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球墨铸铁的工艺设计第一节工艺特点1.1球墨铸铁的流动性与浇注工艺球化处理过程中球化剂的加入，一方面使铁液的温度降低，另一方面镁、稀土等元素在浇包及浇注系统中形成夹渣。
因此，经过球化处理后铁液的流动性下降。
同时，如果这些夹渣进入型腔，将会造成夹杂、针孔、铸件表面粗糙等铸造缺陷。
为解决上述问题，球墨铸铁在铸造工艺上须注意以下问题：（1）一定要将浇包中铁液表面的浮渣扒干净，•最好使用茶壶嘴浇包。
（2）严格控制镁的残留量，最好在0.06%以下。
（3）浇注系统要有足够的尺寸，以保证铁液能做尽快充满型腔，并尽可能不出现紊流。
（4）采用半封闭式浇注系统，根据美国铸造学会推荐的数据，直浇道、横浇道与内浇道的比例为4：8：3。
（5）内浇口尽可能开在铸型的底部。
（6）在浇注系统中安放过滤网会有助于排除夹渣。
（7）适当提高浇注温度以提高铁液的充型能力并避免出现碳化物。
对于用稀土处理的铁液，其浇注温度可参阅我国有关手册。
对于用镁处理的铁液，根据美国铸造学会推荐的数据，当铸件壁厚为25mm时，浇注温度不低于1315℃；当铸件壁厚为6mm时，浇注温度不低于1425℃。
1.2、球墨铸铁的凝固特性与补缩工艺特点球墨铸铁与灰铸铁相比在凝固特性上有很大的不同，主要表现在以下方面：（1）球墨铸铁的共晶凝固范围较宽。
灰铸铁共晶凝固时，片状石墨的端部始终与铁液接触，因而共晶凝固过程进行较快。
球墨铸铁由于石墨球在长大后期被奥氏体壳包围，其长大需要通过碳原子的扩散进行，因而凝固过程进行较慢，以至于要求在更大的过冷度下通过在新的石墨异质核心上形成新的石墨晶核来维持共晶凝固的进行。
因此，球墨铸铁在凝固过程中在断面上存在较宽的液固共存区域，其凝固方式具有粥状凝固的特性。
这使球墨铸铁凝固过程中的补缩变得困难。
（2）球墨铸铁的石墨核心多。
经过球化和孕育处理，球墨铸铁的石墨核心较之灰铸铁多很多，因而其共晶团尺寸也比灰铸铁细得多。
（3）球墨铸铁具有较大的共晶膨胀力。
有的方向上，单元的相邻边之比不能超过4∶1。
②在弯曲裂纹前缘上，单元的大小取决于局部曲率的数值。
例如，沿圆环状弯曲裂纹前缘，在15°～30°的角度内至少有一个单元。
③所有单元的边（包括在裂纹前缘上的）都应该是直线。
参考文献[1]薛河，刘金依，徐尚龙，等.ANSYS中断裂参量的计算及分析[J].重型机械，2002（2）:47-49.[2]龚曙光.ANSYS在应力分析设计中的应用[J].化工装备技术2002,23（1）：29-33.[3]东方人华，祝磊，马赢.ANSYS7.0入门与提高[M].北京：清华大学出版社，2004.1概述对于球铁齿轮这样的铸件，结构严重不均匀，存在轮缘与轮幅交接部位，该部位是较厚大热节，利用传统的过热冒口工艺，往往在该部位产生缩孔缩松，而且缩孔缩松部位较深，往往在齿的根部，导致铸件报废，废品率较高，况且该工艺使用较大的过热冒口，工艺出品率较低，因此，非常有必要对其进行工艺改进。
图1所示的齿轮，直径为1500mm，重量约3500kg，是压缩机用飞轮，有灰铁和球铁两种材质，对于灰铁件，由于呈逐层凝固方式，收缩倾向较小，采用传统的过热冒口工艺一般不会产生缩孔缩松；但对于球铁件而言，由于呈糊状凝固，收缩倾向大，很容易在冒口颈处和几何热节部位产生缩孔缩松，因此，着重研究球铁件。
2传统的过热冒口工艺及存在的问题图2所示的传统的过热冒口工艺，出现缩孔缩松部位是铸件本身的几何热节和冒口径部位，由于铸件本身的几何热节在同样凝固条件下，将晚于其他部位凝固，且该部位散热条件较差，在凝固过程中发生的液态收缩和凝固收缩因没有铁液充分补缩而产生了缩孔。
