铸造工艺对灰铸铁不良石墨形态的影响

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      １．原材料的影响

      原材料影响主要是生铁遗传性影响。生铁对铸件石墨形态影响，一是粗大石墨组织遗传影响，二是微量元素影响（如铅的含量）。新生铁（特别是高碳量新生铁）本身含有粗大的石墨片，虽然经过重熔，但石墨的熔点在2000℃以上，在重熔过程中石墨不能完全熔化，在结晶中变成了石墨结晶的核心，使石墨变得粗大。

       2.化学成分的影响

　　化学成分对石墨形态的影响主要是碳和硅含量。由于亚共晶倾向过大的成分有增加过冷石墨的形成倾向。尤其对于缸体、传动箱等薄壁零件，如果碳当量偏低（如碳当量低于3.7%），就很容易在铸件主要壁厚部位产生较多D型、E石墨，或者与A型石墨的混合分布。另外，S含量对灰铸铁孕育效果有一定影响，对于电炉熔炼，如果wS＜0.06%，孕育效果会很差，产生不良石墨形态。碳当量过高的铸件也会增加B型石墨及粗大石墨的形成倾向。

      3.孕育工艺

　　对石墨形态影响最大的因素是孕育工艺。孕育工艺包含三个方面：

　　（1）孕育剂的类型选择 75SiFe是最常用的孕育剂，其特点就是价格相对便宜，但孕育衰退较快，造成铸件石墨形态不稳定，容易出现过冷石墨。为了满足高牌号、高质量要求铸件对石墨形态的稳定性要求，需要采用含钙、钡等微量元素的复合孕育剂，有利于A型石墨的形成。

　　（2）粒度的选择 孕育剂粒度对孕育效果影响很大，在生产实践中，发现某个批次铸件出现严重的D型、E型石墨等问题，经检查问题出在孕育剂粒度上，工艺要求3～6㎜，实际小于3㎜的粉末占到40%。

　　（3）孕育方法的选择 常用的孕育方法是在包底加入孕育剂，铁液冲入法孕育，但是经常会发现包内剩余铁液时，加入的孕育剂与渣子粘在一起，出铁后部分孕育剂浮在铁液表面，没有熔化掉，这样就会造成孕育量不足的问题，产生不良石墨形态。

      4. 铁液温度和冷却条件的影响

　　在一定工艺范围内提高铁液的过热温度（1480～1500℃），将有利于石墨的细化，有利于提高铁液的纯净度。但是铁液在高温（1520℃以上）长时间保温则会降低铁液形核能力，造成石墨形态恶化，产生不良石墨形态（D型、E型石墨）。

　　在铸件凝固过程中，冷却条件决定于铸件壁厚，铸件厚壁部位冷却速度与薄壁处有较大差异。同一个铸件，壁厚相差较大的部位其石墨形态也会有差异。在实际金相检验过程中，发现铸件壁厚30～40㎜处石墨形态全部为A型石墨，而在法兰10㎜厚部位检验石墨形态主要为E型石墨的情况。在此要说明两个问题：一是检验铸件本体必须明确检验位置，不要随意取样；二是要探讨解决减少铸件不同壁厚处金相差异的工艺问题。