發(fā)動機缸體汽缸蓋常見缺陷與對策剖析

1、中小型乘用車發(fā)動機缸體（汽缸蓋）常見缺陷與對策淺析概述 （鑄件脈紋形成機理及其防治） 改革開放后近十年來，我國的汽車制造工業(yè)得到了飛速發(fā)展，許多高端汽車品牌，幾乎 與發(fā)達國家同步推出面世，與之相適應的汽車發(fā)運機制造業(yè)也得到了迅猛發(fā)展，其中發(fā)動機 鑄造的水平也得到了極大的提高，無論鑄造產(chǎn)量還是鑄件技術要求及鑄件質(zhì)量，都有基本上 滿足了現(xiàn)代汽車發(fā)動機日益提高的要求。 以中小型乘用發(fā)動機主要鑄件汽缸體（汽缸蓋）生產(chǎn)為例，眾多汽車發(fā)動機鑄造企業(yè)都 有采用了粘土砂高壓造型 （少數(shù)為自硬樹脂砂造型） ，制芯則普遍采用覆膜砂熱芯或冷芯工藝， 而在熔煉方面大都采用雙聯(lián)熔煉或電爐熔煉，所生產(chǎn)的發(fā)動機均為高強度薄

2、壁鐵件。許多廠 家為滿足高強度薄壁鑄鐵件的工藝要求，紛紛引進先進的工藝技術裝備，如高效混砂機，高 壓造型線，高度自動化的制芯中心，強力拋丸設備，大多采用整體浸涂，烘干，并且自動下 芯。在過程質(zhì)量控制方面，許多企業(yè)實現(xiàn)了在線檢測與控制，如配備了型砂性能在線檢測， 熱分析法鐵水質(zhì)量檢測與判斷裝置， 真空直讀光譜議快速檢測。 清潔度檢查的工業(yè)內(nèi)窺鏡等。 相當一部分企業(yè)還在產(chǎn)品開發(fā)方面應用了計算機模式擬技術?？梢院敛豢鋸埖卣f，就硬件配 件而言，我國發(fā)動機鑄造水平絲毫不亞于當今世界上工業(yè)發(fā)達國家，一句話，具備了現(xiàn)代鑄 造生產(chǎn)條件。（為敘述方便，以下稱上述框架內(nèi)容的生產(chǎn)條件為現(xiàn)代生產(chǎn)條件。 ） 然而應該承

3、認，在發(fā)動機鑄造企業(yè)的經(jīng)濟效益與產(chǎn)品質(zhì)量以及鑄件所能達到的技術要求 方面，我們與世界發(fā)達國家還有較大的差距。提高生產(chǎn)質(zhì)量，減少廢品損失，是縮小與發(fā)達 國家差距，發(fā)揮引進設備效能，提高企業(yè)效益的重要途徑。本文試圖就我國鑄造企業(yè)在現(xiàn)代 鑄造條件下，中小型乘用車發(fā)動機灰鑄鐵汽缸體（汽缸蓋）鑄件生產(chǎn)中常見的鑄造缺陷與對 策，與廣大業(yè)界同仁作一交流。 1 氣孔 氣孔通常是汽缸體鑄件最常見缺陷，往往占鑄件廢品的首位。如何防止氣孔，是鑄造工 作者一個永久的課題。 汽缸體的氣孔多見于上型 面的水套區(qū)域?qū)耐獗砻妫ê咨w面周邊） ，例如出氣針底 部（這時冒起的氣針較短）或凸起的筋條部。以及缸筒加工后的內(nèi)表面。

