球墨铸铁表面缺陷及成因研究论文

由于球墨铸铁固有的糊状凝固特性以及铸件结构要求有较高的浇注温度。长期以来,我们生产的球墨铸铁件热节部位表面凹陷进去,铸件凹陷部位表面粗糙,有些像“鸡皮”,我们称之为“表而缩凹”缺陷,缺陷形貌。 这种缺陷严重影响铸件表面质量,虽然,可通过打磨进行补救,但影响铸件尺寸精度,并且费工费时

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球墨铸铁具有较高的强度和韧性，良好的耐磨性和耐热性。作为一种重要的工程材料，球墨铸铁广泛应用于国民经济各部门。对于汽车制造业来说，球墨铸铁具有特别的重要性，汽车上的很多重要的零部件，如各类保安铸件、曲轴等都是采用的球墨铸铁。 本文针对汽车保安用球墨铸铁件的生产，在东风汽车公司铸造二厂的实际生产条件下，从球墨铸铁的化学成分、球化机理入手较系统地研究了碳当量对球墨铸铁的铸造性能、力学性能和铸件质量的影响。研究结果表明： 1)碳当量对球铁的铸造性能有一定的影响，碳当量增加，球铁的流动性增加； 2)碳当量直接影响球铁的铸态组织和力学性能，因而可以通过调整CE值来控制球铁的强度和硬度； 3)碳、硅量多少将直接影响球化效果。硅量越多，石墨球数目越多且石墨圆整度越高；但硅量太高，会使铸件出现石墨漂浮缺陷。 4)碳当量与缩孔、缩松的大小、分布有密切关系，随着碳当量的提高，缩孔体积不断增加，碳当量在4.2％左右时，缩孔体积最大，碳当量继续增加，缩孔体积反而减小，但分散性缩松增加，在生产范围内，增加硅量有助于缩孔和表面缩陷的减少，但对缩松影响甚微。 在以上研究结果的基础上，结合工厂实际生产条件，提出了一套科学的控制球铁碳当量的实用方法。并通过生产实践，有效地减少了球铁件的缺陷和废品，提高了球铁铸件的质量等级。使轿车保安件实现了优质、稳定、批量生产。

球墨铸铁化学粘砂是一种多学科综合的结果，需要将物理化学研究透彻。 一、粘砂现象1.机械粘砂系金属液渗人砂型或砂芯砂粒间隙中，与砂烧结并粘附在铸件表面。它可以是薄薄的一层，也可能是数毫米的厚层。金属液有时会渗透到砂芯的整个截面，致使内腔阻塞，这种粘砂往往是不可能清除的，铸件不得不报废。2.化学粘砂系金属液化学反应天生的金属氧化物与造型材料作用形成的粘着力很强的硅酸铁浮渣。它多产生在铸件内浇口或厚壁处，尤其当砂型或砂芯较薄而铸件较厚时较易产生。3.化学粘砂与机械粘砂的简易鉴别，在于前者粘砂层中往往不含有金属铁。二、粘砂原因1.足够的压力使金属液渗人砂粒之间较高的金属液静压力头。即由铸件浇注高度和浇注系统形成的压力。如该压力超过砂粒间隙之间毛细现象形成的抵抗压力。即尸毛=QcosO/r，式中P毛为毛细压力;。为金属液表面张力;e为金属液毛细管的润湿角;r为毛细管半径。就会形成机械粘砂。静压力头超过500 mm，铸造用砂又较粗，多数会产生机械粘砂，除非上涂料。上式亦说明:越大，即砂粒粒度越粗，尸毛越小，即较易产生机械粘砂。2.金属液在铸型内活动形成的动压力。3.铸型“爆”或“呛”。即铸型浇注时开释的可燃气体与空气混合并被炽热金属液点燃所形成的动压力。4.机械粘砂一经开始，即便压力减小，金属液渗透还会继续进行，直到渗透金属液前沿凝固。即金属液温度低于固相线温度，渗透方可停止。