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球墨铸件控制冷却工艺和小型缩松和缩凹的解决办法

日期：2026-01-16 14:48点击：次
(一)、球墨铸铁件控制冷却工艺 当前，随着科学技术的迅猛发展，各种高性能的铸造合金不断开发和推广应用，尤其是各种轻合金球墨铸铁件的应用发展很快，但是，由于组织中含石墨

 (一)、球墨铸铁件控制冷却工艺

当前，随着科学技术的迅猛发展，各种高性能的铸造合金不断开发和推广应用，尤其是各种轻合金球墨铸铁件的应用发展很快，但是，由于组织中含石墨的铸铁具有多种的性能，在当前的技术条件下，仍然是用量较大、较重要的铸造合金。
与控制冷却工艺相关的是组织中含游离石墨的各种铸铁，包括灰铸铁、球墨铸件和蠕墨铸铁，不涉及组织中不含游离石墨的其他多种铸铁。为方便起见，这里简称为“石墨铸铁”，其含义是组织中含游离石墨的铸铁。
石墨铸铁的历史悠久、应用范围宽广、用量又非常之大，这当然要归功于各国铸造业界长期以来持续不断地进行大量的研究工作，但是，尽管经历了近3000年的应用和发展，迄今为止，对它的认识仍然是非常浅薄的，其潜在的功能远没有充分发挥，研究、开发的空间仍然非常广阔。石墨球墨铸铁件凝固以后的冷却条件，对材料的性能和球墨铸铁件的质量都有重要的影响，但是，此前在这方面是很难控制的。
近年来，检测方法、模拟技术和监控手段等方面发展迅猛，其应用日益广泛，在此基础上，一些工业国家开始意识到，对于石墨铸铁，如果先按其成分和对材料要求绘出相应的冷却曲线、连续冷却变态曲线(CCT曲线)或等温变态曲线(TTT曲线)，再根据球墨铸铁件凝固后的冷却条件，实际测定冷却过程中各部位温度的变化，然后，采用可控的冷却方式，使球墨铸铁件各部位按设定的冷却速率冷却。按照这种方法处理得当，就可以得到以下令人瞩目的效果:
1)使球墨铸铁件在冷却过程中各部位的温差很小，这样，结构复杂、壁厚差别较大的球墨铸铁件也不需要消 除内应力的退火；
2)生产球墨铸铁件，不必加人Cu，Sn之类的合金元素，即可使基体组织全部为珠光体，并提高其强度；
3)生产球墨铸铁件，无需采用后续热处理即可使其基体组织符合要求；
4)生产ADI球墨铸铁件，不必进行等温淬火就可得到奥铁体基体组织。
(二)、小型减速机壳铸件缩松和缩凹的解决办法
小型减速机壳铸件出现缩松和缩凹缺陷，在合计设计铸造工艺、冒口及合理控制浇注温度外，主要从以下两方面采取措施。
控制铁液硅含量，避免铁液硅含量过高增大铁液的共晶凝固范围。硅是促进石墨化的元素，促进碳原子共晶、共析过程中碳原子向石墨球积聚，较高的硅含量可以直接带来较多的石墨球数、铁素体量。但随着硅含量的增加，铁液共晶过程中的凝固范围加宽及早期石墨相的析出增加，增大减速机壳铸件缩松、缩凹缺陷倾向。硅含量的水平应满足避免产生碳化物和提高铁素体以得到合格机械性能的要求，同时要避免过量。为了减小缩松，建议在碳当量一定时采用较大的碳含量和较小的硅含量。
碳提供膨胀作用，同时合理的硅含量能避免引起过度的初始膨胀作用(起不到补缩作用)，增加铁液后期凝固时的膨胀作用。
综合考虑，中小壁厚减速机壳铸件为防止缩松、缩凹缺陷，硅含量控制在2.5%~2.8%比较合适。铸造厂在生产低牌号小型薄壁减速机壳铸件时，常常通过提高硅含量的办法避免出现白口和保证延伸率，很多铸造厂将减速机壳铸件含硅量提高到2.9%~3.2%，从而使铁液共晶凝固范围过宽，增大了减速机壳铸件缩松和缩凹缺陷产生的倾向，导致减速机壳铸件产生缩松和缩凹缺陷。中小型减速机壳铸件在实际生产中出现缩松和缩陷缺陷时，往往受工艺和减速机壳铸件的结构等影响，特别是覆膜砂壳型工艺和采用茹土砂垂直线生产小型减速机壳铸件时，不易采用冒口和冷铁工艺，此时控制铁液的硅含量在合理的范围之内，降低铁液的共晶凝固范围，是解决减速机壳铸件缩松和缩凹缺陷的办法。
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