發(fā)動機缸體鑄造缺陷及對策

1、新聞?wù)?: 概述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(yīng)的汽車 發(fā)動機制造業(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，無論鑄件產(chǎn)量還是鑄件技術(shù)要求及鑄件質(zhì)量， 都基本上滿足了現(xiàn)代汽車 發(fā)動機日益提高的要求。 以中小型乘用車發(fā) 動機主要鑄概述改革開放后近十年來， 我的汽車制造工業(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(yīng)的汽車發(fā)動機 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，無論鑄件產(chǎn) 量還鑄件技術(shù)要求及鑄件質(zhì)量， 都基本上滿足了

2、現(xiàn)代 汽車發(fā)動機日益提高的 要求。以中小型乘用車發(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)動機均為高強度薄壁鑄鐵件。 許多廠家 為滿足高強度薄 壁鑄件的工藝要求，紛紛引進先進的工藝技術(shù)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(shè)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

3、置、 真空直讀 光譜儀快速檢測。 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(yīng)用了計算機模 擬技術(shù)?？梢院敛豢鋸埖恼f，就硬件配置而言，我 國發(fā)動機鑄造水平 絲毫不亞于當今世界工業(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(yīng)該承認，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(shù)要求方面，我們與世界發(fā)達國家還有較大的差距。提高產(chǎn)品質(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(shè) 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

4、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的缺陷， 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)?yīng)的外表面 （ 含缸蓋面周 邊 ） ， 例如出氣針底部 （ 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。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(dǎo)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(yīng)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)對侵性氣孔分析出如下：原因1.1.1 型腔排氣不充分，排氣系統(tǒng)

5、總截面積偏小。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；型砂內(nèi)灰份含量高，型砂透氣性差；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(shè)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鐵水鉆人排氣 通道而堵 死排氣道； 砂芯砂粒偏細， 透氣不良；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(guān)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.

6、1.7 澆注時未及時引火對策1.2.1 模型上較高部位設(shè)置數(shù)量足夠、截面恰當?shù)某鰵忉樆蚺艢馄?而芯頭 部位設(shè)置排氣空腔。 上述排氣系統(tǒng)均應(yīng)將氣體引至型外。 通常 排氣截面應(yīng)為內(nèi)澆道總截面積倍左右1.2.2 澆注系統(tǒng)按半開放半封閉原則設(shè)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)， 不會沖擊鑄型或產(chǎn)生飛濺或卷人氣 體。而澆 注系統(tǒng)的截面大小以 8-lOkg s 的澆注速度來計算較為適 宜。123鐵液的熔煉溫度應(yīng)不低于 1500 C，而手工澆注時末箱的澆注 溫度應(yīng)控 制在 1400"C 左右 （視鑄件大小與壁厚可適當調(diào)整） 。最好能 采用自動澆 注，澆注溫度誤差應(yīng)在 2

7、0 C 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(yīng)控制在， 其 時的 緊實率應(yīng)在 36-42之間，而溫壓強度應(yīng)達 180-220kpa （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，澆注時擋渣引火以及孕育劑的干燥等工1.2.6 對于干式汽缸套結(jié)構(gòu)的發(fā)動機缸體， 至關(guān)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(shè)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，

8、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， 從而使芯砂發(fā)氣量太高； 而當水套芯的結(jié)構(gòu)比 較復(fù)雜纖薄 砂厚不均勻， 且又能開出排氣孔網(wǎng)時， 就要求砂芯有較高 的強度，即使發(fā) 氣量大些也無妨。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(shè)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(yīng)更 粗些。e、當水套芯布有排氣孔網(wǎng)，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

9、澆注時 鐵水進人排氣孔網(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 3%o, 甚至更低。與缸體水套芯相類似，對缸體的油道芯、挺桿腔砂芯以及缸蓋的水套芯， 其工藝方法、 工藝措施也可仿照缸體水套 芯的 工藝思路來考慮。2 砂眼砂眼也是汽缸體 （汽缸蓋 ）鑄件的常見缺陷， 多見于鑄件的上型面， 也 有 在缸筒內(nèi)表面經(jīng)加工后暴露出來的。原因2.1.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計不合理。2.1.2 型砂系統(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。對策2.2.1 就澆注系統(tǒng)設(shè)置

