刁晓刚 球墨铸铁铸件质量控制技术-中信重工 for 百铸网

1、第第1 1页页 百铸网百铸网球墨铸铁件质量控制技术中信重工洛阳重铸铁业有限责任公司刁晓刚 博士2013豫北冀南区铸铁新技术新工艺发展研讨会河南 安阳 2013.9第第2 2页页 百铸网百铸网中信重工重铸铁业公司简介中信重工重铸铁业公司简介1球墨铸铁发展概况球墨铸铁发展概况2球墨铸铁件质量控制技术球墨铸铁件质量控制技术3主要内容主要内容浇冒口设计数值模拟技术在铸造工艺设计中的应用及实例化学成分的设计及原材料的选用球化处理方法及要点孕育处理方法及要点球墨铸铁的缺陷及防止措施第第3 3页页 百铸网百铸网洛阳矿山机器阳矿山机器厂铸铁车间洛洛阳矿山机器阳矿山机器厂厂铸铁分厂中信重型机械公司中信重型机械公

2、司铸铁厂厂中信重工中信重工重铸铁业公司重铸铁业公司1955198519972009 中信重工洛阳重铸铁业有限责任公司（重铸铁业）是中信重工机械股份有限公司（中信重工,原洛阳矿山机器厂）的全资子公司。主要产品为大型铸铁件、大型特种耐磨铸钢件和大型有色铸件等。 公司能够生产国内最大单件重达200吨的大型灰铸铁件和具有国际领先水平、单件重达150吨的大型球铁件，具有年产50000吨铸铁件、30000吨特种耐磨钢、3000吨大型有色合金铸件的生产能力。关于我们第第4 4页页 百铸网百铸网经营范围经营范围毛坯粗加工铸铸 造造模型制造模型制造有色有色铸铁铸铁铸钢铸钢经营范围第第5 5页页 百铸网百铸网 重

3、铸铁业生产设备由60吨、30吨和12吨等多台中频感应电炉组成的炉群，连续式树脂砂混砂机生产线6条，大型75吨球化处理站3台、50吨球化处理站1台，200吨天车多台，714米、510米热处理炉，810米抛丸室，智能化自动加料系统等设备的建成，无论从数量到规格都在同行业中名列前茅，整体冶炼能力国内首屈一指。其移动加砂站的设计，使车间具备了连续生产大件的能力，在铸铁行业大型化能力及工艺装备能力处于领先地位。生产装备第第6 6页页 百铸网百铸网重型冶炼造型跨中信重工洛阳重铸铁业有限责任公司公司外景第第7 7页页 百铸网百铸网中频感应炉群60吨、30吨、12吨移动式混砂机第第8 8页页 百铸网百铸网模型

4、制造车间618米的大型模型加工设备多种材料模型热处理炉714m 510m 抛丸室810m第第9 9页页 百铸网百铸网碳硫分析仪直读光谱仪超声波探伤仪 X射线探伤机分析测试设备第第1010页页 百铸网百铸网MAGMAsoftProCAST对铸件的流场、温度场、应力场等计算分析，预测铸造缺陷，经过“工艺设计模拟计算修改工艺”可视分析验证，优化铸造工艺，不断提高产品质量。数值模拟第第1111页页 百铸网百铸网风机轴（QT400-18AL）毛重16t端盖（QT500-7）毛重32t大型球铁床身毛重90t大型球铁件产品分类第第1212页页 百铸网百铸网磨盘（QT400-15A）毛重49t-142t大型卧

5、车床头箱重量58t6.8m大型球铁齿圈（QT700-2A ）第第1313页页 百铸网百铸网90T-231T钢锭模大型灰铁件大型机床铸件第第1414页页 百铸网百铸网合金钢耐磨衬板不锈钢铸件 上冠 下环大型铸钢件第第1515页页 百铸网百铸网12.8t重的铜螺母铝压圈（ZL104） 大型有色件离心铸造高性能镁合金铸件（1m、3m）第第1616页页 百铸网百铸网在浇注前向铁水中在浇注前向铁水中加入球化剂和孕育剂加入球化剂和孕育剂进行球化处理和孕进行球化处理和孕育处理，获得石墨呈球状分布的铸铁，称为球墨铸铁，简育处理，获得石墨呈球状分布的铸铁，称为球墨铸铁，简称称“球铁球铁”。球墨铸铁的组织球墨铸铁

