球墨铸铁件表面缩凹原因及解决办法

       球墨铸铁件表面缩凹原因及解决办法

       球墨铸铁件表面缩凹缺陷的形成原因及解决办法如下：

       一、形成原因

      1. 合金凝固方式：球墨铸铁件的凝固过程属于糊状凝固方式，石墨球在奥氏体壳包围下生长（离异共晶），碳原子的移动速度受到限制，生长速度慢，延缓了铸件表层形成坚实的外壳。当铸件凝固时，如果冲型金属液在型腔中形成封闭式容器固体外壳，且壳内局部形成真空空间，同时高温下外壳强度不足、承载能力差，就会在大气压的作用下塌陷而形成缩陷。

      2. 铁液硅含量：硅是促进石墨化的元素，较高的硅含量可以直接带来较多的石墨球数和铁素体量。但随着硅含量的增加，铁液共晶过程中的凝固范围加宽，早期石墨相的析出增加，会增大铸件缩松、缩凹缺陷的倾向。

      3. 型砂性能：如果砂型刚度不够或硬度不均匀，球墨铸铁石墨化膨胀会使型壁迁移，致使铸铁有较大的外形尺寸胀大。铸件热节部位相对于其他部位石墨化膨胀晚，此时其他部位已经胀大，热节部位在随后的收缩中得不到有效补缩，会形成局部“真空”，在内部收缩和外界气压的共同作用下，使表面凝固薄层凹陷，从而出现“鸡皮”状表面缩凹缺陷。

       二、解决办法

       1. 优化工艺设计：

       设计浇注系统时，应尽量使铸件中的温度场分布均匀，有利于铸件同时凝固。铸件的冒口不要放在铸件的几何热节上，应离开热节以减小对热节的干扰，避免产生新的热节，但冒口又要靠近热节以利于补缩，薄小铸件要靠得越近。冒口颈尺寸要合适，避免太长或太短。

        提高型腔硬度可减少石墨化膨胀产生的型壁迁移，显著减少铸件表面缩凹缺陷倾向。

        适当增加上箱高度，提高铁液静压头，有利于铸件热节部位补缩。

        适当增大铸件热节部位的过度圆角，可减少该处型砂过热。

        在热节处加放冷铁，可收到理想效果。

        2. 控制铁液成分：

        选择合适的化学成分，如碳当量（CE）控制在4.6%~4.7%，碳（C）含量在3.7%~3.9%，硅（Si）含量控制在2.5%~2.8%为宜（中小壁厚铸件为防止缩松、缩凹缺陷，硅含量可控制在此范围）。硅含量过高会增大铁液的共晶凝固范围，增加缩松、缩凹缺陷的倾向。

        控制生铁中的微量元素含量≤0.15%。

        选择合适的浇注温度，如1320℃~1380℃，并尽量在7分钟内浇完，避免浇注温度过高导致缩凹缺陷。

        3. 改进型砂性能：

        选用优质原砂，如河北围场砂，其砂粒形状好，可以提高型砂的湿压强度和透气性，对减小铸件表面缩凹有利。

        合理控制型砂组分，并在生产过程中维持连续的动态平衡。限制无效泥分进入，确保旧砂充分除尘。为提高型砂性能，可以加入适量的淀粉以减少水分含量，提高型砂韧性。

        合理控制型砂温度和水分。型砂温度应控制在35℃以下或不超过室温8℃，避免型砂表面风干变脆。型砂水分要合适，避免过湿或过干影响型砂性能。

         综上所述，球墨铸铁件表面缩凹原因及解决办法，可以通过优化工艺设计、控制铁液成分、改进型砂性能等技术措施，可以有效的解决球墨铸铁件表面缩凹缺陷等问题。