消失模铸造薄壁球铁铸件缩孔缺陷的控制

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1、消失模铸造薄壁球铁铸件缩孔缺陷的控制■山四晋城市金珂铸业制造有限公司/袁东洲王国平张少伟一山西晋城市春晨兴汇实业有限公司/王林慧■山西晋城市鑫金铸造有限公司/裴虎平■郑州机械研究院/张宝庆典型汽车零部件的加工消失模铸造薄壁球铁铸件缩孔缺陷的控制山西晋城市春晨兴汇实业有限公司下属的”金珂铸业制造”与”鑫金铸造”都是专业化的消失模铸造企业，生产压缩机配件以及通用机械配件,如齿轮箱等.随着近几年我国轿车工业的迅速发展及汽车用铸件产量的急剧增加，加Z消失模铸造汽车配件对减轻轿车自重的积极作用,所以薄壁球铁小型铸件的订单很多，工厂就着力开发汽车配件产品•但是，铸造牛产小型球铁薄壁（壁

2、厚不超过35mm）铸件大量出现缩孔缩松缺陷，严重影响了铸造车间的铸件质量和成品率.尤其汽车保安铸件存在缩松缺陷会对轿车安全带来危害，成为消失模铸造生产屮非常突出的问题.为了不断提高产品质量并在持续改进中稳定产品质量，公司决定”借船出海”,聘请富有实践经验的高级技术人才，采取传，帮，带的方式培养出自己的技术骨干，为破解这一难题成立专题技术攻关小组，攻克难题.以消失模铸造中间壁支架为例，其铸件结构如图1所示•材质牌号为QT45O一12,该铸件质量为6.8kg,外形尺寸387mmX296mmX186mm,主要壁厚10.2mm.技术要求铸件组织致密，不得有夹渣，缩孔，气孔，裂纹和缩

3、松等缺陷•除满足以上这些常规要求外，还要求表面金相组织保持均匀，铸态球铁铸件要保证切削性能，要求对铸件进行热处理，达到中度耐磨等.铸件切削加工前要进行严格检验，如果有缩孔和裂纹缺陷即判定为废品.这就给铸造带来一定的难度，前期铸造工艺的设计就显得尤为重要•自从试生产以来，铸件质量时好时坏，极不稳定.熔炼设备为0.75t中频感应电炉，与高炉冶炼的铁液双联熔炼•对于高强度汽车小型薄壁球铁铸件，为保证组织致密达到材质要求，借鉴国外熔炼高强度铸铁的经验，对于化学成分相同的铸铁，废钢加入量增加可显着提图1高抗拉强度，因此，把废钢加入比例适当提高到30%左右•浇注温度为1380〜1420

4、〜C（用SY903型智能数显测温仪），确保浇注温度在规定范围•浇注方式为茶壶式浇包，每包铁液要浇六箱，浇注时注重扌当渣，而且要求先把包嘴的铁液排溢少许后，再进行浇注;浇注时间为9〜11s/箱，快速浇注充型.经过一段时间工艺试验与监测，找出了消失模铸造小型薄壁球铁缩孔缩松缺陷产生的原因和形成机理,并在铸造生产实践中初步掌握了较为科学的控制措施.碳,硅含量及碳当量控制生产球墨铸铁有个原则，就是高碳，低硅和大孕育量•因为碳，硅含量直接影响球墨铸铁共晶转变时的石墨析岀量•提高碳当量，能够有效减少白口倾向，可MeP策lan划以增加铸态铁素体的含量,是生产铸态铁素体球墨铸铁所希望的•提

5、高碳当量可以提高球墨铸铁的流动性，有利于补缩;提高碳当量，有利于石墨化,增大石墨化膨胀,可以减少缩孔和缩松的形成•在牛产实践中发现铸造薄壁球铁件时，随着碳当量的增加，石墨数量同时增加，口口倾向明显减少.考虑后续加工的易切削性，对小型薄壁球铁件要把白口倾向控制到最小，在配料时将W控制在4.3%〜4.5%.对于亚共晶球墨铸铁，随着碳含量的增加,共晶石墨析岀量增多，自身补缩能力加强，同样有利于消除缩孔缩松缺陷•但碳含量并非越高越好,过高易出现石墨漂浮，自身补缩能力述会减弱.据资料文献，通过对比si,C的含量比例与壁厚3ram球墨铸铁H口深度的关系分析研究得岀，对于3mm壁厚的薄壁

6、球铁件，硅和碳的比例应控制在0%以上•另外，熔炼球墨铸铁，铁液中的含磷量应该控制在0.08%以下.如果含磷量过高，使凝固范围扩大，低熔点磷共品在最后凝固时得不到补充，因此就会增大缩松，缩孔倾向.控制合适的浇注温度在铸造牛产中，不管采用哪种熔炼方式,铁液必须有一定的过热温度，提高熔炼温度有利于消除炉料的遗传性，熔炼温度的高低直接影响到铁液的成分和纯净度;提高熔炼温度能够细化石墨;随着温度的提高铁液中的废气也会大幅度下降•熔炼温度的高低直接决定了球化处理温度的高低和处理后铁液的铸造性能•但过度提高铁液温度，不仅能耗大增，而且有害干铸铁的力学性能.浇注小型薄壁球铁件，实践经验是:

7、熔炼温度只要达到1520〜1550〜，完全可以满足球化处理温度的要求•球化处理温度控制在1470〜1520~C,釆用冲入法球化处理应该是没有问题的.就消失模铸造而言，浇注温度可以比砂型铸造高出25°C左右.所谓合理选定浇注温度，就消失模铸造而言，在实际生产屮控制在1390〜1420~较为适宜，建议铁液温度低于1360〜C最好别再浇注，否则铸件缺陷太多，不是夹渣就是皱皮•这也就是消失模铸造的特殊性.如果停留在砂型铸造的理念上指导消失模铸造，那肯定是铸造废品很多，工艺出品率很低，也很难取得可观的经济效益.残余Mg,Re