6、的组织铸态（P+F少）基 +G球 牛眼状 退火 F基+G球正火 P基+G球 球墨铸铁发展概况第第1717页页 百铸网百铸网球状石墨的立体形貌由于石墨呈球状，对基体的割裂作用最小，应力集中小，基体的强度能够得到充分的发挥，球墨铸铁不仅强度远远高于灰铸铁，优于可锻铸铁，甚至可与钢媲美。第第1818页页 百铸网百铸网球墨铸铁的应用球墨铸铁的应用尽管它在很多领域被后来发现的材料，例如钢、非铁铸造合金、复合材料、塑料等所代替，但由于铸铁材料自身的优点，以及高强度灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、等温淬火球墨铸铁等技术发展，至今仍是产量最大的铸造合金。按质量统计，在机床中铸铁件约占60%-90%。在汽车、拖拉机

7、中铸铁约占50%-70%。高强度铸铁和特殊性能的合金铸铁还可代替部分昂贵的合金钢和有些有色金属材料。铸铁是人类最早使用的金属材料之一。 20世纪80年代初，铸铁材料发展进入了顶峰期。主要是由于它的生产工艺简单、成本低廉并具有优良的铸造性能、可切削加工性能、耐磨性能及吸震性等。因此铸铁广泛地用于机械制造、冶金、矿山及交通运输等工业部门。第第1919页页 百铸网百铸网近年来由于工艺技术水平的提高和采用高强度低重量的铸件结构，以及来自新材料行业的竞争，使铸件总量持续下降，但与此不同的是球墨铸铁产量却呈明显增长的趋势。球铁产量之所以能如此快速发展，除了在汽车零件和铸管领域大量使用外，近些年重型机械和新

8、能源领域的发展，球铁在厚大断面铸件上广泛的应用也是其中重要原因。发达国家通常用球墨铸铁件取代部分灰铸铁件和可锻铸铁件。目前已经能够生产机械性能较均一，并具有较高的强度、塑性和断裂韧性的厚大断面球铁件；其与铸钢件、焊接件相比，具有一些独特的性能与成本优势，发展前景十分看好。我国球墨铸铁件在质量和生产稳定性方面的差距较大。国内部分厂家虽然积累了一些生产大断面球铁的经验，但要生产高强度、高韧性，甚至较高低温性能的大断面球铁件，生产技术的稳定性与有效控制尚未完全成熟。第第2020页页 百铸网百铸网在欧美发达国家的阀门铸造工艺中，日趋使用薄壁铸件，可以节约资源。薄壁铸态球墨铸铁件是壁厚仅为几毫米的铸件。

9、由于薄壁，共晶凝固时冷却速度极快，所以抑制白口组织的出现成为首要问题。 球铁发展方向之一：极薄第第2121页页 百铸网百铸网球铁发展方向之二：极厚北京第一机床厂135吨球铁机床横梁第第2222页页 百铸网百铸网球铁乏燃料容器铸件（CASTOR）世界球墨铸铁件生产技术的最高水平世界球墨铸铁件生产技术的最高水平球铁容器铸件下落试验 材质：QT350-22AL -40冲击韧性 动态断裂韧性 9m下落试验 850 火燃试验第第2323页页 百铸网百铸网零件图铸造工艺图模样图、芯盒图、铸型装配图制造模样及芯盒混制芯砂预处理造型材料混制型砂造型制芯准备炉料熔炼金属浇注化验落砂、清理检验热处理合格铸件合型烘

10、干铸型烘干芯子砂型铸造工艺流程第第2424页页 百铸网百铸网24浇注系统设计浇注系统的分类：浇注系统的分类：根据内浇道的注入位置可分为顶注式、中注式、底注式及分层注入式。按浇注系统各组元截面的比例可分为封闭式、半封闭式及开放式浇注系统。 F杯F直F横F内 阻流截面在内浇道。浇注开始后，金属液容易充满浇注系统，又称“充满式”浇注系统，呈有压流动状态； 挡渣能力较强，但充型液流的速度较快，冲刷力大，易产生喷溅； 金属液消耗少且清理方便。封闭式浇注系统第第2525页页 百铸网百铸网开放式浇注系统F直上直上F直下直下F横横F直直F内内阻流截面在内浇道，横浇道截面为最大。浇注中，浇注系统能充满，但较阻流