4、嚴重時由于型 芯的 發(fā)氣量大而又未能充分排氣，使上型面產(chǎn)生嗆火現(xiàn)象，導致大面積孔洞與無規(guī)律的砂眼。 在現(xiàn)代生產(chǎn)條件下，反應性氣孔與析出性氣孔較為少見，較為多見的是侵入性氣孔?，F(xiàn) 對侵入性氣孔分析出如下： 1.1 原因 1.1.1 型腔排氣不充分 ,排氣系統(tǒng)總載面積偏小。 1.1.2 澆注溫度較低。 1.1.3 澆注速度太慢 ;,鐵液充型不平穩(wěn) ,有氣體卷入。 1.1.4型砂水份偏高;砂型內(nèi)灰分含量高 ,砂型透氣性差 。 1.1.5 對于干式氣缸套結(jié)構(gòu)的發(fā)動機 ,水套砂芯工藝不當 （如未設置排氣系統(tǒng)或排氣系統(tǒng)不完 善；或因密封不嚴，使?jié)沧r鐵水鉆入排氣通道而堵死排氣道；砂芯砂粒偏細，透氣不良；

5、上涂料后未充分干燥；砂芯砂與涂料發(fā)氣量太大，或發(fā)氣速度不當，涂料的屏蔽性差 ）. 經(jīng)驗證明 ,干式缸套的缸體的氣孔缺陷 ,很大程度上與水套工藝因素相關連。 1.1.6 孕育劑未經(jīng)干燥且粒度不當 ;鐵液未充分除渣 ,澆注時未擋渣 ,由此引起渣氣孔。 1.1.7 澆注時未及時引火 1.2 對策 1.2.1 模型上較高部位設置數(shù)量足夠 ,截面恰當?shù)某鰵忉樆蚺艢馄?;而芯頭部位設置排氣空腔 .上 述排氣系統(tǒng)均應將氣體引至型外。通常排氣截面為應內(nèi)澆道總截面積 1.51.8 倍左右。 1.2.2 澆注系統(tǒng)按半開放半封閉原則設置為宜 ,且須具有一定的攔渣功能 ,這樣鐵液充型時比較 平穩(wěn),不會充擊鑄型或產(chǎn)生飛

6、測或卷入氣體 .而澆注系統(tǒng)的截面大小以 810kg/S 的澆注速度來 計算較為適宜。 1.2.3 鐵液的熔煉溫度應不低于 1500C,而手工澆注時末箱的澆注溫度應控制在 1400C 左右 （視鑄件大小與壁厚可適當調(diào)整 ）.最好能采用自動工澆注 ,澆注溫度誤差應在 20C 以內(nèi)。 1.2.4 一個好的適于高壓造型的砂處理系統(tǒng) ,型砂水分應在控制在 2.8-3.2%,其實的緊實率應在 3642之間，而濕壓強度應達 180220kpa（均指在造型機處取樣檢測 ）.為達這些指標 ,需監(jiān)控 型砂的灰份 ,輔助材料的添加量 ,合適的原砂粒度 ,循環(huán)砂的溫度及混砂效率。 1.2.5 注意做好鐵液去渣 ,澆注

7、時擋渣引火以及孕育劑的干燥等工作。 1.2.6 對于干式氣缸套結(jié)構(gòu)的發(fā)動機缸體 ,至關重要的是要有非常完善到位的水套砂芯工藝： a 、水套坭芯用砂的平均細度較之其他砂芯要粗一些，以求有良好的透氣性。 b、設置充分的互相連通的排氣孔網(wǎng)并使之能排出型外，這些孔網(wǎng)盡可能在制芯時生成，亦可 在成型后鉆加工形成 。對于前者要定期監(jiān)控檢查孔網(wǎng)是否暢通 （當心部芯砂固化不良時易將 孔網(wǎng)堵塞）。 c、對砂芯砂性能要綜合考慮，不能片面追求強度。當強度太高時，勢必要增大樹脂用量，從 面使芯砂發(fā)氣量太高； 而當水套芯的結(jié)構(gòu)比較復雜纖薄砂厚不均勻， 且以能開出排氣孔網(wǎng)時， 就要求砂芯有較高的強度，即使發(fā)氣量大些也無防

