨，全年增长率为46.36%，其中十二月份铸钢件产量为78662.56吨，同比增长2.05%，总体产量呈增长趋势;

2012年，河南省铸钢件总产量为2361794.41吨，全年增长率为4.64%，其中十二月份铸钢件产量同期有所下降，产量为214066.79吨，同比下降4.03%，其总体产量呈增长趋势。

2012年，湖北省铸钢件总产量为221702.4吨，产量同比下降1.93%，其中12月份产量为24500.89吨，产量同比下降6.04%。

2012年1-12月份，广西铸钢件产量为572113.51吨。

去年，北京市铸钢件年产总量为10923.36吨，增长0.72%，其中，十二月份产量为1181.67吨，同比增长7.19%。

2012年，天津市铸钢件总产量43251.07吨，其中12月份产量为3861.32吨，同比产量下降24.59%。

2012年我国多数省区铸钢件产量都呈现下降趋势，以广东地区为例，去年一到十二月份全省铸钢件总产量为207464.08吨，同比铸钢件产量下降10.88%，其中十二月份铸钢件产量为19347.08吨，同比产量下降5.54%。

2013年1月份至2月份广西地区的铸钢件产量为34074.6吨，同比增长了0.02%，增长幅度不明显。

2013年1月份至2月份吉林省铸钢件为29338吨，同比下降34.24%，下降幅度较大，铸钢企业接单不佳，订单多以年前订单为主，整体市场疲软不堪。

2013年1-2月安徽省铸钢件为113911.77吨，同比下降1.99%。

2013年1-2月份四川地区铸钢件产量为102207.59吨，同比2012年下降了1.58%。

2013年1-2月我国铸钢件总产量为159.37万吨，同比2012年下降了3.89%，从各省市的产量来看，2013年1-2月河南省铸钢件的产量为36.95万吨，同比下降了12.43%，占全国总产量的23.19%。紧随其后的是江苏省、辽宁省和安徽省，分别占总产量的11.04%、9.60%和7.15%。

2013年1-2月宁夏铸钢件为6241.84吨，同比下降27.1%。

我国铸钢件总产量在2013年年初两个月的总产量为159.37万吨，同比2012年的下降了将近四个百分点，而从各省市铸钢件产量来看，年初宁夏铸钢件产量为6241.84吨，同比下降27.1%;河南省铸钢件的产量为36.95万吨，同比下降了12.43%，占全国总产量的23.19%;四川地区铸钢件产量为102207.59吨，同比2012年下降了1.58%;而安徽省铸钢件为113911.77吨，同比下降1.99%。

制造技术

对于强度、塑性和韧性要求更高的机器零件，需要采用铸钢件。铸钢件的产量仅次于铸铁，约占铸件总产量的15%。

一、按照化学成分铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。其中以碳素铸钢应用最广，占铸钢总产量的80%以上。

1、碳素铸钢

一般的，低碳钢ZG15的熔点较高、铸造性能差，仅用于制造电机零件或渗碳零件;中碳钢ZG25~ZG45，具有高于各类铸铁的综合性能，即强度高、有优良的塑性和韧性，因此适于制造形状复杂、强度和韧性要求高的零件，如火车车轮、锻锤机架和砧座、轧辊和高压阀门等，是碳素铸钢中应用最多的一类;高碳钢ZG55的熔点低，其铸造性能较中碳钢的好，但其塑性和韧性较差，仅用于制造少数的耐磨件。

2、合金铸钢

根据合金元素总量的多少，合金铸钢可分为两低合金钢和高合金钢大类。

1)低合金铸钢，我国主要应用锰系、锰硅系及铬系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用来制造齿轮、水压机工作缸和水轮机转子等零件，而ZG40Cr1常用来制造高强度齿轮和高强度轴等重要受力零件。

2)高合金铸钢，具有耐磨、耐热或耐腐蚀等特殊性能。如高锰钢ZGMn13，是一种抗磨钢，主要用于制造在干磨擦工作条件下使用的零件，如挖掘机的抓斗前壁和抓斗齿、拖拉机和坦克的履带等;铬镍不锈钢ZG1Cr18Ni9和铬不锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等，对硝酸的耐腐蚀性很高，主要用于制造化工、石油、化纤和食品等设备上的零件。