11、截面在内浇道，横浇道截面为最大。浇注中，浇注系统能充满，但较封闭式晚；封闭式晚；具有一定的挡渣能力。由于模浇道截面大，金属液在横绕道中流速减小，具有一定的挡渣能力。由于模浇道截面大，金属液在横绕道中流速减小，又称又称“缓流封闭式缓流封闭式”。故充型的平稳性及对型腔的冲刷力都好于封闭式；。故充型的平稳性及对型腔的冲刷力都好于封闭式；用于各类灰铸铁件及球铁件。用于各类灰铸铁件及球铁件。第第2626页页 百铸网百铸网封闭封闭- 开放式开放式F杯杯F直直F横横F直直F集渣包出口集渣包出口F横后横后F阻阻F横后横后F阻阻F内内F横横阻流截面设在直浇道下端，或在横浇道中，或在集渣包出口处，或在内浇道之阻流

12、截面设在直浇道下端，或在横浇道中，或在集渣包出口处，或在内浇道之前设置的阻流挡渣装置处；前设置的阻流挡渣装置处；阻流截面之前封闭，其后开放，故既有利于挡渣，又使充型平稳，兼有封闭式阻流截面之前封闭，其后开放，故既有利于挡渣，又使充型平稳，兼有封闭式与开放式的优点；与开放式的优点；适用于各类铸铁件，在中小件上应用较多，特别是在一箱多件时应用广泛。目适用于各类铸铁件，在中小件上应用较多，特别是在一箱多件时应用广泛。目前铸造过滤器的使用，使这种浇注系统应用更为广泛。前铸造过滤器的使用，使这种浇注系统应用更为广泛。注：注：F杯、杯、F直、直、F横、横、F阻、阻、F内等分别指浇口杯、直浇道、横绕道、阻流

13、片、内内等分别指浇口杯、直浇道、横绕道、阻流片、内浇道等各组元最小处的总截面积。浇道等各组元最小处的总截面积。第第2727页页 百铸网百铸网1.能有效滤除夹渣及非金属杂质。能有效滤除夹渣及非金属杂质。2.能梳整紊乱的金属液流，减少湍流，使金属液流变得平滑整洁。能梳整紊乱的金属液流，减少湍流，使金属液流变得平滑整洁。3.可以任何角度放置于浇注系统中。安放位置靠近型腔越好。可以任何角度放置于浇注系统中。安放位置靠近型腔越好。4.使用陶瓷过滤器时可不考虑其他挡渣措施，简化浇注系统。使用陶瓷过滤器时可不考虑其他挡渣措施，简化浇注系统。带有过滤片的浇注系统应用不能用过滤器来控制浇注速度。过滤器工作面积应

14、为浇注系统阻流截面的4-6 倍，以确保浇注速度不受影响。第第2828页页 百铸网百铸网冒口冒口铸型内用以储存金属液的空腔，在铸件形成时补给金属，有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用。习惯上把冒口所铸成的金属实体也称为冒口。冒口的作用 补偿铸件凝固时的收缩。将冒口设置在铸件最后凝固的部位，由冒口中的合金液体补偿其体收缩，使收缩形成的孔洞移入冒口，防止铸件产生缩孔、缩松缺陷。 调整铸件凝固时的温度分布，控制铸件的凝固顺序。 排气、集渣。 利用明冒口观察型腔内金属液的充型情况。冒口的设计原则u冒口的凝固时间应大于或等于铸件（被补缩部分）的凝固时间。u 冒口应有足够大的体积，以保证有足够的金属液补充铸件

15、的液态收缩和凝固收缩，补偿浇注后型腔扩大的体积。u 在铸件整个凝固的过程中，冒口与被补缩部位之间的补缩通道应该畅通，即使扩张角始终向着冒口。u 将冒口与浇注系统、冷铁、工艺补贴等配合使用，使铸件在较大的温度梯度下，自远离冒口的末端区逐渐向着冒口方向实现明显的顺序凝固。第第2929页页 百铸网百铸网传统的铸造工艺设计往往依赖已有的手册及凭借技术人员的实际经验。为确定合理的工艺方案，常常采用反复试浇、检查分析的方法，确认铸造工艺无问题后才批量生产。近年来铸造过程计算机模拟技术得到飞速发展，使得通过铸造模拟来确定铸造工艺成为可能。通过仿真模拟，可以不经实际浇铸即可确定铸件中可能出现的缺陷位置，减少或