尽管冒口颈的引入不在热节部位，但过热冒口颈的引入使得本来不是热节的部位形成了新的接触热节。
由于是过热冒口，必须让冒口对铸件进行充分补缩，冒口要晚于铸件凝固，冒口颈不能过早封闭，况且铁液在充满整个型腔过程中过热时间长，该部位散热条件差，凝固时间增加，收缩时间也增加，均衡点后移，不利于胀缩的早期叠加，使得现行的冒口不能进行有效的补缩，这样在冒口颈所形成的接触热节处留下了缩孔。
![球墨铸铁铸件的补缩工艺[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/95563257ad02de80d4d84021.png)
收稿日期:2010-09-19; 修订日期:2010-10-20作者简介:牟行辉(1974- ),四川射洪人,工程师.从事铸铁件铸造工艺设计和质量控制工作.Email:m u_xinghu i@V ol.32N o.1Jan.2011铸造技术F OU N DRY T ECH NO LO GY工艺技术 Technology球墨铸铁铸件的补缩工艺牟行辉(陕西秦川机床工具集团有限公司,陕西宝鸡721009)摘要:通过分析和总结在生产实践过程中球墨铸铁铸件产生缩孔缩松缺陷以及成功解决办法,对球铁铸件凝固收缩理论提出理解和看法:铸件的补缩及缺陷产生取决于压力,由于球铁的凝固特性使石墨化膨胀和凝固收缩分离,薄壁件截面凝固差异不明显,石墨化膨胀压力无法有效利用,厚大件的截面凝固的差异大,容易实现石墨化膨胀压力的利用。
铸造补缩工艺的设计原则就是提供并保持这样的压力,对薄壁要强调外部压力补缩,厚壁则充分利用石墨化膨胀压力自补缩。
关键词:球墨铸铁;缩孔缩松;补缩;凝固压力中图分类号:TG255 文献标识码:A 文章编号:1000-8365(2011)01-0007-04Feeding Process of the Ductile Iron CastingsMU Xing -hui(Qinchuan Machine Tool Group C orp.,Baoji 721009,C hina)Abstract:By analyzing and summ arizin g the process of practice in the production of du ctile iron castings produ ced Shrinkage Defects an d successful solution.Make to some un derstand an d view of du ctile iron castings solidification theory:Feeding a castin g depend upon the pressure.For the solidification ch aracteristic of th e sph eroidal graph ite cast iron,th e expan sion of the graphitization are not syn chronized shrin k.In thin wall,no fu nction of the the expansion pressure of the graphitization because fewer division of solidification,and the thick wall,the more division with solidification in section,so th e expan sion and the shrink will be segistration.So the inten tion of the feeding