机床类铸件石墨粗大缺陷的产生原因及解决措施.pdf

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1、!"#$%&’铸造机床类铸件石墨粗大缺陷的产生原因及解决措施北京交通大学机械与电子控制工程学院（!"""##）赵文海崔世海韩建民我厂自!""#年开始承揽机床类铸件的生产，主要有成片灰黑色形似针孔或“苍蝇脚”状且内含石墨粉的的工艺条件是采用呋喃树脂砂造型和制芯，并采用冲天微孔。加工过程中在表面上会有大量石墨粉撒落，并沾炉进行熔炼。在刚开始生产机床类铸件的过程中，厚大污加工表面。另外，我们在废品件的机加工表面上直接的工作台面及导轨面等部位易产生石墨组织粗大缺陷，取样作金相分析，显微镜下观察其断面含有粗大石墨加工后因表面

2、粗糙而使铸件批量报废，造成了较大的经片。根据上述分析，就可与铸铁件的缩孔、疏松、表面济损失。为此，我们迅速成立由工程技术人员和技师组针孔、夹渣及渣气孔等缺陷区别开来，使缺陷的解决有成的攻关组，就机床铸件产生石墨粗大的原因进行反复针对性。的分析和试验生产，并逐渐摸索出一些解决问题的办#"缺陷产生原因法，取得了满意的效果。（$）结构设计方面机床类铸件因其壁厚差较大，一、石墨粗大缺陷的分析及产生原因重要的承载工作台面及导轨面的壁厚比其他处壁厚大%!"缺陷的分析&’倍，因此，铸件凝固时各部位冷却速度的差异较大，缺陷的定性分

3、析是解决铸件质量问题的关键，如果厚大部分冷却速度慢，凝固时间长，有利于石墨充分长缺陷的定性错误，其解决问题的方法将截然相反。大，易产生石墨组织粗大缺陷。石墨粗大又称为石墨集结或石墨针孔，多出现在铸（!）铸造工艺设计方面铸造工艺和浇冒口系统设铁件厚大部位且均匀分布，为充满石墨粉的空洞。其金计不当，造成铸件厚大部分冷却过慢。内浇道过于集相组织特征表现为粗大石墨片，通常在机加工后发现，中，补缩冒口设置不当，以及厚大工作台面及导轨面部在加工面上表现为充满石墨粉的边缘粗糙的孔洞，呈灰分加工量偏大等均易造成石墨粗大缺陷。墨色，

4、其断口晶粒粗大，常出现在铸件的上表面。（%）熔炼过程方面!原材料选用不当，使用高牌通过对废品件的机加工表面进行肉眼检查，可发现号生铁、高碳废钢，以及熔炼中化学成分控制不当，造!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!有放射状花纹，则表明球化剂加入量偏高，产生的碳化局限性。而炉前快速金相观察可避免许多因素的干扰，物较多，此时试块入水时发出“啪啪”的脆裂声，试片直接观察球化情况。轻击即断，且新击断的断口有很浓的电石气味，因此最二、结语好在浇注时进行浮硅孕育；若断口呈银灰色，

5、并有均匀铸态球墨铸铁是在铸态下不经热处理工序来获得所分布的小黑点，表明有蠕虫状石墨存在，需根据黑点的要求的性能。在冲天炉熔炼条件下，必须重视和加强各多少补加球化剂；若断口呈黑色粗粒状，则表明球化失个环节、各道工序的管理，严格操作规程和工艺纪律，败。加强炉前、炉后的质量监督和理化检测，只要做到这上述两种方法皆是利用球墨铸铁某一特性间接判断些，就能稳定地获得各种基体组织的铸态球墨铸铁。球化情况，而生产中各种条件变化甚大，所述方法都有（!""’"(")）机械工人热加工#$$%年第!!期)%!"铸造"#$%&’(成碳当量偏

6、高，过渡铁液少造成窜料和浇注温度高等也的废钢用量。对于一般机床类铸件，铁液出炉温度应控会造成厚大工作台面及导轨面部位产生石墨粗大缺陷。制在!%’()以上，以获得细小的石墨组织，废钢加入量!冲天炉熔炼时铁焦比过低，熔炼工艺不当，铁液增碳在#’*以上较适宜。过多。"冲天炉熔炼时底焦高度过大，导致铁液增碳。（#）铁液既要孕育充分，又要避免孕育衰退发生，#使用的焦炭固定碳含量低、强度低，导致熔化温度偏如用一般+,-./’孕育，应保证在!’0.1内浇注完。对于低。要低温浇注的厚大铸件来说，宜选用含锶、钡的长效孕二、解决措施育

7、剂，其用量仅为+,-./’的一半，孕育效果好同时又不显著增加共晶团数，对防止石墨粗大尤为重要，如再与!"结构设计改进!2稀土硅铁合金配合使用效果会更好。改进结构设计，缩小铸件壁厚差，减小局部热节。（%）选择合理的化学成分，!4"5&*6#5"*、!如有可能，应重新设计铸件结构，减薄铸件的最厚截3-.4!5"*6!5&*、!4(58*6!5#*、!:(5!*、!面，消除厚大热节。719-:(5!*。对于厚大件，3、-.取下限，71取中上限。#"铸造工艺设计改进另外，应根据铸件壁厚调整铁液成分，适当降低含（!）选择合理

8、的铸造工艺方案，浇注系统的设置碳量和碳当量，必要时适当增加反石墨化元素的含量，应尽量保证各部分冷却速度相差不要太大，尤其避免如锰、硼等。从厚大部位及导轨面引入铁液，优先选用均衡凝固工（’）熔化过程中要防止铁液窜料，特别是低牌号铁艺。液不能往高牌号铁液里窜。另外，控制好浇注温度也是另外，应注意改进铸造工艺和浇冒口系统设计，加不容忽视的，温度高时要降低浇注温度，