二、铸钢的铸造工艺特点

铸钢的机械性能比铸铁高，但其铸造性能却比铸铁差。因为铸钢的熔点较高，钢液易氧化、钢水的流动性差、收缩大，其体收缩率为10~14%，线收缩为1.8~2.5%。为防止铸钢件产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、裂纹及粘砂等缺陷，必须采取比铸铁复杂的工艺措施:

1、由于钢液的流动性差，为防止铸钢件产生冷隔和浇不足，铸钢件的壁厚不能小于8mm;浇注系统的结构力求简单、且截面尺寸比铸铁的大;采用干铸型或热铸型;适当提高浇注温度，一般为1520°~1600℃，因为浇注温度高，钢水的过热度大、保持液态的时间长，流动性可得到改善。但是浇温过高，会引起晶粒粗大、热裂、气孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形状复杂的铸件，其浇注温度约为钢的熔点温度+150℃;大型、厚壁铸件的浇注温度比其熔点高出100℃左右。

2、由于铸钢的收缩大大超过铸铁，为防止铸件出现缩孔、缩松缺陷，在铸造工艺上大都采用冒口和、冷铁和补贴等措施，以实现顺序凝固。

此外，为防止铸钢件产生缩孔、缩松、气孔和裂纹缺陷，应使其壁厚均匀、避免尖角和直角结构、在铸型用型砂中加锯末、在型芯中加焦炭、以及采用空心型芯和油砂芯等来改善砂型或型芯的退让性和透气性。

铸钢的熔点高，相应的其浇注温度也高。高温下钢水与铸型材料相互作用，极易产生粘砂缺陷。因此，应采用耐火度较高的人造石英砂做铸型，并在铸型表面刷由石英粉或锆砂粉制得的涂料。为减少气体来源、提高钢水流动性及铸型强度，大多铸钢件用干型或快干型来铸造，如采用CO2硬化的水玻璃砂型。

三、铸钢件的热处理

铸钢件均应在热处理后使用。因为铸态下的铸钢件内部存在气孔、裂纹、缩孔和缩松、晶粒粗大、组织不均及残余内应力等铸造缺陷，使铸钢件的强度、尤其是塑性和韧性大大降低。

为细化晶粒、均匀组织及消除内应力，铸钢件必须进行正火或退火处理。正火处理后的钢，其机械性能较退火后的高，成本也较低，所以应用较多。但由于正火处理会引起较退火大的内应力，只适用于含碳量小于0.35%的铸钢件。因为低碳铸钢件的塑性好，冷却时不易开裂。为减小内应力，铸钢件在正火后，还应进行高温回火。对于含碳量≥0.35%的、结构复杂及易产生裂纹的铸钢件，只能进行退火处理。铸钢件不宜淬火，否则极易开裂。

四、铸钢的熔炼

铸钢的熔炼一般采用平炉，电弧炉和感应炉等。平炉的特点是容量大、可利用废钢作原料、能准确控制钢的成分并能熔炼优质钢及低合金钢，多用于熔炼质量要求高的、大型铸钢件用的钢液。

三相电弧炉的开炉和停炉操作方便，能保证钢液的成分和质量、对炉料的要求不甚严格、容易升温，故能炼优质钢、高级合金钢和特殊钢等，是生产成型铸钢件的常用设备。

此外，采用工频或中频感应炉，能熔炼各种高级合金钢和碳含量极低的钢。感应炉的熔炼速度快、合金元素烧损小、能源消耗少、且钢液质量高，即杂质含量少、夹杂少，适于小型铸钢车间采用。

工艺要点

铸钢件造型工艺的基本原则:质量要求高的面或主要加工面应放在下面;大平面应放在下面;薄壁部分应放在下面;厚大部分应放在上面;应尽量减少砂芯的数量;应尽量采用平直的分型面。

铸钢件造型工艺的基本要求:木模:要求轮廓完整，无裂纹、无破损、无残缺，表面光洁，尺寸符合铸造工艺图纸要求，并经常进行尺寸校验。砂箱:砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定，大、中型砂箱应焊接箱筋。

