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2016-03-21來源：暫無數據
1縮孔和縮松是球墨鑄鐵的主要缺陷
工業上的鑄鐵是一種以鐵、碳、硅為基礎的復雜的多元合金，其碳的質量分數一般在2.0%～4.0%的范圍內變動。純鐵在加熱或冷卻過程中還有磁性的轉變，溫度高于770℃時無磁性，溫度低于770℃時有磁性。球墨鑄鐵是指用球化劑處理鐵液后，石墨呈球狀的鑄鐵。縮孔和縮松是球墨鑄鐵的主要缺陷。
1.1縮孔和縮松的特點
縮孔和縮松在球墨鑄鐵中要比普通灰鑄鐵中更為普遍。要防止它們，就必須給予更多的注意和控制。能夠明顯看出的、尺寸較大而又集中的孔洞叫縮孔，不易看清的、細小分散的孔洞叫縮松。
大多數在鑄件熱節的上部產生縮孔。在鑄件熱節處、在縮孔的下方往往有比較分散的縮松。但是，對于一些壁厚均勻的中心，或者是在厚壁的中心部位，也可能出現縮松。
有些縮松的體積很小，只有在顯微鏡下才能被發現。這種縮松呈多角形，有時連續，有時斷續，分布在共晶團邊界，這種縮松叫顯微縮松。
球墨鑄鐵縮孔與縮松的體積比普通灰鑄鐵、白口鑄鐵和碳鋼的都要大。球墨鑄鐵的縮孔與縮松的體積有可能是普通灰鑄鐵的3～4倍，或者更多。
1.2球墨鑄鐵縮孔與縮松增大的原因
經過球化處理后，球狀石墨便會立即在鐵液中析出，并且，隨著溫度的逐步降低，鐵液中的石墨球逐漸長大。石墨析出和長大的過程，伴隨有液態金屬的膨脹。
鑄鐵共晶轉變溫度是1153℃（Fe-C穩定態）或1147℃(Fe-Fe3C亞穩定態)。球墨鑄鐵以離異共晶的方式進行共晶轉變。其凝固方式是內外幾乎是同時進行的粥樣凝固，因而容易形成顯微縮松。
由于呈粥樣凝固，鑄件在共晶轉變期間要持續很長時間，球墨鑄鐵的共晶凝固時間可比普通灰鑄鐵延長一倍還要多。因此，導致共晶轉變的石墨化膨脹增大。
在共晶凝固期間，由于粥樣凝固決定了鑄件表面的凝固層很薄，以致不能建立起足夠強度的凝固外殼，以抵抗共晶凝固期間產生的石墨化膨脹，致使鑄型內壁向外移動。在鑄型剛度不夠的情況下，使型腔尺寸增大，由此導致縮孔和縮松的體積進一步增大。
鐵液經過球化處理后，原有的氫、氧、氮和CO氣體含量減少，鐵液得到凈化，致使外來的核心減少。并且，鐵液的過熱溫度越高，凈化的程度也越高，由此導致的過冷傾向也更加劇。此外，球化元素鎂和稀土均能與碳形成碳化物，由此減小了石墨化程度，加大了收縮傾向。
2防止產生縮孔和縮松的措施
2.1鐵液成分
碳、硅、錳、稀土、鎂的含量必須適當。含碳量高，可使縮孔和縮松的傾向減小，但含碳量過高，會產生石墨漂浮。對于薄壁鑄件來說，碳、硅含量低時，易產生游離碳化物。對于厚壁鑄件，可采用較低的碳量，并適當增加硅量。錳易形成碳化物，容易促使形成縮孔和縮松。為此，應當力求降低含錳量，尤其是對于鑄態鐵素體球墨鑄鐵，更應如此。
在保證球化的前提下，不使鎂和稀土的殘留量過高。
2.2鐵液狀態
縮孔和縮松傾向小的鐵液，所具有的冷卻曲線的斜率應較小。共晶凝固時的膨脹要小。為此，要滿足的條件是：
①冷卻速度慢。
②碳當量高，析出石墨的傾向大。
③鐵液中有效石墨核心數量多。
④良好的孕育效果。
2.3澆注溫度
為了防止產生縮孔和縮松，就要使液態收縮量減小，澆注溫度低是有利的。但是，對于薄壁（10mm）鑄件來說，容易出現碳化物。此時，采用冒口補縮難以發揮作用。因此，適宜的澆注溫度還是取決于鑄件結構與鑄件壁厚。
2.4澆注系統
