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球墨铸铁件的轻量化方向以及缩孔缺陷原因分析

日期：2023-09-29 11:57点击：次
【一】、球墨铸铁件的轻量化方向 随着国家环保要求的日益严格，提高车辆的燃油经济性能、降低汽车有毒有害尾气的排放越来越迫切，实现汽车轻量化生产是达到上述要求的一项重要

 【一】、球墨铸铁件的轻量化方向

随着国家环保要求的日益严格，提高车辆的燃油经济性能、降低汽车有毒有害尾气的排放越来越迫切，实现汽车轻量化生产是达到上述要求的一项重要举措。而球墨铸铁件因其强度高、铸造工艺性好，能够承受较大的应力，还能适合各种球墨铸铁件结构、形状的特点，在汽车上得到普遍应用，所以实现球墨铸铁件轻量化，对减轻整车的质量意义重大。
球墨铸铁件的轻量化主要是2个方向：<1>使用的原球墨铸铁件材料，只对球墨铸铁件结构进行优化或球墨铸铁件集成;<2>使用性能高的球墨铸铁件材料，同时将球墨铸件结构进行优化和球墨铸铁件集成。笔者主要研究通过提高球墨铸铁件性能来实现轻量化的方法。球墨铸铁件实现轻量化，且要满足球墨铸铁件的使用寿命，影响因素很多，其中包括：球墨铸铁件的结构、球墨铸铁件材料的性能、球墨铸铁件内(外)部质量、表面强化工艺。
【二】、机械球墨铸铁件缩孔缺陷原因分析
通过对先前机械球墨铸铁件的破坏现象进行统计分析，发现机械球墨铸铁件的收缩缺陷主要发生在高等级机械球墨铸铁件的以下部位：大型球墨铸铁件的热接头和终凝固部位。承重零件或服务表面零件；表面上10mm以下的零件。
原因分析
（1）机械球墨铸铁件的热连接点和终凝固部分的缩孔大部分出现在三个侧面，包括角部，角部和小直径机械球墨铸铁件。在壁厚较大的孔和零件中，热量会缓慢散发或集中到某个点。铁水的外层已经凝固，但是热节点的位置仍处于液态。固化层逐渐形成枝晶并连续生长，将剩余的铁水分成几份。随着温度降低，热接头位置开始收缩，体积变小。此时，不能补充铁水，并且凝固的孔壁是粗糙的并且填充有填充有树枝状晶体的疏松孔，从而形成大量分散的孔。收缩率。
机械球墨铸铁件在膏状凝固过程中从液态变为固态。在固化过程中，会发生共晶转变，并且石墨会沉淀出来。石墨的比容大于铁水的比容，并且发生体积膨胀。此时，机械球墨铸铁件的表面固化。薄度导致模具向外移动，铁水无法补充内部空间，并且在终凝固位置形成不规则的集中收缩腔。因此，机械球墨铸铁件本身的凝固特性使其极易出现缩孔。缺点。
（2）为了确保机械球墨铸铁件的外观质量得到改变，具有多承重部件或使用表面部件的铸造厂通常在以下情况下将机械球墨铸铁件表面（加工表面）向上放置设计过程。为了进行建模，在铁水浇注过程中，某些材料（例如气化不充分或涉及的沙粒）会聚集在成型表面的上表面。该方法主要考虑到可以在成型表面的后续精加工过程中去除表面杂质。当铸模表面加工余量不足时，某些机械球墨铸铁件缺陷会残留在工作表面上，甚至是重要的承重零件上。在模具设计中增加加工余量将增加模具的成本，并且收缩腔通常由铸造工艺控制。
（3）通过收集生产现场16班次的碳当量值，对表面10mm以下零件的工艺能力进行分析，发现碳当量的调整符合流程要求，但总价值集中在4.4％左右，接近下限。对于没有冒口设计的机械球墨铸铁件，碳含量低，共晶膨胀力不足，自补偿能力差，并且在表面上10mm以下可能会出现缩孔。