球墨鑄鐵實用冒口與均衡凝固技術設計冒口的對比

張 帆，魏勝輝，盧景秀，劉瑞玲

（河北科技大學材料科學與工程學院，河北石家莊050000）

球墨鑄鐵件利用石墨化膨脹進行自補縮的冒口設計方法有實用冒口和均衡凝固技術兩種方法。實用冒口補縮理論經過以S I Karsay博士為代表學者的實踐和總結，形成了較為實用的技術理論；均衡凝固技術是魏兵教授在上世紀80年代提出的凝固補縮技術。兩種方法具有一些差異性，也具有一些相關性。本文將兩種方法進行對比，以找出二者的異同點。

1 兩種方法的冒口補縮原理

1.1 實用冒口補縮原理

球墨鑄鐵凝固過程可分為：一次收縮、體積膨脹和二次收縮三個階段，圖1為球墨鑄鐵凝固過程體積隨溫度變化的規律[1]。

圖1 球墨鑄鐵體積隨溫度變化的規律

圖1 中a1、a2為一次收縮，b1、b2為體積膨脹，c1、c2為二次收縮，曲線1為冷卻速度低、冶金質量高的條件下球鐵的體積變化，曲線2為冷卻速度高、冶金質量差條件下球鐵的體積變化。冶金質量好的鑄鐵，在同樣化學成分、冷卻速度下，液態收縮、體積膨脹和二次收縮值都小，因而形成縮孔、縮松和鑄件長大變形的傾向小，容易獲得健全的鑄件。

由于不同的鑄型強度所能承載石墨化膨脹壓力不同，而鑄件模數的大小也會影響鑄鐵的膨脹壓力，實用冒口根據鑄型強度及鑄件模數進行分類，實用冒口的種類及適用范圍如圖2所示[2]。

圖2 實用冒口的種類及適用范圍

1.1.1 直接實用冒口補縮原理

直接實用冒口僅補給鑄件的液態收縮，當液態收縮終止或體積膨脹開始時，讓冒口頸或用澆注系統兼起實用冒口作用的內澆道及時凍結。……