探讨球墨铸铁常见缺陷及防止措施

张辉

摘 要：球墨铸铁具有优良的使用性能，但在生产中常出现缩孔、缩松、夹渣、球化不良及球化衰退等缺陷。当球墨铸铁出现相应缺陷的时候，会对产品质量产生直接影响，所以必须对其做到足够重视。为了防止这些缺陷的产生，需对其进行分析，提出防止产生缺陷的办法，降低废品率，提高工厂的经济效益。在本文中，分析了球墨铸铁的常见缺陷，并且提出了相关防治措施。

关键词：球墨铸铁;常见缺陷;防治措施

球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的且应用十分广泛地铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。在国内生产中，较多的对双联熔炼工艺进行应用，但在实际生产中，所具有的铁液熔炼温度存在一定的不足，并因此对铁液的成本以及质量产生影响。对于中频感应电炉熔炼方式来说，在实际应用中即能够较灵活的调整成分，具有工艺简单以及质量高的特征，在较多铸造厂当中得到了应用。

一、球墨铸铁常见缺陷及形成原因

（一）石墨漂浮

通常认为，石墨漂浮的产生过程是由于碳、硅含量高，铁液冷却速度缓慢，析出多量的大径石墨，并在铸件上部偏析而集聚。石墨漂浮的产生主要与碳当量有关。除了碳当量过高，还与铁液中存在过多的氧化物浮渣和硫化物浮渣有关，由于它们的存在而加剧了石墨的漂浮。

（二）缩孔缩松

当球磨铸铁处于凝固状态中的时候，共晶膨胀力得到相应增大，当铸型钢度比较小，胀大铸铁外形的时候，铸件最终凝固部位所得到的液态金属补偿是无法对相关要求进行满足的，进一步导致缩孔缩松问题的出现。同时，对于大型球墨铸铁件来说，此种缺陷问题是比较容易出现的，主要的原因是壁厚尺寸和热节厚，在没有对浇注系统进行合理设计的条件下，型腔中的铁液温度梯度无法对相关要求进行有效满足，尚未合理设置配套补缩冒口，也就无法补缩相应热节的液体冷却。除此之外，当铸型的强度比较小的时候，比较容易在铸件的厚大热节处出现缩孔缩松的问题。

（三）皮下气孔

球墨铸铁皮下气孔产生的原因很多，一般情况下，针状气孔往往是H2或CO造成的，主要是球化后残留Mg和砂型中水分生成的H2。较大的气孔往往呈椭球形。产生的原因较多，但大多是浇铸时产生的。

（四）球化衰退及球化不良

一是使用高硫的焦炭和新生铁，当原铁水含硫量达0.1%以上时，经常造成球化不良;二是与灰铸铁交界铁水没有分离干净，由于炉料计算误差，灰铸铁铁水过多，交界铁水没有分离干净，结果高硫、低碳的灰铸铁铁水混入球墨铸铁中，而造成球化不良，生产中经常遇到与灰铸铁交界的第一包球墨铸铁球化不良;三是铁水氧化，最后一包球墨铸铁是打炉铁水，操作不当往往造成铁水氧化，镁是强烈脱氧剂，结果一部分镁耗费在脱氧上，起球化作用的镁量不足而造成球化不良;四是使用镁烧损严重的稀土镁合金;五是铁水温度过高或过低，铁水温度过高，中间合金与铁水作用激烈，镁烧损严重;铁水温度过低，中间合金容易“结死”在包底不起作用。

二、球墨铸铁常见缺陷的防止措施

（一）石墨漂浮防止措施

首先，需要对锰的含量进行严格控制，同时在最大程度上降低原铁液中的硫含量。同时，严格控制残留稀土的含量，将其质量分数控制在0.06%之内。通常情况下，需要将熔炼保持在还原性氖中。然后，在第一时间对浇包进行清除，完成参照的彻底去除。在开展球化处理工艺之前，需要扒尽铁液表面的浮渣，同时在第一时间以较快速度进行孕育处理，在较大程度上提高除渣的质量。孕育温度的严格控制也是非常重要的，使其同高温要求与標准相适应。在高温条件下，对熔炼进行相应实施，在低温条件下对浇注工序进行开展。除此之外，需要在一定程度上加快铸件凝固速度，一般情况下所应用的方法是，对冷铁进行合理设置，使其处于铸件壁厚的地方，从实践可以看出，这一方法取得了比较好的效果。同时，在特大断面的铸件过程中，可以将一定数量的石墨化阻碍元素加入其中。

（二）皮下气孔防止措施

需要严格控制铁液化学成分，使碳当量大于共晶点成分，对含硫量、残留稀土和残留镁含量进行严格控制，其百分比分别是0.094%、0.043%和0.05%之内。然后，合理设计铸件结构，使壁厚维持在25mm之上，在对浇注温度进行确定的时候，需要同壁厚进行紧密结合，然后进行实施。对薄壁小件、中件和大件的温度进行有效控制，使其分别维持在1400℃、1380℃和1360℃以上。需要对多种工具进行充分应用，主要包括干燥金属炉料和孕育剂等，严格控制型砂水分。一般情况下，对开放式浇注系统进行合理设计，在型腔最高的地方对出气孔进行相应设置，并且严格控制浇冒口高度，为液态金属静压力提供重要保障。与此同时，还能够在浇注系统中，对与之相关的过滤技术等进行充分应用。

（三）缩孔缩松防止措施

需要严格控制铁液成分，将碳含量、磷含量和残留镁量分别控制在3.9%、0.08%和0.07%以内。然后，在实施工艺设计的过程中，需要合理设置冒口补缩，为冒口能够不断将金属液补给铸件凝固过程提供重要保障，对冒口尺寸和数量进行科学设置。在比较特殊的状况之下，如果要实现顺序凝固的目的，必须对冷铁和补贴技术进行充分应用，适当调整铸件温度。当铸件的厚度比较厚，体积比较大的时候，需要使浇注温度得到一定程度的降低。在进行造型的时候，提升铸件工艺出品率是其主要目的，为了实现该目标，需要采取相关措施，可以提高砂箱刚度和型砂的紧实度。

三、结束语

除此之外，要达到球墨铸铁件合格率的提升，不只可以采取上述防治措施对设计工艺进行优化，对工艺参数进行选择，还能够同规定的工艺技术标准进行充分结合，完成材质配料和熔炼的合理选择，对型砂性能和强度进行严格控制，通过这样的方式，实现球磨铸铁件合格率的提升。

参考文献：

[1]汪丽红.球墨铸铁常见质量缺陷及防止措施探讨[J].科技经济导刊，2016（33）.

[2]齐凯丽.球墨铸铁常见缺陷及防止措施[J].企业导报，2011（08）.

[3]麻于科.高品质球墨铸铁的熔炼技术[J].技术与市场.2014（08）.