process disign are su pporting and keepin g on pressu re.Th e th in wall,pressu re shall be su pported with others,and the thick wall,th e pressu re maybe exploit th e th e the expansion of the graphitization.Key words:Du ctile C ast Iron;Shrinkage;Feedin g;Solidification Pressure1 球铁凝固收缩工艺理论对球墨铸铁件采用什么样的工艺措施解决和防止缩孔缩松,目前的共识是,铸型必须具有足够的刚性和强度,化学成分接近共晶成分、加强球化和孕育处理以产生足够的石墨化膨胀。
学校代号：１０５３２学号：￥１１０２Ｗ２４４密级：公开湖南大学工程硕士学位论文球墨铸铁ＱＴ６００．３表面激光多道淬火工艺的研究导师姓名及职称：刘继常教授桂林高级工程师论文提交日期：２０１３年５月２０日ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌｌａｓｅｒｓｕｒｆａｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｏｆｄｕｃｔｉｌｅｃａｓｔｉｒｏｎＱＴ６００－３ｂｙＬＵＯＤａｎＢ．Ｅ．（ｎｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｔａｎｄＳｃｉｅｎｃｅ）２０１１ＡｔｈｅｓｉｓｓｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎｐａｒｔｉａｌｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＲｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｅｈｉｃｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎｔｈｅＧｒａｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌｏｆＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒＰｒｏｆｅｓｓｏｒＬＩＵＪｉｃｈａｎｇＳｅｎｉｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒＧＵＩＬｉｎＭａｙ，２０１３湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
…名：产日期：邳年６月６日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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２、不保密团。
（请在以上相应方框内打“√”）日期：Ｚｏｆ乡年６月６日作者签名：日期：加侈年６月６日导师签名：球墨铸铁ＱＴ６００·３表面激光多道淬火工艺的研究摘要球墨铸铁材料因其较高的强度、良好的塑性和韧性，以及便于生产，成本比钢低廉等优良的性能而被广泛应用在工业生产中的各个领域。
常用铸造齿轮材料及其热处理工艺方法铸造齿轮因其加工性能好、耐磨性高、噪声低及成本低等优点，在机械制造行业得到广泛应用。
常用铸造齿轮材料主要包括铸铁及铸钢。
常用齿轮铸铁材料是灰铸铁和球墨铸铁，因铸铁中存在游离石墨和多孔性结构，故齿轮的耐磨性良好、噪声小。