8、。 d、當水套芯有排氣孔網(wǎng)時，涂料要有較好的屏蔽性；當水套芯截面不便設置排氣孔網(wǎng)時，涂 料要有較好的透氣性，這時砂的粒度也應更粗些。 e、當水套芯布有排氣孔網(wǎng)時，且使用屏蔽性涂料時，在浸涂時要防止涂料液進入排氣孔網(wǎng)， 更要注意封火措施（可使用封火墊片材料） ，以免澆注時鐵水進入排氣孔網(wǎng)，把排氣道堵死； f、涂料的發(fā)氣量要低，且施涂后一定要充分干燥。 一個成熟的水套芯工藝，可以將缸筒加工后內(nèi)表面的氣孔廢品率控制在0.3%，甚至更低。 2.砂眼 砂眼也是氣缸體（氣缸蓋）鑄件的常見缺陷，多見于鑄件的上型 面，也有在缸筒的內(nèi)表 面經(jīng)加工后暴露出來的。 2.1 原因 2.1.1 澆注系統(tǒng)設計不合理。 2

9、.1.2 型砂系列化統(tǒng)管理不善，型砂性能欠佳。 2.1.3 型腔不潔凈。 2.1.4 砂芯表面狀況不良或是施涂與干燥不當。 2.2 對策 2.2.1就澆注系統(tǒng)設置方面來說，為避免或減少砂眼缺陷，應注意以下事項； a、要有合理的澆注速度。截面太小，則澆注速度太慢，鐵液上升速度太慢，上型受鐵液高溫 烘烤時間長，容易使型砂爆裂，嚴重時會造成片狀脫落。澆注系統(tǒng)的比例，應使鐵液能平穩(wěn) 注入，不得形成紊流或噴射。 b、盡量使鐵液流經(jīng)的整個通道在砂芯內(nèi)生成，通常坭芯砂（熱法覆膜砂或冷芯砂）較之外模 粘土砂更耐高溫鐵液沖刷。而直澆道難以避免設置在外模的粘土砂砂型中通過，這時可在直 澆口與橫澆口搭接處設置過濾器

10、 （最好是泡沫陶瓷質(zhì)） ，可以將鐵液在直澆道內(nèi)可能沖刷下來 散砂和鐵液夾渣加以過濾，從而可減少砂眼和渣眼。 c、澆道是變截面的，因此變截面處應盡可能圓滑光潔，避免形成易被鐵液沖垮的尖角砂。 d、澆道的截面比例宜采用半封閉半開放型式，以降低鐵液進入型腔時的流速與沖擊，而內(nèi)澆 道位置應盡可能避免直接沖擊型壁和型芯，且呈擴張形為好。 2.2.2為防止鑄件的砂眼缺陷，型砂方面的主要措施是 a、是控制型砂中的微粉含量，型砂在反復使用中，微粉含量會越來越高，這會降低型砂的濕 壓強度，水份及緊實率則會提高，使型砂發(fā)脆。 b、澆注時砂芯潰散后混入舊砂，未燃盡的殘留樹脂膜，會使型砂的韌性變差，產(chǎn)生砂眼的可 能性

11、也增大。為此需要改善型砂的表面穩(wěn)定性，降低脆性，提高韌性，方法是應在型砂中增 加適當?shù)?a-淀粉，均可取得良好的效果，也可以在型腔表面施表面安定劑（噴灑） 。 2.2.3 在造型、翻箱，特別是下芯、合箱等各環(huán)節(jié)容易將砂粒掉入型腔，而又未能清理干凈， 極易造成鑄件砂眼缺陷。為此，一是要選取恰當?shù)男绢^間隙和斜度并保證下芯和合箱的工裝 精度，以免破壞砂型或損壞型芯而將砂粒散落在型腔內(nèi)；二是合箱前清理干凈型內(nèi)可能掉入 的砂粒（抽吸法好于吹出法） 。 2.2.4 不能忽視的是， 砂芯的飛邊毛刺要清理干凈， 上涂烘干后待用的砂芯表面的砂?；覊m也 要吹凈，否則容易被鐵水沖刷并富集在鑄件某處形成砂眼。同時，需