采取順序凝固方式，對于鑄件、冒口、冒口頸、內澆道、和橫澆道的設計與安裝，以及外冷鐵的設置和必要時采取金屬型等，均是行之有效的防止縮孔和縮松的措施。
2.5鑄型剛度
對于濕砂型來說，鑄型的剛度要求在90（B型硬度計）以上，希望能達到40MPa的抗壓強度。此外，砂箱的緊固也十分重要的。對于金屬型覆砂（覆砂厚度8mm左右）以及用自硬砂制作大型鑄件時，可以實現無冒口鑄造。此時，要滿足的條件是：
???????????????? G≥α1+α2+β
式中???? G —由碳的石墨化而引起的鐵液膨脹量；
α1 ——鐵液的液態收縮；
α2—— 凝固收縮；
β —鑄型膨脹量。
自硬砂制作大型鑄件，生產效率低，適宜用于小批量生產。在大批量生產中，濕砂型工藝的致命弱點是：鑄型的剛度不均勻，有的部位，如垂直面的剛度就往往難以達到90（B型硬度計）以上的要求。目前用得最多的是金屬型覆砂造型方法。該方法鑄型剛度好，鑄型膨脹量小，防止縮孔和縮松的效果好。
3金屬型覆砂造型方法和缺點
3.1金屬型覆砂造型方法是在粗成形的金屬型(稱為鐵型)內腔覆上一薄層砂而形成鑄型的一種鑄造工藝。見下圖：
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圖1金屬型覆砂造型
3.2金屬型覆砂造型方法的缺點
4球墨鑄鐵的新型造型方法磁力緊實造型。為了克服金屬型覆砂工藝存在的缺點，筆者提出了適用于球墨鑄鐵的新型造型方法磁力緊實造型，具體做法是將垂直分型的殼型鑄型垂直立于截面積上大下小的砂箱中，周邊用磁性金屬丸充填，澆注鐵液結束至鐵液凝固結束期間砂箱底部的磁鐵工作，磁性金屬丸在重力和吸力的作用下，在截面積上大下小的砂箱中，其向下運動的趨勢將中間垂直放置的殼型鑄型擠緊，增強了鑄型的剛性。
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???????? 圖?? 磁力緊實造型方法整體結構主視圖
附圖說明
附圖中殼型鑄型1、磁性金屬丸2、截面積上大下小的砂箱3、底板4、磁鐵5。
本技術的優點是：
①鑄型剛度好，鑄型膨脹量小，防止縮孔和縮松的效果好。
②由于鐵丸之間的間隙透氣性好，并且在砂箱壁設置有帶網格的排氣孔，排氣通暢，防止產生氣孔的效果好。
③生產線十分方便組織小批量、多品種生產，如要更換鑄件品種時，只需更換殼型鑄型就行了，這樣可以減少投資，降低成本。
④鐵液凝固結束后砂箱底部的磁鐵即停止工作，吸力解除，這時磁性金屬丸僅僅受到重力作用下，有利于鑄件的收縮和減小鑄造應力，減小了鑄件冷裂的傾向，提高了產品的可靠性。
⑤磁力緊實鑄造造型方法砂箱的通用性強，結構簡單，投資少、成本低；而金屬型覆砂工藝的砂箱只能適用于某種鑄件，并且內腔與鑄件形狀相似，結構復雜，投資大、成本高。
⑥每次生產消耗和排放的是殼型鑄型，其余的如磁性金屬丸等可以重復使用，屬綠色生產。
5結論
5.1磁力緊實鑄造造型方法克服了現有的金屬型覆砂工藝柔性差、排氣困難、工作環境溫度高等缺點，具有高的鑄型剛度，排氣通暢，柔性好，便于組織小批量、多品種的生產。
5.2磁力緊實鑄造造型方法砂箱的通用性強，結構簡單，成本低；而金屬型覆砂工藝的砂箱只能適用于某種鑄件，并且內腔與鑄件形狀相似，結構復雜，成本高。
5.3磁力緊實鑄造造型方法磁性金屬丸等可以重復使用，排放少，屬綠色生產技術。友情鏈接 友鏈交換添加QQ：2694467624 其他問題請咨詢網站客服