与铸铁齿轮材料相比，铸钢材料具有较高强度、硬度和耐磨性能，可用于负荷较大的大型齿轮。
一、铸铁齿轮材料及其热处理铸铁齿轮常用材料为灰铸铁及球墨铸铁。
1.齿轮用灰铸铁灰铸铁抗拉强度低，脆性较高，抗弯及耐冲击能力很差，但它易于铸造，易切削，具有良好的耐磨性、缺口敏感性小、减振性及成本低特点，可用于低速、载荷不大的开式齿轮传动。
（1）齿轮用灰铸铁的牌号及力学性能齿轮用灰铸铁的牌号及抗拉强度见表1。
（2）灰铸铁齿轮表面硬度和耐磨性灰铸铁表面热处理前最好先正火处理。
表面热处理，如高中频感应淬火及化学热处理等，其中高中频感应淬火应用最多。
高中频感应淬火温度通常采用850~950℃加热淬火，由于铸铁导热性差，因此加热速度不易太快，单位功率要比同样的钢件小一些。
否则，会产生裂纹和熔化现象。
铸铁经高频感应加热后，淬火冷却介质一般采用水、PAG进行冷却。
回火温度一般在200~400℃，铸铁齿轮经淬火、回火后硬度为40~50HRC。
灰铸铁齿轮金相检验执行GB/T7216《灰铸铁金相检验》标准。
2.齿轮用球墨铸铁球墨铸铁的性能介于钢和灰铸铁之间，强度比灰铸铁高很多，具有良好的韧性和塑性，在冲击不大的情况下，可代替钢制齿轮。
齿轮制造主要使用珠光体和贝氏体球墨铸铁，牌号在QT500以上，热处理一般采用正火+回火。
（1）球墨铸铁牌号、基体组织、力学性能及其各热处理状态下的力学性能球墨铸铁牌号、基体组织、力学性能见表2。
（2）球墨铸铁热处理铸造齿轮毛坯的预处理一般采用退火、正火，也可进行正火+回火，或调质处理。
球墨铸铁齿轮的常用热处理工艺见表3。
（3）球墨铸铁金相检验执行GB/T9441《球墨铸铁金相检验》标准。
球墨铸铁轴承盖铸造工艺设计分析轴承盖是柴油机的重要部件，半圆弧面安装轴瓦，两侧的贯穿螺栓孔通过螺栓与机体联接，主要承受爆发压力和往复惯性力作用，质量要求非常严格。
1铸件简介某种柴油机轴承盖轮廓尺寸527mm×302mm×118mm，中间最小壁厚25mm，毛坯重量110kg，材质QT400-15，要求抗拉强度≥400MPa，屈服强度≥250MPa，伸长率≥15%，本体硬度135～185HBW。
关键部位必须做无损检测，不允许有任何铸造缺陷。
2工艺设计及模拟分析根据公司现有条件，采用碱性酚醛树脂砂工艺造型，并借用了现有砂箱，一箱2件生产。
铸件水平放置、中间分型，采用了开放式浇注系统，保证了浇注过程中铁液充型平稳，避免形成因铁液飞溅、裹气带来的氧化夹渣和气孔等缺陷。
贯穿螺栓孔直径40mm，鉴于细长砂芯极易变形，加工时容易局部缺料，工艺设计时决定贯穿螺栓孔不铸出，而是后续加工形成。
铸件结构如图1所示。
图1铸件结构浇注温度高时，铁液流动性好，有利于夹渣上浮，补缩效果好，但温度太高也会增大液体收缩量，反而容易形成缩松、缩孔，因此为了平衡产生缩松、夹渣的风险，浇注温度定为1340～1350℃。
为避免残余应力，减少组织内珠光体含量，从而获得良好的韧性，浇注完成后型内冷却时间不小于48h，自然时效，不需要去应力退火。
球墨铸铁具有糊状凝固特性。
由于这种糊状凝固特性以及凝固时间较长，造成凝固时球墨铸铁件的外壳长期处于较软状态，在石墨化膨胀力作用下外壳二次膨胀，松弛了内部压力，容易在铸件热节处形成缩松甚至缩孔，使铸件的致密性下降[1]。
因此，在工艺设计时我们重点关注了缩松问题。
经分析，我们设计了两种工艺方案（见图2），并利用MAGMA软件进行了工艺模拟分析预测，如图3所示。
方案1：上下全冷铁工艺，利用冷铁的激冷效果改变铸件的温度场，并利用石墨膨胀自补缩能力解决缩松缺陷。
方案2：底面冷铁+顶面保温冒口工艺，主要利用冒口的补缩能力解决铸件可能产生的缩松问题。