造型工艺的浇注系统

根据铸件的结构特点的工艺要求，选择适宜的浇注系统，通常采用顶注式、底注式。

(1)浇注系统设置基本原则:浇口、冒口安放位置合理，大小适宜不妨碍铸件收缩，便于排气、落砂和清理，应使铸型尺寸尽量减少，简化造型操作，节省型砂用量和降低劳动强度。

(2)内浇道位置的注意事项:内浇道不应设在铸件重要部位;应使金属液流至型腔各部位的距离最短;应不使金属液正面冲击铸型和砂芯;应使金属液能均匀分散，快速地充满型腔;不要正对铸型中的冷铁和芯撑。

造型工艺的冒口设置

(1)冒口设置基本原则:根据铸件的结构和工艺要求正确选择冒口的形状、大小和安放位置;根据冒口的有效补缩范围合理地确定冒口数量;

(2)冒口设置基本要求:对于壁厚不均匀的铸件，每个热节部位都必须设置冒口;应尽量设置在铸件被补缩部位的顶部或近旁;当铸件在不同高度上有热节需要补缩时，可设置多个冒口，但各冒口的补缩区必须隔开;冒口最好不设置在铸件重要的或受力较大的部位;应尽量使内浇道通过冒口;冒口应尽量不设置在铸件应力集中处;冒口最好设置在铸件需要机械加工的表面上。

修复冷轧机架铸钢件常见缺陷有方法

冷轧机是冷轧带钢的主体轧制设备，其机架主要采用铸钢制造，但铸钢件在制造的过程中通常会发生各种铸造缺陷，虽然要对缺陷进行修复，然而修复起来还大有学问。

首先，修复方法，采用焊接修复其方式主要是手工电弧焊、气体保护焊或者氩弧焊;其次，清除方法，清除方法主要针对内部缺陷和表面缺陷，内部缺陷采用铣床加工的方法，表面缺陷，对于点状分散表面缺陷选择手枪钻或镗铣床加工方法挖除，对于砂眼则采取先用洋冲对砂眼敲击使之疏松，再用合金磨头打磨除去，对于聚集成块区域的，用镗铣床加工去除。最后清除干净进行焊接。精加工后表面仍有微小缺陷的可采用氩弧焊直接对这些区域进行补焊，然后抛光。通过以上方式可以修复冷轧机架铸钢件的常见缺陷。

生产中清理环节的注意事项和要求

铸钢件清理注意事项及其要求:

铸钢件在未完全凝固前，不能搬动铸件，也不准在600℃以上喷水强冷。铸件一般经自然冷却2-3小时后进行清件。

(一)工作流程

清理铸件表面、型腔废砂→气割铸件浇口、冒口、毛刺→再次清理铸件残砂→焊补铸件→打磨铸件→质量验收

(二)操作方法及质量标准

1、准备工作

按照要求佩戴好劳保用品，并对工作环境进行安全确认;准备好所用机器设备和工具，并认真检查，确保机器设备、工具完好，能正常、安全运行和使用。

2、正常操作

(1)利用风镐或水清砂机进行铸件废砂清理。

(2)铸件废砂清理完毕，按照《气割安全技术操作规程》操作割枪，切割铸件浇口、冒口、飞边、毛刺。

(3)铸件切割完毕，符合要求。按照《电焊工安全技术操作规程》操作电焊机，对铸件残缺部位进行焊补，确保铸件完整。

(4)焊补完毕，复合工艺要求。利用砂轮机对铸件切割、焊补等部位进行打磨处理，保证切割部位和焊补部位光洁、平整。

(5)打磨完毕，进行验收，准备热处理

生产中浇注工艺操作的注意事项和要求

浇注工艺是铸钢件整个生产流程中至关重要的一个环节，如果该环节没有处理得当铸造出合格的铸钢件很困难，因此在铸钢件生产中，应该严格按照要求来进行浇注环节各项操作。

首先，在浇注前企业应该做足准备工作，以保证后续的浇注操作能够顺利进行。浇注前准备工作包括:a.清理浇注场地，保证浇注流程安全顺利完成。b.检查浇包的修理质量、烘干预热情况及运输与倾转机构的灵活性和可靠牲;c.了解浇注合金的种类，估算待浇注铸型的数量和所需金属液的重量，防止浇注中存在金属液不足、铸型数量不够的现象。