12、要強調(diào)的是，砂芯上涂 不能太厚，優(yōu)其是當工藝要求個別砂芯的個別部位或全部兩次浸滲涂料時，涂料不能太厚， 且須等第一次上涂料干燥到一定程度后才能上涂第二次，否則澆注時過厚的涂料會爆裂而形 成夾砂（渣）。 3 脈紋（飛翅） 通常在鑄件的內(nèi)表面或熱節(jié)部位，如缸體缸蓋的水套腔內(nèi)，或是進排氣道內(nèi)，由于澆注 時高溫鐵液的作用，使砂芯硅砂發(fā)生相變膨脹引起砂芯表面產(chǎn)生裂縫，液體金屬滲入其中， 從而導致鑄件形成飛翅狀凸起的缺陷，即 脈紋 。脈紋一旦出現(xiàn)，難以清理，當水套腔內(nèi)有 脈紋時，輕者會影響內(nèi)腔的清潔度，重者會影響冷卻水的流量，從而降低對發(fā)動機的冷卻效 果，甚會引起“燒缸” ，“拉缸”嚴重后果；當氣道內(nèi)出現(xiàn)

13、脈紋時，會影響氣道渦流特性，最 終影響發(fā)動機的整機工作性能。生產(chǎn)實殘證明，冷芯工藝產(chǎn)生脈紋的傾向要稍大于殼芯產(chǎn)生 脈紋的傾向。 3.1 原因 3.1.1 如上所述，產(chǎn)生脈紋的根本原因是高溫鐵液作用于砂芯引起硅砂的膨脹裂紋。 3.1.2 砂芯材料不具備低膨脹的性能，或者其自身不能吸收這種受熱產(chǎn)生的膨脹。 3.1.3 砂芯的韌性或高溫強度不足以克服膨脹應力導致產(chǎn)生裂紋。 3.1.4 所用材料不能低御砂芯在高溫下產(chǎn)生膨脹裂紋。 3.1.5 鐵液未能在砂芯產(chǎn)生裂紋前凝固結(jié)殼，從而預防脈紋產(chǎn)生。 3.2 對策 針對 3.1 所列產(chǎn)生脈紋的原因（或者說脈紋形成的機理） 。顯然應采取以下措施； 3.2.1

14、在保證能得到健全鑄件而不產(chǎn)生氣孔等缺陷的鐵液充型溫度下， 盡可能采取較低的澆注 溫度以減輕砂芯受熱膨脹的程度；同時采用較快的澆注速度，以避免砂芯長時間受到高溫烘 烤可能產(chǎn)生的膨脹裂紋。 3.2.2 用于易產(chǎn)生脈紋砂芯 （如水套芯，進排氣道芯 ）的芯砂原砂預先進行消除相變膨脹處理， 或者在砂芯材料中添加一些輔助材料，降低砂芯材料的熱膨脹率；再就是原砂的顆粒組成以 三篩或四篩級配 ,以求砂芯材料能自身吸收膨脹變型。 3.2.3 必要時，在砂芯材料中使用一定比例的非石英系列砂 （如橄檻石砂，鋯英砂等 ），第一它 們的膨脹率極小，第二其導熱性能好，使鐵液結(jié)殼時間早于砂芯相變膨脹開裂時間。 3.2.4

15、提高砂芯材料的韌性和高溫強度。 3.2.5 使用強度、韌性優(yōu)良，且導熱性能極好的燒結(jié)型涂料，以增強砂芯表面抗膨脹裂紋的能 力。 以上這些措施使用于冷芯砂，也使用于熱法覆模砂 （殼型砂 ）。由此看出，預防或減少脈 紋缺陷的主要措施是改善砂芯膨脹性能。 4 清潔度 現(xiàn)代發(fā)動機對清潔度的要求非?？量?，對氣缸體 （氣缸蓋 ）鑄件而言，水腔、油腔、挺桿 室等到部位允許殘留的砂粒和異物，僅限為數(shù)克 （g）以內(nèi)，許多企業(yè)盡管采取了二次拋丸、強 力拋丸，甚至引進了先進的拋丸設備，如鼠籠或機械手拋丸，要完全達到內(nèi)腔清潔度要求， 仍然較為困難，無論是殼芯或是冷芯，情形均一樣。 4.1 原因 清潔度達不到要求，從根