10、方面來說， 為避免或減少砂眼缺陷， 應(yīng)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，容易使型砂爆裂，嚴重時會成片 狀脫落。澆注系 統(tǒng)的比例， 應(yīng)使鐵液能平穩(wěn)注人，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(shè)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(shè) 置過濾器 （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 的散砂和鐵液 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(yīng)

11、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(yīng)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(fù)使用中，微粉含量會越來越高，這會降低型砂的濕壓強度，水分及緊實率則會提高，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，方法是在型砂中添加適當?shù)臅绲矸?，也?的改用 FS 粉，均 可取得良好的效果

12、，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)容易將砂粒掉人型 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， 以免碰壞砂型 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 人的砂粒 （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 芯表面的砂粒灰塵也要吹凈， 否則容易被鐵水沖刷并富集在鑄件 某處形成砂 眼。同時，需要強調(diào)的是，砂芯上涂不能太厚，尤其是當 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

13、，且須等第一次上涂干燥 到一定程度后才能上涂第二層， 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(dǎo)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 至會引起“燒缸” 、“拉缸”嚴重后果；當 氣道內(nèi)出現(xiàn)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

14、。生產(chǎn)實踐表明， 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。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(yīng)力導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。3.1.4 所用涂料不能抵御砂芯在高溫下產(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(yù)防脈紋產(chǎn)生。對策針對所列產(chǎn)生脈紋的原因 （ 或者說脈紋形成的機理 ） ，顯然應(yīng)采取如下 措 施：3.2.1 在保證能得到健全鑄件而又不產(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

15、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(yù)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形。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 （ 如橄欖 石砂、鋯英砂等 ） ，第一它們的膨脹率極小，第二其導(dǎo)熱性好，使鐵 液結(jié)殼 時間早于砂芯相變膨脹開裂時間。3.2.4 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)

16、良，且導(dǎo)熱性能好的燒結(jié)型涂料，以增強砂 芯表面 抗膨脹裂紋的能力。以上這些措施既適用于冷芯砂， 也適用于熱法覆膜砂 （ 殼型砂 ） 。由此 看出，預(yù)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十分苛刻。對汽缸體 （汽缸蓋 ）鑄件而言， 水 腔、油腔、挺桿室等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(shè)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 冷芯，情形均一樣。原因所以內(nèi)腔的清潔度達不到要求， 從根本上來說是由于鑄件結(jié)構(gòu)方面的原因， 上述 各腔 在拋

17、丸時，因為出砂孔眼少而??；鐵丸所能投射進去的量有限，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；粘模等。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)外表面都能清理得很干凈， 但對狹 窄復(fù)雜的水腔、油腔仍顯不足。對策4.2.1 改善和提高砂芯表面質(zhì)量狀況，如選用流動性好的制芯材料（安息角 d9e）; 合理設(shè)置排氣塞并加以維護使其暢通；施用品質(zhì)好的 脫模劑防止粘模等，這些措施的目的是得到表面

18、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；涂料層要有一定厚度 （一般要達，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(guān)措施見。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，其型式有鼠籠拋丸，機械手夾持拋丸等。對這類拋丸設(shè)備， 要維護達到 額定拋丸電流值， 要調(diào)整最佳拋射角度， 對

19、后一種拋丸型 式，還可對難以 清理的內(nèi)腔將程序設(shè)置在最佳人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，其原理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。這種方法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，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

20、針對水道腔或油道腔進行噴丸 清理。 這種方法對提高內(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(guān)出砂 孔噴射，勞動強度大、環(huán)境惡劣。期待著專用的 自動噴丸設(shè)備在汽缸體 （ 汽 缸蓋 ） 清理生產(chǎn)線上應(yīng)用。5 滲漏滲漏是指汽缸體 （汽缸蓋 ）在壓力試驗 （水壓氣壓 ）時的泄漏現(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 ( 機械損傷或鑄造裂紋引起的曲 軸箱滲 漏的情況極少，在此不加論述 )。夾雜引起的滲漏5.1.1 原因(1) 砂芯在修芯時未清除飛邊、毛刺，或砂芯上有松散粘

21、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)不慎掉人散砂，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，清理掉人型腔的砂粒。(3) 直澆道設(shè)置高效的過濾器，橫澆道應(yīng)有良好的攔渣功