为了获得合格的铸钢件，严格控制浇注温度、浇注速度，严格遵守浇注操作规程很关键。

(1)就浇注温度而言，浇注温度对铸件质量影响很大，应该根据合金种类、铸件结构和铸型特点确定合理的浇注温度范围。根据碳钢的型号选择合理的浇注温度，一般浇注温度在1540-1580℃(浇包内钢水温度)之间。

(2)就浇注速度而言，在保证型腔内的气体排出顺畅的条件下，对要求同时凝固的铸件可采用较高浇注速度，对要求实现顺序凝固的铸件，尽可能采用较低的浇注速度。

(3)就浇注操作要求而言一般需要按照以下几点来遵守:a.浇注大、中型铸钢件，钢水要在钢包内静置1-2min镇静后进行浇注。b.浇注后待铸件凝固完毕，要及时卸除压铁和箱卡，以减少铸件收缩阻力，避免铸件产生裂纹缺陷。

增碳缺陷的防治

消失模铸造中，铸钢件增碳缺陷的防治可从以下几个方面展开:

(1)选用低密度模料。采用EPS时模样密度控制在0.016~0.025克每立方厘米，改用低碳模料EPS(C8H8)改为EPMMA(C5H8)，这样减少模样的含碳量。也可以采用空心结构的模样和空心结构浇注系统。

(2)适宜的浇注温度和浇注速度，浇注系统的开设决定着钢液流向和速度;浇注温度提高，浇注速度也提高，模料分解加快，不易完全气化，产物中液相量也增加，同时，钢液与模样的间隙减少，液相分解物常被挤出间隙，挤到涂层和金属业之间，造成接触面增加，碳浓度增加，这些区域渗碳量就增加。

(3)选择合理浇注工艺。铸型及浇注工艺设计要能加速模料气化，减少及错开其分解产物中液相和固相接触和反应时间，可减少或避免钢件渗碳。

(4)提高涂层或干砂铸型的透气性，其透气性越好，模料分解的产物逸出越快，从而降低了钢液和模样的间隙中分解物浓度和接触时间。

(5)在模样中加入添加剂(脱碳剂)防止铸钢件渗碳。

(6)采用精塑模符合铸造工艺。

(7)使用防渗碳涂料。

的两种工艺措施和应用

铸钢件主要应用于强度、塑性和韧性要求更高的机器零件。其产量仅次于铸铁，约占铸件总产量的15%。

铸钢的机械性能比铸铁高，但其铸造性能却比铸铁差。因为铸钢的熔点较高，钢液易氧化、钢水的流动性差、收缩大，其体收缩率为10~14%，线收缩为1.8~2.5%。为防止铸钢件产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、裂纹及粘砂等缺陷，必须采取比铸铁复杂的工艺措施:

1、由于钢液的流动性差，为防止铸钢件产生冷隔和浇不足，铸钢件的壁厚不能小于8mm;浇注系统的结构力求简单、且截面尺寸比铸铁的大;采用干铸型或热铸型;适当提高浇注温度，一般为1520°~1600℃，因为浇注温度高，钢水的过热度大、保持液态的时间长，流动性可得到改善。但是浇温过高，会引起晶粒粗大、热裂、气孔和粘砂等缺陷。

因此一般小型、薄壁及形状复杂的铸件，其浇注温度约为钢的熔点温度+150℃;大型、厚壁铸件的浇注温度比其熔点高出100℃左右。

2、由于铸钢的收缩大大超过铸铁，为防止铸件出现缩孔、缩松缺陷，在铸造工艺上大都采用冒口和、冷铁和补贴等措施，以实现顺序凝固。

此外，为防止铸钢件产生缩孔、缩松、气孔和裂纹缺陷，应使其壁厚均匀、避免尖角和直角结构、在铸型用型砂中加锯末、在型芯中加焦炭、以及采用空心型芯和油砂芯等来改善砂型或型芯的退让性和透气性。