16、本上來說是由于鑄件結(jié)構(gòu)方面的原因，上述各腔在拋丸時，因為出 砂孔眼少而小，鐵丸所能投射進去的量有限，所以內(nèi)腔的光潔度與清潔程度均不及鑄件的外 表面，也不及曲軸箱和缸筒面等部位。在不能改變鑄件結(jié)構(gòu)的情況下，只能查找影響清潔度 其他方面的原因。 4.1.1 砂芯表面狀況不良，如充填不緊實；砂芯表面粗糙；粘膜等。 4.1.2 施涂不當，如涂料性能差，玻美度不合適，涂層厚度不夠等。 4.1.3 現(xiàn)有強力拋丸裝置對鑄件大部分內(nèi)外表層都能清理得很干凈， 但對狹窄復雜的水腔、 油 腔仍顯不足。 4.2 對策 4.2.1 改善和提高砂芯表面的質(zhì)量狀況，如選用流動性好的制芯材料 （安息角 29 ）；合理設 置排

17、氣塞并加以維護使其暢通；施用品質(zhì)好的脫模劑防止粘膜等，這些措施的目的是得到表 面緊實致密的砂芯。 4.2.2 通常都要對坭芯施以涂料層。涂料玻美度要合適；涂料要有較強的滲透性；涂料要有一 定的厚度 （一般要達 0.2mm），涂層干燥后不能顯見砂粒為宜；選用的涂料防粘砂性能優(yōu)良， 在澆注溫度下能在鑄件表面形成一低熔點的燒結(jié)層，而且在鑄件冷卻過程中因收縮率的不同 能自動剝離下來。 4.2.3 如 3.0 所述，要努力避免防止脈紋缺陷的產(chǎn)生。一旦出現(xiàn)脈紋，鑄件的內(nèi)腔清潔度情況 就更加惡化。有關措施參見 3.2。 4.2.4 對鑄件內(nèi)腔清理， 國內(nèi)外的主流工藝方法是采用強力機械拋丸的方式， 其形式有鼠

18、籠拋 丸，機械手夾持拋丸等。對這類拋丸設備，要維護達到額外電流值，要調(diào)整最佳拋射角度， 對后一種拋丸方式， 還可對難以清理的內(nèi)腔將程序設置在最佳入射角度時適當延長拋射時間。 此外還有以下幾種改善和提高內(nèi)腔清潔度的手段： a、電液壓清理，其原因是將待清理鑄件置于水池中，在高能量放電過程中，所產(chǎn)生的高壓沖 擊波將粘附在鑄件上的砂粒振擊脫落，理論上說水能浸入的孔腔內(nèi)，其粘砂均能清理干凈， 但這種方法占地面積大，耗能高 ,流程長 （尚要倒空內(nèi)腔積水并烘干水跡 ）、維護量大，也有一 定的安全問題。 b、先將鑄件置于爐內(nèi)焙燒，再進行拋丸。這種方式提高鑄件清潔度的效果還是很明顯的，但 同樣是能耗較高、周期長

19、，如以煤炭作加熱爐燃料，則作業(yè)環(huán)境較差。 c、有的廠家除采用強力拋丸以外，還針對水道腔或油道腔進行噴丸清理。這種方式對提高內(nèi) 腔清潔度最有效，所能達到的清潔度水平最高，但目前僅有此類通用單機產(chǎn)品，尚需人工握 持噴丸頭伸進密封的工作室對準有關砂孔噴射，勞動強度大，環(huán)境惡劣，期待著專用的自動 噴丸設備在氣缸體 （氣缸蓋 ）清理生產(chǎn)線上應用。 5 滲漏 滲漏是指氣缸體 （汽缸蓋） 在壓力試驗 （水壓 /氣壓）時的滲漏現(xiàn)象， 多發(fā)生在汽缸體 （或 汽缸蓋）的水套腔或是油道腔。 引起滲漏的原因有夾雜和疏松兩大類（機械損傷或鑄件裂紋引起的曲軸箱滲漏的情況極少， 在此不加論述）。 5.1 夾雜引起的滲漏 5