16、取消新产品的工艺实验，保证工艺的可靠性，缩短新产品的试制周期，降低生产成本。铸造过程模拟是铸件生产的一个必要环节，在国外，如果没有计算机模拟技术，就拿不到订单。我国模拟软件应用不普及。数值模拟技术数值模拟技术睁眼造型闭眼浇注第第3030页页 百铸网百铸网p 材质：QT400-15Ap 毛 重：79t p 主要壁厚：200-400p热节圆直径：460l 厚重,冷却速度缓慢l 球化级别l 铁素体基体l UT检测ProCAST优化铸造工艺实例第第3131页页 百铸网百铸网球数减少力学性能球径粗大球化衰退石墨畸变缩孔缩松熔体处理铸造工艺数值模拟加强孕育化学成分微量元素解决措施解决措施第第3232页页

17、百铸网百铸网u 采用顶冒口，底注进行浇注，保证铁液充型平稳快速；u 坭芯及外模做好出气，保证出气通畅；u 采用铸铁冷铁增大冷却速度；u 严格控制终铁水成分及浇注温度等。铸造工艺方案根据铸件的结构特点，合理设置浇冒口与冷铁，保证铸件补缩通道畅通，缩短铸件凝固时间。第第3333页页 百铸网百铸网16压边冒口顶部一圈大面积缩陷方案1第第3434页页 百铸网百铸网16180压边冒口16150顶冒口顶端收缩情况有所减小，但仍存在且中间部位可能形成缩孔方案2第第3535页页 百铸网百铸网方案316180压边冒口12360顶冒口顶端收缩得到有效抑制第第3636页页 百铸网百铸网方案412RND350发热保温

18、冒口工艺方案合理第第3737页页 百铸网百铸网化学成分化学成分 首先应按球墨铸铁的牌号和各种性能要求来确定； 同时要考虑铸件的形状、尺寸、重量及冷却速度； 结合具体的生产工艺条件（如是否进行热处理，铸型种类，有无冒口铸造，球化及脱硫工艺等）； 一般采用高碳、低硅、低锰、低硫磷（即一高全低），强化孕育。确定化学成分的一般原则确定化学成分的一般原则第第3838页页 百铸网百铸网（1）碳和硅 在球墨铸铁中，碳、硅含量的选择主要是考虑保证球化、改善铸造性能、消除铸造缺陷。 碳当量CE 球墨铸铁的碳当量一般取在共晶或过共晶成分，提高碳当量可以保证球化的需要，改善铸造性能（使铁液的流动性好、形成缩孔、缩松

19、的倾向小）。 增加铸态球墨铸铁中的铁素体含量。 碳当量过高则易产生石墨漂浮，使铸件的性能降低。第第3939页页 百铸网百铸网 碳量 一般按上述原则采取高碳低硅加强孕育即可。 碳高，析出的石墨个数增多，球径小，圆球度好； 石墨化膨胀大， 在铸型刚度较高的前提下， 可减轻或消除缩孔和缩松，得到致密铸件。 碳量过高易产生石墨漂浮。 硅量 提高Si%，可使铸态铁素体量增加，珠光体量减少，过高则会使铸件脆性增加。在满足石墨化要求的前提下，尽量降低终硅量。 厚大件硅量应低些，以防产生石墨漂浮； 薄小件其硅量可高些，以防止产生大量的白口组织渗碳体； 由于球化和孕育处理时要带入一定量的硅，所以要求原铁液中的硅

20、量要低第第4040页页 百铸网百铸网 锰是阻碍石墨化元素，可稳定和细化P体。但锰在球墨铸铁中易产生偏析，降低铸件的塑性和韧性。所以各种牌号的球墨铸铁希望含锰量低，特别是铸态球墨铸铁件和厚大断面球铁件更是如此。 磷在球墨铸铁中极易发生偏析，在晶界上形成磷共晶组织，严重降低球墨铸铁的塑性和韧性。磷可提高硬度，改善耐磨性能，但也易使铸件的缩孔、缩松及开裂倾向增加。第第4141页页 百铸网百铸网 硫在球墨铸铁中也是有害元素。硫高必然消耗较多的球化剂，严重影响球化效果，同时还易引起球化衰退、球化不良、缩孔和缩松以及皮下气孔等铸造缺陷的产生。 对于含硫量较高或有特殊要求的铸件在球化处理之前应采取必要的脱硫

