探討球墨鑄鐵常見缺陷及防止措施

張輝

摘 要：球墨鑄鐵具有優良的使用性能，但在生產中常出現縮孔、縮松、夾渣、球化不良及球化衰退等缺陷。當球墨鑄鐵出現相應缺陷的時候，會對產品質量產生直接影響，所以必須對其做到足夠重視。為了防止這些缺陷的產生，需對其進行分析，提出防止產生缺陷的辦法，降低廢品率，提高工廠的經濟效益。在本文中，分析了球墨鑄鐵的常見缺陷，并且提出了相關防治措施。

關鍵詞：球墨鑄鐵;常見缺陷;防治措施

球墨鑄鐵已迅速發展為僅次于灰鑄鐵的且應用十分廣泛地鑄鐵材料。所謂“以鐵代鋼”，主要指球墨鑄鐵。在國內生產中，較多的對雙聯熔煉工藝進行應用，但在實際生產中，所具有的鐵液熔煉溫度存在一定的不足，并因此對鐵液的成本以及質量產生影響。對于中頻感應電爐熔煉方式來說，在實際應用中即能夠較靈活的調整成分，具有工藝簡單以及質量高的特征，在較多鑄造廠當中得到了應用。

一、球墨鑄鐵常見缺陷及形成原因

（一）石墨漂浮

通常認為，石墨漂浮的產生過程是由于碳、硅含量高，鐵液冷卻速度緩慢，析出多量的大徑石墨，并在鑄件上部偏析而集聚。石墨漂浮的產生主要與碳當量有關。除了碳當量過高，還與鐵液中存在過多的氧化物浮渣和硫化物浮渣有關，由于它們的存在而加劇了石墨的漂浮。

（二）縮孔縮松

當球磨鑄鐵處于凝固狀態中的時候，共晶膨脹力得到相應增大，當鑄型鋼度比較小，脹大鑄鐵外形的時候，鑄件最終凝固部位所得到的液態金屬補償是無法對相關要求進行滿足的，進一步導致縮孔縮松問題的出現。同時，對于大型球墨鑄鐵件來說，此種缺陷問題是比較容易出現的，主要的原因是壁厚尺寸和熱節厚，在沒有對澆注系統進行合理設計的條件下，型腔中的鐵液溫度梯度無法對相關要求進行有效滿足，尚未合理設置配套補縮冒口，也就無法補縮相應熱節的液體冷卻。除此之外，當鑄型的強度比較小的時候，比較容易在鑄件的厚大熱節處出現縮孔縮松的問題。

（三）皮下氣孔

球墨鑄鐵皮下氣孔產生的原因很多，一般情況下，針狀氣孔往往是H2或CO造成的，主要是球化后殘留Mg和砂型中水分生成的H2。較大的氣孔往往呈橢球形。產生的原因較多，但大多是澆鑄時產生的。

（四）球化衰退及球化不良

一是使用高硫的焦炭和新生鐵，當原鐵水含硫量達0.1%以上時，經常造成球化不良;二是與灰鑄鐵交界鐵水沒有分離干凈，由于爐料計算誤差，灰鑄鐵鐵水過多，交界鐵水沒有分離干凈，結果高硫、低碳的灰鑄鐵鐵水混入球墨鑄鐵中，而造成球化不良，生產中經常遇到與灰鑄鐵交界的第一包球墨鑄鐵球化不良;三是鐵水氧化，最后一包球墨鑄鐵是打爐鐵水，操作不當往往造成鐵水氧化，鎂是強烈脫氧劑，結果一部分鎂耗費在脫氧上，起球化作用的鎂量不足而造成球化不良;四是使用鎂燒損嚴重的稀土鎂合金;五是鐵水溫度過高或過低，鐵水溫度過高，中間合金與鐵水作用激烈，鎂燒損嚴重;鐵水溫度過低，中間合金容易“結死”在包底不起作用。

二、球墨鑄鐵常見缺陷的防止措施

（一）石墨漂浮防止措施

首先，需要對錳的含量進行嚴格控制，同時在最大程度上降低原鐵液中的硫含量。同時，嚴格控制殘留稀土的含量，將其質量分數控制在0.06%之內。通常情況下，需要將熔煉保持在還原性氖中。然后，在第一時間對澆包進行清除，完成參照的徹底去除。在開展球化處理工藝之前，需要扒盡鐵液表面的浮渣，同時在第一時間以較快速度進行孕育處理，在較大程度上提高除渣的質量。孕育溫度的嚴格控制也是非常重要的，使其同高溫要求與標準相適應。在高溫條件下，對熔煉進行相應實施，在低溫條件下對澆注工序進行開展。除此之外，需要在一定程度上加快鑄件凝固速度，一般情況下所應用的方法是，對冷鐵進行合理設置，使其處于鑄件壁厚的地方，從實踐可以看出，這一方法取得了比較好的效果。同時，在特大斷面的鑄件過程中，可以將一定數量的石墨化阻礙元素加入其中。

（二）皮下氣孔防止措施

需要嚴格控制鐵液化學成分，使碳當量大于共晶點成分，對含硫量、殘留稀土和殘留鎂含量進行嚴格控制，其百分比分別是0.094%、0.043%和0.05%之內。然后，合理設計鑄件結構，使壁厚維持在25mm之上，在對澆注溫度進行確定的時候，需要同壁厚進行緊密結合，然后進行實施。對薄壁小件、中件和大件的溫度進行有效控制，使其分別維持在1400℃、1380℃和1360℃以上。需要對多種工具進行充分應用，主要包括干燥金屬爐料和孕育劑等，嚴格控制型砂水分。一般情況下，對開放式澆注系統進行合理設計，在型腔最高的地方對出氣孔進行相應設置，并且嚴格控制澆冒口高度，為液態金屬靜壓力提供重要保障。與此同時，還能夠在澆注系統中，對與之相關的過濾技術等進行充分應用。

（三）縮孔縮松防止措施

需要嚴格控制鐵液成分，將碳含量、磷含量和殘留鎂量分別控制在3.9%、0.08%和0.07%以內。然后，在實施工藝設計的過程中，需要合理設置冒口補縮，為冒口能夠不斷將金屬液補給鑄件凝固過程提供重要保障，對冒口尺寸和數量進行科學設置。在比較特殊的狀況之下，如果要實現順序凝固的目的，必須對冷鐵和補貼技術進行充分應用，適當調整鑄件溫度。當鑄件的厚度比較厚，體積比較大的時候，需要使澆注溫度得到一定程度的降低。在進行造型的時候，提升鑄件工藝出品率是其主要目的，為了實現該目標，需要采取相關措施，可以提高砂箱剛度和型砂的緊實度。

三、結束語

除此之外，要達到球墨鑄鐵件合格率的提升，不只可以采取上述防治措施對設計工藝進行優化，對工藝參數進行選擇，還能夠同規定的工藝技術標準進行充分結合，完成材質配料和熔煉的合理選擇，對型砂性能和強度進行嚴格控制，通過這樣的方式，實現球磨鑄鐵件合格率的提升。

參考文獻：

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