20、.1.1 原因 （1）砂芯在修芯時未清除飛邊、毛刺，或砂芯上有松散粘附的大小不一的砂粒、砂團未清除 干凈，致使?jié)沧r被鐵液沖刷下來并飄浮富集在水套壁或油道壁，形成夾砂（砂眼 ） 。使腔壁 貫通滲漏。 （2）組合好的砂芯被粉塵砂粒污染或型腔內(nèi)不慎掉入散砂，沒有清理干凈，也會形成砂眼使 腔壁貫通而滲漏。 （3）鐵液不純凈，而澆道內(nèi)又無過濾措施或攔渣效果差，使鐵液中的夾渣進入型腔，使水腔 或油腔的腔壁形成貫通性的渣孔而滲漏。 5.1.2 對策 （1）認真清除砂芯的飛邊毛刺，并清除坭芯上附著的砂粒砂團，避免在水腔/油腔壁上可能形 成的砂眼。 （2）吹凈砂粒與粉塵污染的組合好的砂芯組，清理掉入型腔的砂粒

21、。 （3）直澆道設置高效的過濾器，橫澆道應有良好的攔渣功能，并做好鐵液凈化工作（造渣，除 渣），以防腔壁上產(chǎn)生渣眼。 5.2 縮松引起的滲漏 這種滲漏常發(fā)生在水腔（油腔）或噴油嘴等熱節(jié)部位。 5.2.1 原因 （1）鐵液成分不恰當。 Si/C 過高，石墨片粗大，組織疏松。 （2）孕育過量，致使共晶團數(shù)量過多，微晶間隙難以補縮致密。 5.2.2 對策 （1）在規(guī)定的碳當量保持不變的前提下，限制 Si/C 在 0.50.6 之間。 （2）不得孕育過量， 較有效的措施是采用 SISr（含鍶 ）孕育劑，其石墨化能力級強 ,用量僅 FeSi 孕育劑的 50%,即可充分孕育消除截面敏感性 ,以可避免產(chǎn)生過

22、多數(shù)量的共晶團。 （3）在易產(chǎn)生縮松的熱節(jié)部位 ,局部刷除碲粉醇基涂料，增加該部位的冷卻能力 ,防止產(chǎn)生縮 松.有報道稱，含 pb量達 0.0008%，即可造成縮松滲漏 ,須注意使用的爐料中有否鍍 pb材料， 或須先行除去鍍層 .此外影響縮松滲漏的微量元素還有 Ti，AL 等，它們都會增加鐵液的收縮 傾向，嚴格控制。 6 材質(zhì)性能方面的缺陷 縱觀國內(nèi)外發(fā)動機技術發(fā)展趨勢， 都在追求減薄鑄件壁厚， 從而減輕鑄件乃至整機重量， 達到降低油耗的目的， 目前發(fā)動機單位功率的缸體缸蓋重量達到 1.8gk/kw 左右 ,相應的鑄件主 要壁厚僅 3.5mm 左右，這就對鑄件的材質(zhì)性能提出了很高的要求。概括起