21、措施，脱硫后原铁液中含硫量降至0.02%以下。 镁和稀土元素都是球化元素，同时又是脱硫、脱氧十分强烈的反石墨化元素。因此，铁水中镁量和稀土量不能过低，也不能过高。 若残余量过低，易使球化不良，产生球化衰退。 过高虽能保证球化,但基体组织中易产生大量的渗碳体，而且伴随许多铸造缺陷(夹渣、皮下气孔、缩松及白口等)产生，使石墨球形状恶化，性能降低。第第4242页页 百铸网百铸网由于铁液的化学成分要达到碳高，硅、锰、硫、磷全低的要求，因此对原材料的要求较高，特别是所用原生铁质量（硫、磷含量）对球墨铸铁质量影响较大。废钢一般做为调整铁液成分的炉料,选用碳素钢,并严格控制杂质元素含量。GB/T 1412-

22、2005 球墨铸铁用生铁原材料原材料德国规定球铁用生铁中微量元素总量T0.075%, Ti0.038%。中国规定球铁用生铁中微量元素总量T0.1%, Ti0.045%。第第4343页页 百铸网百铸网ZXB/T0001-2011 铸造用高纯生铁第第4444页页 百铸网百铸网铁水熔化升温至1500进行过热精炼，但不能停留时间过长，一般不超过10分钟。 在一定温度范围内，提高铁水的过热温度，延长高温静置的时间，都会导致铸铁中的石墨基体组织的细化，使铸铁强度提高。进一步提高过热度，铸铁的成核能力下降，因而使石墨形态变差，甚至出现自由渗碳体，使强度反而下降。熔炼熔炼球铁生产时要经过球化、孕育处理，降温幅

23、度较大，一般使铁液降温50100 C。一般要求有较高的出铁温度。炉前化学成分分析。第第4545页页 百铸网百铸网凡加入到铁液中能使石墨结晶成球状的物质称之为球化剂。目前国内外常用的球化剂主要是镁和稀土系列。球化剂球化剂JB/T 9228-1999 球墨铸铁用球化剂第第4646页页 百铸网百铸网 镁的吸收率和球化剂的加入量取决于铁液的化学成分（主要是铁液中的含硫量）、铸件壁厚（冷却速度）、铁液温度、所用球化剂的种类及球化处理方法等因素,其中最主要的因素是原铁液中的含硫量。第第4747页页 百铸网百铸网冲入法p 处理方式和设备简单，操作容易，在生产中有较大的灵活性。p Mg的吸收率低，球化处理时镁

24、光大、烟尘多，劳动条件较差，环境污染严重。球化处理方法球化剂孕育剂冲入法废钢屑 先将处理包预热先将处理包预热600 600 ( (暗红色），再将破碎成一暗红色），再将破碎成一定粒度的（定粒度的（1530mm1530mm）的球化剂装入堤坝内紧）的球化剂装入堤坝内紧实，上面覆盖硅铁，然后再覆盖废钢屑、草木灰、实，上面覆盖硅铁，然后再覆盖废钢屑、草木灰、等。球化剂加入量为等。球化剂加入量为1.3% 1.8%1.3% 1.8%。 出铁液时不能正对球化剂，冲入出铁液时不能正对球化剂，冲入2/31/22/31/2包铁液包铁液时即停止出铁，让铁液充分沸腾反应约时即停止出铁，让铁液充分沸腾反应约13min13

25、min钟后扒渣，再补入其余的钟后扒渣，再补入其余的1/31/21/31/2铁液。处理完铁液。处理完毕，加集渣剂经搅拌、扒渣、炉前检验合格后即毕，加集渣剂经搅拌、扒渣、炉前检验合格后即可浇注。可浇注。第第4848页页 百铸网百铸网在冲入法铁液包上附加一个带有浇口盆的包盖。球化反应在液面和包盖形成的压力和相对缺氧的气氛下进行，减少铁液的沸腾，降低铁液热量损失，减少球化时的闪光和烟尘，改善劳动条件，减少环境污染，提高镁的吸收率，降低球化成本。盖包法第第4949页页 百铸网百铸网喂线法球化处理站喂线法球化效果稳定，提高产品质量，降低处理成本，减轻或消除对环境的污染，实现作业机械化，降低工人劳动强度。喂