22、能，并做好 鐵液凈化工作 (造渣、除渣 ) ，以防腔壁上產(chǎn)生渣眼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 在一之間。(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 極強，用量僅 FeSi 孕育劑的 50，既可充分孕育消除截面敏 感性，又可避 免產(chǎn)生過多數(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

23、該部位 的冷卻 能力，防止產(chǎn)生縮松。有報道稱，含 Pb 量達，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、A1 等，它們都會增加鐵液的 收縮傾 向，要嚴格控制6 材質(zhì)性能方面的缺陷縱觀國內(nèi)外發(fā)動機技術(shù)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 kw 左右，相應(yīng)的鑄件主要壁厚僅左右，這就對鑄 件的材 質(zhì)性能提出了很高要求。概括起來說，主要為：a、干型單鑄試棒的抗拉強度。 b> 250MPa 指定本體部位的抗拉強度（T b>200M

24、Pab、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、鑄件本體的主要部位珠光體含量在 90%以上，石墨形態(tài)應(yīng)大部分 為 A 型，允許表面有少量 B D 型，石墨最大長度應(yīng)在 2501xm 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(shù)改造和技術(shù)引 進，達到 了現(xiàn)代生產(chǎn)條件， 但也經(jīng)常出現(xiàn)達不到上述材質(zhì)要求方面的 缺陷。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)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 （或合金元素選擇不當，或合金加入量不當， 或合金

25、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 ） ，成分控制精度差。對策6.2.1 提高熔煉溫度以提高鐵液的穩(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 1480 C，以確保初始澆注溫 度達到1450 C，而終了澆注溫度達1400 Co6.2.2 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 液成分穩(wěn)定（減少成份燒損的波動）。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。623

26、 保溫電爐內(nèi)不得已需要增 C 操作時，一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(yīng)整個熔體 真實含 C 量，導(dǎo)致實際碳當量發(fā)生偏差。624減少碳當量的波動，提高成份控制精度，要求求厶GEC%TASi C%。6.2.5 對于形狀復(fù)雜、薄壁高強度的缸體、缸蓋類鑄件的鐵液，既要 有高強 度，也要有良好的鑄造性能。 為此通常其成份設(shè)計為高碳當量，1），使其具有良好的鑄造性能，而為了達到較高的力學性能，則采 用低合金化措施。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，改善石墨形態(tài)，從而得 到

27、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 化傾 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 是在范圍時，則能 避害趨利。同樣，Cu也是促進并穩(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。由此，推薦 Cr 與

28、Cu 組合使用，會取得更好的效果，既保證了良好的 鑄造性 能，又提高了鑄鐵的力學性能。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，改善石墨形態(tài)（呈A型）、分布與大小， 因此缸體、 缸蓋在熱交變應(yīng)力作用下抵抗熱疲勞產(chǎn)生裂紋 的能 力也得到提高 （即具有好的熱穩(wěn)定性 ） 。6.2.6 采取恰當?shù)脑杏幚?，可以提高缸體、缸蓋鑄件的材質(zhì)強度， 特別是 提高其硬度和顯微組織的均勻性， 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?處理包括：a、選用合適的孕育劑。在眾多孕育劑中，含 Ba、 Ca

29、 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，以隨流孕育最簡便，最適宜于大批量流水生產(chǎn)，效果也最 好。推薦粒度 為，加入量為。c、需要指出的是， BaSi 孕育劑會使鑄件硬度偏低，可加人微量 Sn（O。04%或Sb （銻）%，可彌補硬度偏低的不足。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 人合金元素7 收縮 汽缸體 （汽缸蓋） 鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜

30、， 壁厚差別較大。 園弧曲面凸起的厚大 部位，大批量流水生產(chǎn)時，工藝上又不便采取冒口補縮之類的措施。 當其他 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。原因7.1.1 上述部位的根部， 時有造型充填不緊實， 該部位鑄型硬度剛 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 鑄液收縮傾向較大對策7.2.1 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(yù)緊 實的造型方法，模型相應(yīng)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

31、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粘砂等缺陷 ）7.2.3 保證鐵液有良好的鑄造性能，尤其要防止鐵液的白口傾向和收 縮傾向。a）要精確控制碳當量一 ），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增大。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 ,