球墨铸铁典型铸件工艺设计实例李魁盛于清华2009-08-273.1 球墨铸铁曲轴（湿砂型铸造、金属型复砂铸造）曲轴是发动机中重要机件之一，发动机全部功率都是通过曲轴输出。
曲轴的主要载荷是承受扭转疲劳、弯曲疲劳和连杆传递来的小能量多次冲击；曲轴轴径与轴瓦的配合，在较高的比压下高速运转，正常情况下为有机油润滑的滑动摩擦磨损。
依据国内外曲轴失效的统计数据，其主要失效方式是交变应力下的疲劳破坏(80％为弯曲疲劳断裂)和轴径的早期磨损烧伤。
根据曲轴服役的工况和主要失效方式，要求曲轴材料不但要有较高的强度、韧性，而且要有一定的硬度。
球墨铸铁曲轴与传统的锻钢曲轴比较，有制造简便、成本低廉、又有吸震耐磨、对表面刻痕不敏感等锻钢材料所不具备的优良特性、球铁与巴氏合金、铅青铜、钢背铝合金的轴瓦均有良好的匹配性。
石墨具有润滑作用和储存润滑油作用，其耐磨性比钢好；球墨铸铁在承受小能量多次冲击载荷条件下，其抗冲击性能也优于钢；球墨铸铁曲轴通过合金化、合理球化、孕育处理等，其在扭转、弯曲疲劳应力状态下的疲劳强度，可达到甚至超过锻钢曲轴。
3.1.1．铸态球墨铸铁曲轴1. 生产性质大量生产。
2. 材质研究和实践证明：球墨铸铁是中小型发动机曲轴的理想材料。
现在，铸态QT600-3、QT700-3牌号球墨铸铁已广泛应用于汽车曲轴；QT800-2、QT900-5牌号热处理球墨铸铁也成功地用于汽车曲轴的生产。
铸态球墨铸铁曲轴与热处理工艺比较，不仅可节约能源、降低成本、缩短生产周期；而且省去了因热处理而产生的曲轴变形所带来的清理和热校直工序。
在满足设计要求的前提下，工厂首先选择了铸态球墨铸铁曲轴这一操作简便，成本低廉的生产方式。
(1) 化学成分及合金元素的选择为了保证球墨铸铁曲轴具有良好的性能:1) 碳当量与C和Si 碳当量控制在4.3％～4.5％之间，可以得到健全的铸件，并具有较好的铸造性能。
碳当量过低易产生白口，过高则会产生石墨飘浮。
图3.1-1是4110型柴油机球铁曲轴的生产统计结果。
碳当量超过4.5％～4.6％，曲轴断面出现石墨漂浮，并且随着碳当量的增加，石墨漂浮层的厚度几乎直线加厚。
应该指出，碳当量不是产生石墨漂浮的惟一因素，曲轴尺寸的大小也是一个重要条件。
曲轴断面尺寸越小，碳当量可能选高一些，也不会出现石墨漂浮，相反，厚大断面曲轴的碳当量应该低一些。
图3.1-1 石墨漂浮层厚度与碳当量的关系w(C)应控制在3.6％～3.9％。
C含量低，石墨不易球化，易出现白口；C含量过高易产生石墨漂浮。
一般w(Si)控制在1.8％～2.2％为宜。
Si来自金属炉料、球化剂和孕育剂。
Si是石墨化元素，影响球墨铸铁的铸造性能和力学性能，通过以下3种途径表现出来：改变石墨大小、分布、圆整度；分解渗碳体，促进生成铁素体；溶解在α-Fe中，强化金属基体。
2) Mn和P Mn和P都是严重偏析元素。
Mn易导致晶界碳化物的形成，铸态球墨铸铁曲轴不采用高Mn来稳定珠光体为好；P易在晶界处形成磷共晶，会造成球铁塑、韧性下降，同时显著降低疲劳强度。
所以Mn和P的含量都应控制。
一般w(Mn)≤O.3％，w(P)≤O.06％为宜。
3) S S是反球化元素，属于有害杂质。
生产中根据原铁水含S量的高低决定球化剂的加入量，原铁水S量越高，加入量越多。
但是，S含量高，即使球化，曲轴内部易出现夹渣，球化衰退很快，不容易浇注出健全的铸件。
所以，希望原铁液的含S量越低越好，一般w(S)≤O.03％，有脱S条件的w(S)≤O.02％最好。
4) 合金元素添加稳定珠光体合金元素是生产铸态球墨铸铁曲轴行之有效的方法。
添加的元素主要有Cu、Sn、Ni、Sb、Cr、Mo、W、V等。
然而后4种元素虽能增加基体组织的珠光体含量，提高球铁的强度和耐磨性，但它们都是碳化物形成元素，容易使材料变脆，降低材料的疲劳强度。