26、线法 转包法 密封流动法 压力加镁法第第5050页页 百铸网百铸网u 消除球化过程所造成的白口倾向，获得铸态无自由渗碳体铸件；u 增加石墨球数量，使石墨球径变小，分布均匀，形状圆整，提高球化等级；u 进一步细化共晶团，减少偏析，提高球墨铸铁的力学性能。 较强的孕育能力，并能维持尽可能长的有效作用时间； 要求易被铁液吸收，铁液降温少，不引起缺陷和其它副作用的产生； 来源广泛，价格低廉，孕育处理操作简便。孕育剂及孕育处理工艺对孕育剂的要求孕育的作用 硅铁合金作为孕育剂，它具有孕育效果好，来源广泛，价格便宜，其最大缺硅铁合金作为孕育剂，它具有孕育效果好，来源广泛，价格便宜，其最大缺点是孕育效果的衰退

27、较快。点是孕育效果的衰退较快。 复合孕育剂，含复合孕育剂，含Ca Al Ba Sb BiCa Al Ba Sb Bi等等第第5151页页 百铸网百铸网孕育加入量的确定 加大孕育剂量可使石墨球更细、更圆整，力学性能显著提高，其前提是原铁液含硅量应愈低愈好。否则总硅量过高，力学性能恶化。 孕育剂的加入量要根据铸件的壁厚、性能要求、孕育剂类型、孕育处理方法及所需用的球化剂等来确定。为了防止带入气体和水分，孕育剂用前应预热。并将孕育剂破碎成一定的粒度。孕育处理工艺第第5252页页 百铸网百铸网孕育处理方法 多次孕育瞬时孕育（接近浇注为原则）在铁液浇入铸型前的瞬间进行孕育，由于温度起伏及浓度起伏，使进入

28、型腔的铁液都处于充分孕育状态，完全避免了孕育衰退，孕育效果好。可使球铁的性能（铸造性能、力学性能）、石墨球的圆整度及球数得到较大的改善。第第5353页页 百铸网百铸网经球化和孕育处理后，进行炉前检验。取样后在铁液表面立刻覆盖上草木灰，以减少铁液与空气的接触。检验合格后即迅速浇注，以避免球化和孕育的衰退。第第5454页页 百铸网百铸网第第5555页页 百铸网百铸网第第5656页页 百铸网百铸网球化不良球化衰退石墨漂浮缩孔缩松皮下气孔夹渣球铁常见的铸造缺陷及防止措施第第5757页页 百铸网百铸网 特征在银白色的断口上，分布有肉眼可见的黑点。且黑点多、直径大，表明球化不良的程度比较严重。在观察显微组

29、织时，除了球状石墨外，还存在大量的厚片状石墨。由此造成力学性能达不到牌号所规定的指标而使铸件报废。 产生的原因主要是因为原铁液中的含硫量过高或铁液严重氧化； 球化元素残留量不足（球化剂加入量不足，球化剂中的镁含量不够或发生严重偏析，铁液温度过高，处理时球化剂烧损量较大；或处理温度低，球化剂粘结在包底等）； 铁液中有干扰元素存在等 防止措施若炉前检查球化不良后，应及时向处理包内补加适当的球化剂。球化不良球化处理未能达到球化等级要求。第第5858页页 百铸网百铸网 特征 经球化处理的同一包铁液，先浇注的铸件球化良好，而后浇注的球化不良；或炉前检验的球化良好，但铸件上出现球化不良。 说明处理后的铁液

30、，在停留一定时间后，球化效果会消失；而且当原铁液中含硫量愈高，残留镁量愈低，包内铁液量愈少时，其球化衰退现象就愈严重。 产生的原因 铁液中的残留镁和稀土量随时间的延长而逐渐减少，当减少到不足以保证球化时，石墨便由球状过渡到团片状、厚片状，严重时会变成片状。 扒渣不充分，铁液覆盖不好，铁液的运输、搅拌、倒包过程中球化元素镁聚集上浮逸出被氧化等。 防止措施 应尽量降低原铁液的硫、氧含量，适当控制温度，注意扒净渣后加草木灰等覆盖好铁液表面,以隔离空气。加快浇注速度，尽量减少倒包、运输及停留时间。最好选用具有抗衰退能力的长效球化剂（如钇基重稀士镁球化剂等），必要时可适当增加球化剂的加入量，以防止衰退。

