球墨铸铁件工艺控制与怎样防止严重变形和开裂

其一、球墨铸件工艺控制

(1)保护砂型的强度和紧实度，以及砂箱的刚度和强度。

(2)控制铁液出炉温度，一般在1460℃以下。出炉温度过高，可能引起含硫量和含碳量增加。为避免碎块状石墨产生，应在球化孕育处理后20分钟内浇注完毕。

(3)浇注系统设计。对浇注系统进行优化，使铁液平稳充型，保护厚大部位的凝固深受补缩。为了防止夹渣，利于充型，可在浇注系统中设置过滤网或闭渣装置。目前，在大型风力发电机低温较铁素体球墨铸铁件生产过程中，基本上采用优良的无冒口浇注工艺，全部依靠球墨铸件凝固的石墨化膨胀特性进行补缩，球墨铸件工艺出品率高。为消 除厚大断面球铁件的缩松缺陷，有的生产企业采用了排气片工艺，即在厚大部位表面设置排气片，在球墨铸件凝固时可以对其形成液态静压力，进而起到补缩作用。

对于厚大断面球墨铸件，为了防止产生缩孔和缩松，宜选择低温浇注(1350℃以下)，浇注温度适当降低，可增加液体粘度，增大石墨上浮的临界球径，这样漂浮所需阻力增大，有利于防止石墨漂浮。浇注温度每升高100℃，液态收缩将增加1%。

(4)加快冷却速度。可采用加冷铁、强制冷却或金属型挂砂的方式加快球墨铸件冷却，缩短凝固时间，以提高球墨铸件质量。

铸铁冷铁的导热率较高，蓄热能力好，应用很广。石墨冷铁的导热率是铸铁冷铁的三倍左右，但蓄热能力小，适用于强制冷却条件。

对于大的型厚壁球铁球墨铸件，进行强制冷却控制是手段。强制冷却一般包括风冷、雾冷、水冷等。对于某些容器球墨铸件，为了增强内腔部分激冷效果，也可采用液氮冷却方式加快球墨铸件凝固速度。应该指出，在强制冷却条件下，铸型材料表面覆砂层材料和厚度，对强冷有明显影响，砂层的热阻占总热阻的90%以上，所以合理选用覆砂层材料和厚度是关键。进行强制冷却时，需注意。

由于厚大断面球墨铸件的质量影响因素比较复杂，且一些因素还会相互限制，所以对有些问题还存在不同的观点。随着厚大断面球墨铸件应用行业的不断扩大，对球墨铸件的性能要求也在不断提高，如风电球墨铸件的低温性能、疲劳强度、蚀(以实际报告为主)性等等。因此，厚大断面球墨铸件的生产还会遇到多的挑战。为了深受的球墨铸件，许多工艺措施还有待进一步探索研究。

其二、怎样防止大型球墨铸铁件严重变形和开裂

在生产中采取以下几个措施防止和消 除大型球墨铸铁件的开裂变形现象。

(1)检验模型结构情况，在易变型和开裂的地方，放置拉筋和加强筋板;在不影响机械球墨铸铁件几何尺寸和性能要求的情况下，可增大过渡处的圆角尺寸。对于某些细长比例较大的大型球墨铸铁件，如机床床身、平板、平台等特别是有导轨的机床件，导轨热节较大，其他部位又较薄，易产生挠度变形，为此应采取反挠度，来抵消大型球墨铸铁件凝固时产生的挠度变形。

(2)浇注系统设计中，对于重量较大、体积较大的大型球墨铸铁件可开设两个以上的直浇道，使金属液能速度适宜平稳进入铸型内。

(4)大型球墨铸铁件浇注后，不要过早的打箱，在箱内应有足够的保温时间，对于中大型大型球墨铸铁件尤为重要。

(5)不影响大型大型球墨铸铁件机械强度和性能使用的情况下，可适当调整大型球墨铸铁件的化学元素成份。

干砂负压消失模铸造是一种全新的铸造工艺，除继承铸造的主要优点外，它还有工作环境，易实现机械化操作等特点。之后将逐步实现对传统铸造工艺的替代。