复相球墨铸铁磨球典型铸造缺陷及其防止方法 -

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表时间:2007-07-03 人气:1

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1.概述：

复相球墨铸铁磨球是机电修配厂于2000年开发的新项目产品，是原低合金磨球的升级换代产品。机电修配厂年产该类磨球量近万吨，在实际生产中，由于不同种类缺陷的存在，致使磨球在实际工况条件下应用，常出现不耐磨、失圆等影响磨球使用质量的不利因素，为此有必要对各类缺陷作一一分析，并制定相应的防止方法，用于指导生产实践。

2.常见缺陷及特征：

2.1球化不良和球化衰退

球化不良指球化处理未达到球化等级要求。球化衰退指浇注后期的磨球球化元素残留量过低引起球化不合格。二者缺陷特征相同。

宏观特征：铸件断口为银灰色上分布芝蔴状黑色斑点，其数量多，直径大，表明程度严重。全部呈暗灰色粗晶粒，表明完全不球化。
金相组织：集中分布大量厚片状石墨，其数量越多、面积率增加，表明程度严重，完全不球化者呈片状石墨。
产生原因：原铁液含硫高、严重氧化的炉料中含有过量反球化元素；处理后铁液残留镁和稀土量过低。铁液中溶解氧量偏高是球化不良的重要原因。

选用低硫焦炭、低硫金属炉料，必要时进行脱硫处理，废钢除锈，必要时增加球化剂中稀土元素用量，严格控制球化工艺。

2.2缩孔和缩松

特征和产生原因：缩孔产生于铁液温度下降发生一次收缩阶段。如大气压把表面疑固薄层压陷，则呈现表面凹陷及局部热节凹陷，否则铁液中气体析出至顶部壳中聚集成含气孔的内壁光滑的暗缩孔，也有时与外界相通形成明缩孔，则内表面虽也光滑，但已被氧化。球墨铸铁共晶凝固时间比灰铸铁长，呈粥状凝固，凝固外壳较薄弱，在二次膨胀时在石墨化膨胀力作用下使外壳膨胀，松弛了内部压力。因此在第二次收缩过程中，最后凝固的热节部位内部压力低于大气压，被树枝晶分隔的小溶池处成为真空区，完全凝固后成为孔壁粗糙，排满树枝晶的疏松孔，即缩松缺陷。肉眼可见的称为宏观缩松，它产生于热节区残余铁液开始大量凝固的早期，包括了残余铁液的一次收缩和二次收缩，因而尺寸略大而内壁排满枝晶，呈灰暗疏松孔或蝇脚痕状黑点。显微镜下可见的称为微观缩松，它产生于二次收缩末期，共晶团或其集团间的铁液在负压下得不到补缩凝固收缩而成，常见于厚断面处。

2.3皮下气孔

形貌特征：铸件表皮下2—3mm处均匀或蜂窝状分布的球形、椭圆球状或针孔状内壁光滑孔洞，直径0.5-3mm，可在热处理和抛丸清理后暴露或机加工时发现，小件中较多。

形成原因：含镁铁液表面张力大，易形成氧化膜，阻碍析出气体和侵入气体排出，滞留于皮下而形成。形膜温度随残留镁量增加而提高，加剧其阻碍作用。薄壁(7—20mm)件冷却快形膜早，易形成此缺陷。气体来源主要是降温过程中铁液析出的镁蒸气，在充型过程中铁液翻滚促其上浮。铁液中的镁与型砂水分反应，镁作为触媒促进碳与型砂水分反应，镁使活性增大的铁与水分反应，水和镁、碳化物反应产生乙炔分解都可能产生氢气。此外潮湿锈蚀炉料、潮湿硅铁和中间合金、冲天炉高温度鼓风都可带入氢气，微量Al(0.02%-0.03%)可显著增加皮下气孔，中锰球墨铸铁含氮较多，某些砂芯树脂粘结剂含氮较多，上述各因素可促进此缺陷形成。球墨铸铁糊状凝固特点使气体通道较早被堵塞，也促其形成。

2.4应力变形和裂纹

形成原因和形貌特征：铸件冷却过程中收缩应力、热应力、相变应力的代数和即铸造应力超过该断面金属抗断裂能力则形成裂纹。在高温下(1150一1000℃)形成热裂，呈暗褐色不平整断口。在600℃以下弹性范围内出现冷裂，呈浅褐色光滑平直断口。在600℃以上铸造应力超过屈服极限时可产生塑性变形。当球墨铸铁成分正常时不易热裂。

影响因素：增大白口倾向的因素，如碳硅含量低、碳化物形成元素增加、孕育不足、冷却过快等都可增加铸造应力和冷裂倾向。磷使冷裂倾向增加，P>0.25还能引起热裂，铸件壁厚差别大、形状复杂，易产生变形和裂纹。

2.5夹渣

形貌特征：分布于铸件浇注位置上表面、型芯的下面及铸件死角处，破断面上显现暗黑色无光泽深浅不一的夹杂物，断续分布。金相观察可见条状、块状夹杂物，邻近的石墨可呈片状或球状。磁粉探伤时磁痕呈条状分布，条纹多而粗、堆积密表明夹渣严重。电子探针分析表明夹渣含Mg，Si、O、S、C、A1等，是由硅酸镁、氧硫化合物、镁尖晶石等组成。

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