31、球化衰退浇注后期球化元素残留量过低,而引起铸件不合格。第第5959页页 百铸网百铸网 特征 在铸件最后凝固部位的上表面（如冒口处，厚壁铸件上部），宏观断口呈连续均匀分布的一层密集的石墨黑斑。显微镜下观察，石墨球密集成串，多呈开花状。 产生的原因 CE过高,而且随CE增加而严重；铸件壁厚，凝固缓慢，加剧石墨漂浮； 浇注温度高，使铁液在铸型内保持液态时间长，促使石墨漂浮（同一包铁液先浇的铸件比后浇的石墨漂浮严重）；铁液中稀土元素残留量高，使共晶点左移，石墨易漂浮，而增加镁的残留量(使共晶点右移），可以减轻石墨漂浮。 防止措施 严格控制碳当量，这是防止石墨漂浮的根本方法。 控制适当的浇注温度。 在保

32、证球化的前提下，控制球化剂稀土的残留量不宜过高。 加快铸件的冷却速度（如在厚壁处放置冷铁），可以消除或轻石墨漂浮。 在大断面铸铁生产时，可加少量反石墨化元素（如钼等），以减轻石墨漂浮。 在配料时，含Si较低的生铁与回炉料搭配使用，且适当使用废钢。 采用电炉熔炼的铁液比冲天炉熔炼的铁液出现石墨漂浮的机会少。石墨漂浮第第6060页页 百铸网百铸网 合金从液态冷却至室温的过程中，其体积或尺寸缩减的现象，称合金的收缩性。合金的收缩给液态成形工艺带来许多困难，会造成许多铸造缺陷。铸铸件件温温度度降降低低 浇注温度浇注温度室温室温凝固终止温度凝固终止温度凝固开始温度凝固开始温度 液态收缩液态收缩 凝固收缩

33、凝固收缩 固态收缩固态收缩体体积积收收缩缩线收缩线收缩液态收缩与凝固收缩主要表现为体积的缩减，产生缩孔、缩松固态收缩导致尺寸减小，产生内应力和出现裂纹。缩孔与缩松第第6161页页 百铸网百铸网液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的体积得不到补充，则在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞 。大而集中的称为缩孔，细小而分散的称为缩松。缩孔、缩松减小铸件有效承载面积，使铸件力学性能、气密性大大降低，以致成为废品。纯金属、共晶成分和凝固温度范围窄的合金,浇注后在型腔内是由表及里的逐层凝固。在凝固过程中，如得不到合金液的补充，在铸件最后凝固的地方就会产生缩孔。特征：集中性，位于上部，呈倒锥形，内

34、表面粗糙。第第6262页页 百铸网百铸网当合金的结晶温度范围很宽或铸件断面温度梯度较小时，凝固过程中有较宽的糊状凝固两相并存的区域。随着树枝晶长大，该区域被分割成许多孤立的小熔池，各部分熔池内剩余液态合金的收缩得不到补充，最后形成了形状不一的分散性孔洞即缩松。另外，缩松还可能由凝固时被截留在铸件内的气体无法排除所致。特征：分散性，为细小缩孔，位于铸件壁的轴线区域、热节处、冒口根部和内浇、热节处、冒口根部和内浇口附近，也常分布在集中缩孔的下方。口附近，也常分布在集中缩孔的下方。第第6363页页 百铸网百铸网缩孔易出现的部位第第6464页页 百铸网百铸网寻找热节的方法等温线法内切圆法磨盘 79t

35、142t第第6565页页 百铸网百铸网 特征易出现在铸件最后凝固处。集中性缩孔多产生在铸件的热节处，使铸件的力学性能降低，耐压零件易发生渗漏而引起报废。 产生的原因主要是由于球墨铸铁呈“糊状凝固”，浇注后长时间不能形成坚固的外壳，再加上石墨化膨胀力大，特别是铸型刚度小时，铸件外型胀大，加上内部的液态和凝固收缩；碳当量偏低，化学成分不合格；铸造工艺不当等。第第6666页页 百铸网百铸网 防止措施 严格控制铁液的化学成分； 提高碳当量，有利于石墨化，铁液流动性好，可减少缩孔和缩松；磷是增大缩松的元素,当含磷高时，组织中磷共晶增多，铸件已凝固的外壳变弱，使缩前膨胀增大，缩松增大。 严格控制铁液中球化元素（镁和稀土）的残留量，可以减小缩孔、缩松的形成（因球化元素都是增大白口倾向，加大收缩的因素）