23、來說，主要為： a，干型單鑄試棒的抗拉強度 qb 250Mpa，指定本體部位的抗拉強度 Qb 250Mpa； b，鑄件指定部位的硬度在 180HB 以上；鑄件厚薄斷面的硬度差在 30HB 以下； c，件本體的主要部位珠光體含量在 90%以上，石墨型態(tài)應在大部分為 A 型，充充表面有少 量 B，D 型，石墨最大長度液壓在 250um 以下。 盡管我國大多數(shù)專業(yè)發(fā)動機鑄 件生產(chǎn)廠家， 通過技術改造和技術引進， 達到了現(xiàn)代生產(chǎn) 條件，但也常出現(xiàn)達不到上述材質(zhì)要求方面的缺陷。 6.1 原因 6.1.1 鐵液熔煉溫度偏低 ,過冷度小，使得后續(xù)的孕育強化效果差。 6.1.2爐料（金屬爐料與非金屬爐料 ）質(zhì)

24、量差 ,微量元素及非金屬夾雜物含量高。 6.1.3 合金化措施不當或（或合金元素選擇不當，或合金加入量不當，或合金化方法不當）。 6.1.4孕育措施不當 （孕育劑成分，孕育劑形態(tài) ,孕育量,孕育方法等 ）。 6.1.5 在保溫爐內(nèi)處置不當 （如頻繁且大幅度調(diào)整化學成分， 使鐵液在爐內(nèi)保溫時間過長， 元素 變化大 ），成份控制精度差。 6.2 對策 6.2.1 提高熔煉溫度提高鐵液的穩(wěn)定性，增加其過冷傾向，消除原材料的遺傳性）；并保證出 鐵溫度大于 1480C，以確初始澆注溫度達到 1450C，而終了澆注溫度達 1400C。 6.2.2加強沖天爐控制， 使之爐況穩(wěn)定，從而保證進入保溫電爐的鐵液成

25、分穩(wěn)定 （減少成分燒損 的波動 ）這樣可減少電爐內(nèi)成分調(diào)整所需的時間，以免增加鐵液的收縮傾向和白口傾向。 6.2.3保溫電爐內(nèi)不得已需要增 C 操作時，一定要選擇吸收率高的增碳劑， 二要保證有充分電 磁攪拌和充分吸收的時間，否則所取鐵水樣不能反應整個熔體真實含 C 量，導致實際碳當量 發(fā)生偏差。 6.2.4減少碳當量的波動 ,提高成分控制精度，要求 CE0.05%, Si 0.1%。 6.2.5對于形狀復雜 ,薄壁高強度的缸體，缸蓋類鑄件的鐵液，即要有高強度，也要有良好的鑄 造性能，為此通常其成分設計為高強當量( 3.9-4.1%)，使其具有良好的鑄造性能，而為了達 到較高力學性能則采用低合金

26、化措施。 a 根據(jù)我國資源情況以及多數(shù)企業(yè)的經(jīng)驗與習慣，多采用 Cr,Cu 等合金元素 .有利于增加并細 化和穩(wěn)定珠光體，改善石墨狀態(tài)，從而得到較高的力學性能。 b 合金的加入量必須加以控制。 Cr 是一種促進形成并穩(wěn)定珠光體的元素，且能細化珠光體， 因而能顯著提高灰鑄鐵的強度，然而 Cr 與 C 又有較強的親和力，是一種強碳化物元素，這 就會增加鐵液的白口傾向； 同時 Cr 元素還會降低鑄鐵的共晶凝固溫度， 使鐵液的凝固溫度范 圍擴大 ,因此加大了灰鑄鐵的縮松，縮孔傾向，降低鑄件的致密性，這就可能影響Cr 對灰鐵 的強化作用。當 Cr 是在 0.2-0.3%范圍時，則能避害趣利。 同樣，CU

27、 也是促進穩(wěn)定和細化珠光體的元素， Cu又是促進石墨化的元素，這就可以抵 消 Cr 增大白口傾向的不利影響。 CU 的適宜加入量為 0.4-0.5%。 由此，推薦 Cr與 Cu組合使用，會取得更好的效果，即保證了良好的鑄造性能，又提高 了鑄件的力學性能。 這里需要指出的是由于 Cr,CU 元素的作用 ,增加珠光體并穩(wěn)定和細化珠光體成片間距很小 的層片狀組織 ,改善石墨狀態(tài) (呈 A 型 ),分布于大小 ,因此缸體 ,缸蓋在熱交變應力作用下抵抗熱 疲勞產(chǎn)生裂 紋的能力也得到提出高 (即具有好的熱穩(wěn)定性 )3 6.2.6采用恰當?shù)脑杏幚恚梢蕴岣吒左w，缸蓋鑄件的材質(zhì)強度，特別是提出高其硬度和顯

