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球铁铸件微观凝固过程与制作过程

日期：2024-10-09 04:29点击：次
其一、球墨铸铁的微观凝固过程 从20世纪80年代开始，很多学者对球墨铸铁的微观凝固过程提出新的认识，包括：①亚共晶球墨铸铁，先析出初生奥氏体。共晶球墨铸铁，在非平衡凝固

 其一、球墨铸铁的微观凝固过程

从20世纪80年代开始，很多学者对球墨铸铁的微观凝固过程提出新的认识，包括：①亚共晶球墨铸铁，先析出初生奥氏体。共晶球墨铸铁，在非平衡凝固条件下，首先析出初生奥氏体。过共晶球墨铸铁则首先析出初生石墨球。②共晶结晶时，发生离异共晶。共晶奥氏体与石墨球分别单独形核。③初生枝晶和晕圈枝晶交替生长，促成石墨球周围奥氏体壳形成。奥氏体以石墨生长面为衬底形核、生长，在初生石墨球周围形成环状封闭奥氏体壳。④由于石墨漂浮、枝晶下沉及熔体对流等原因，石墨球与奥氏体发生碰撞，形成共晶晶粒。基于这些新的认识，可以将球墨铸铁的微观凝固过程近似表述为，当温度下降到液相线温度以下某一温度时，亚共晶球墨铸铁有初生奥氏体枝晶、共晶和过共晶球墨铸铁有初生石墨球在液相中析出。共晶结晶时，共晶奥氏体与石墨球分别单独形核。
石墨球在液体中自由长大到一定尺寸后，在石墨球外围形成奥氏体晕圈。同时奥氏体按枝晶状方式生长，并逐渐在枝晶旁析出石墨球。石墨球与奥氏体枝晶的碰撞与接触形成共晶晶粒，石墨球被奥氏体包围。碳原子通过奥氏体壳向石墨球扩散，石墨球得到显著长大。随着温度降低，石墨-奥氏体共晶晶粒不断长大，游离奥氏体也会自由生长。当所有液相变成固相后，凝固结束。对球墨铸铁凝固过程的认识建立在球墨铸铁属于离异共晶以及熔液内存在运动两个事实的基础上，强调奥氏体枝晶的单独存在和它在凝固过程中的作用。采用着色腐蚀技术，金相显示了球墨铸铁缩松区中奥氏体枝晶的组织形貌，分析了球铁缩松的形成机制。研究表明，奥氏体枝晶对缩松缺陷的类型及形成机制具有显著影响。可见，缩松形成于上述形成过程的第二阶段，枝晶形成骨架后，凝固较早的区域对热中心的异地抽吸液体流动是球铁缩松形成的主要原因。并且，随冷却速度增大，枝晶析出量增大，而石墨析出量减小，共晶前期凝固收缩增大，缩松倾向也增大。指出宏观缩松常常出现在枝晶晶簇间隙，产生于共晶凝固前期树枝晶骨架形成后，是异地凝固收缩造成对热节中心(厚壁处)铁液抽吸流动的结果；微观缩松是于凝固末期，晶簇间隙中的凝固收缩得不到补偿而产生的微小孔洞；枝晶数量增多，形态趋于发达，液态金属异地抽吸作用增强，易于形成宏观缩松；反之，枝晶数量减少，形态粗壮，倾向于形成显微缩松。
其二、球墨铸件的制作过程
球墨铸件在浇注开始，尤其是在金属液刚触碰泡沫塑料的时候，因为模样材料气化而产生大量气体。尽量选用底注包，因为它的金属液热损失小、压头大，浇注速度快，渣子浮在金属液表面上，浇注钢水也比较干净。因为设备条件的限制，所以对一般中小机床铸件可以使用转包浇注。
操控型砂或芯砂中发气物质的含量，湿型砂的含水量不能过高，造型与修模时脱模剂和用水量不能过多。砂芯一定要烘干，但是不适合存放太长时间，隔天运用的砂芯在用前要回炉烘干，以防砂芯吸潮，不运用受潮、生锈的冷铁和芯撑等。
球墨铸铁确实有一定的独特性，但是也无法避免在加工之后还要进行清理，目的是为了清除制作过程中留下的各种残留物，使球墨铁铸件加工达到满意的品质。
通过清洗，直接能去除的只是球墨铸铁件外表的灰尘，因为它是在有尘土的地方进行制作，所以铸件会有粉尘也是很正常。虽然球墨铸铁件上的粉尘可以用水或碱性溶液去掉，但是要注意，如果是有附着力的尘土需要用高压水或蒸气进行清理。
不仅如此，通过有效的清洁方式还能够去除球墨铸铁件加工的外表浮铁粉或嵌入的铁，这些游离铁不及时清除的话，都会成为导致铸铁件腐蚀的罪魁祸首。
除了上述几种残留物需要清除干净之外，球墨铸铁件加工表面的划痕、锈斑也要清理。但是只靠水的清洁是远远不够的，还需要采用机械方式，比如打磨、抛光等等，才能使球墨铸铁件恢复光滑的表面。
球墨铸铁件加工的过程中，由于某些技术还没有广泛应用，使得铸件质量达不到一定的要求。但是有了表面微孔浸渗技术以后，很多难题都可以妥善的解决，由此可以生产成型理想的球墨铸铁件。
目前，球墨铸铁件加工的时候一般都会采用表面微孔渗透技术，从而获得优异的生产效果。
球墨铸铁件的制作过程中经常会出现一些缺陷，所生产的铸铁会因为补缩不良而出现缩孔、缩松等缺点，所以要开展铸造过程数值模拟，就是指使用数值类比技术。
在计算机的虚拟环境下模拟真实铸件形成过程，包含金属液体的充型经过、冷却凝固过程、应力形成、判断成型过程中重要原素的影响程度，预测组织、性能和可能出现的缺点，为优化工艺减少废品提供依据。
球墨铸铁的综合性能接近于钢，已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。球墨铸铁以其优良的性能，在使用中有时可以代替昂贵的铸钢和锻钢，球墨铸件在机械制造工业中得到广泛应用。
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