28、微組織的均勻性，改善厚薄截面的敏感性，使得硬度差在 30HB 以內(nèi)，并具有良好的切削加 工性，這里恰當?shù)脑杏幚戆ǎ?a 選用合適的孕育劑，在眾多孕育劑中，含 Ba.Ca.Sr(鍶)等元素的孕育劑，不僅有很好的抗孕 育衰退作用；且具有強烈的石墨化作用，可顯著改善鑄件截面敏感性，避免鑄件在最小壁厚 處的白口傾向，且顯微組織也更加均勻。 b 合適的孕育方法。在包內(nèi)孕育，喂絲孕育，型內(nèi)孕育，隨流孕育等方法中，以隨流孕育為 簡便，最適宜于大批量流水生產(chǎn)，效果也最好。推薦粒度為 0.5-1.0mm，加入量為 0.1-0.2%。 c 需要指出的是，BaSi孕育劑會使鑄件硬度偏低， 可加入微量 Sn(0.

29、04-0.06%)或Sb(銻)(0.02%)， 可稱補硬度偏低的不足。 6.2.7嚴格控制爐料，標準是 (1)微量元素低； (2)潔凈； (3)嚴禁混入合金元素。 7 收縮 汽缸體 (汽缸蓋 )鑄件結(jié)構(gòu)復雜，壁厚差別較大。園弧曲面凸起的厚大部位，大批量水生 產(chǎn)時，工藝上又不便采取冒口補縮之類的措施，當其它工藝處置不當時，這些厚大熱節(jié)處往 往會產(chǎn)生集中收縮，嚴重時會產(chǎn)生較深的縮裂缺陷。 7.1 原因 7.1.1 上述部位的根部， 時有造型充填不緊實，該部位鑄型硬度 /鋼度不足的情形。當鐵液凝固 石墨化膨脹時，發(fā)生型壁位移。 7.1.2 澆注溫度偏高 7.1.3 鑄液收縮傾向較大 7.2 對策 7

30、.2.1 提高型砂的流動性，控制合適的型砂緊實率，對氣沖造型或氣流預緊實的造型方法，模 型相應部位增加排氣塞，采取這些措施后，可提高缺陷發(fā)生部位的鑄型硬度 剛度，使高碳當 量鐵液凝固時不會因為石墨化膨脹產(chǎn)生型壁位移，從而能實現(xiàn)無冒口自補縮。 7.2.2 在滿足充型要求，不得產(chǎn)生氣孔等缺陷的情況下，切勿盲目提高澆注溫度， (澆注溫度 太高，還會引起跑火漏箱和粒砂等到缺陷) 。 7.2.3 保證鐵液有良好的鑄造成性能，尤其要防止鐵液的白口傾向收縮傾向。 a) 要精確控制碳當量( 3.9-4.1%)，低于下限時，則鐵液的收縮傾向加大，在前述部位出現(xiàn)縮 孔缺陷的可能性就越大。 b) 對高碳當量鐵液低合金化處理時，要控制可能由此引起收縮增大的傾向，一些增大灰鐵白 口傾向，收縮傾向的合金元素， 要嚴格用量。 如前述 Cr，會降低共晶溫度擴大凝固溫度區(qū)間， 其用量不得超過 0.035%等。 c）電爐內(nèi)采用增碳劑調(diào)整碳當量 （碳量）時，一定要有充分吸收增 c 的時間，否則會出現(xiàn)增碳假 象。這樣的鐵水澆注的產(chǎn)品。往往會出現(xiàn)收縮。 d）要控制原鐵水中非合金化帶來的一些有害元素的含量，如