Cu、Sn、Ni、Sb等合金元素共同特点是能促进形成珠光体并细化组织，提高球铁的强度、硬度和耐磨性。
但它们各自稳定珠光体的能力不同。
它们稳定珠光体的能力可以近似地用下式表示：Ni：Cu：Sn：Sb=1：3：30：90稳定珠光体的能力Cu是Ni的3倍，Sn是Cu的lO倍，Sb是Sn的3倍。
Cu能够明显地降低球铁断面敏感性，减少Mn的偏析程度，可使曲轴厚壁处也能达到高的珠光体含量，并可以提高球墨铁的疲劳强度。
Ni能强烈地细化珠光体，提高球铁的塑、韧性。
Mo能显著的稳定球铁奥氏体，促进生成针状组织，增强球墨铸铁的淬透性。
Sb对球化有强烈的干扰作用，加入过量时，不但使石墨畸变，而且与Mg反应生成富锑的脆性相，偏析在晶界，使铸件严重脆化，特别是大大降低了冲击韧性。
Sn加入量大于0.06％时，铸件产生脆性。
以上各元素均能不同程度的稳定珠光体，但Cu和Sn的组合合金化，不仅符合高质量、低成本要求，而且还可以加在球化包内，满足一种原铁水生产多种牌号球铁的需要。
(2) 金相组织球墨铸铁曲轴的疲劳强度与石墨和基体的形态、组成、尺寸大小、分布特征以及非金属夹杂物的类别、形状、大小、数量及分布均匀性有密切关系。
1) 石墨形态不仅影响球墨铸铁的静载荷性能，而且更显著地影响动载荷性能。
稀土镁球铁中，球状和团状石墨(球化级别1～3级)的动态性能相差较少，当出现团片状石墨时，性能明显下降，尤其是组织中有厚片状石墨聚集分布时(球化级别6级)，疲劳强度约下降20％，而小能量多次冲击韧性下降约5倍。
镁球铁中，球化率65％的球铁比球化率93％的球铁抗拉强度σb下降8.2％，而疲劳强度σ-1下降26％。
当石墨的体积一定时，石墨的平均球径越大，单位面积视场中球墨个数越少，疲劳强度越低。
石墨成行排列，促进疲劳断裂，降低疲劳强度。
实践证明：石墨球越细小，圆整、均布，球铁的疲劳强度就越高。
图3.1-2 w(珠光体)对HBS、σ、αk、δ的影响2) 基体组织随着珠光体量的增加，强度、硬度增加，塑性、韧性下降。
图3.1-2是w(珠光体)与硬度(HBS)、拉抗强度(σb)、冲击韧性(αk)、延伸率(δ)的关系图。
如图所示，当珠光体大于80％时，抗拉强度和布氏硬度值上升比率增加；珠光体大于50％时，延伸率下降梯度减缓，冲击韧性值变化比率变化较小。
图3.1-3是w(珠光体)与疲劳强度(σ-1)的关系图。
如图所示，基体组织中珠光体由O％增加到100％，疲劳强度从230 MPa增加到320 MPa；珠光体由20％增加到80％时，疲劳强度变化不大；当珠光体超过80％进一步增加时，疲劳强度明显增加。
基体组织中珠光体的层片间距越小，疲劳强度越高。
如图3.1-4(a)珠光体层片间距大的球铁疲劳强度小于图3.1-4(b)珠光体层片间距小的球铁疲劳强度。
图3.1-3 w(珠光体)与疲劳强度的关系铁素体的作用:当珠光体量一定，抗拉强度相近的条件下，牛眼状铁素体屈服强度最高，延伸率最低。
综上所述，球墨铸铁中较高的珠光体含量是获得高强度，特别是提高疲劳强度的有效途径。
随着珠光体含量的提高，要依赖基体组织的强化和细化来阻止疲劳裂纹的扩展。
图3.1-4 珠光体基体的二次电子像(a)大层片间距×3000；(b)小层片间距×30003) 夹杂物研究表明，非金属夹杂物的数量、尺寸大小、形状及其分布比石墨更加显著地影响球铁的疲劳强度。
夹杂物越少，形状粒化，颗粒越小，其疲劳强度越高。
所以，生产球墨铸铁曲轴，采用金属净化是必不可少的工艺措施。
通常采用在浇注系统中安放过滤网，净化铁液，图3.1-5是球铁曲轴立浇立冷的工艺方案，在浇注系统中放置了过滤网，起到了良好的净化铁液作用。
(3)力学性能图3.1-6是抗拉强度(σb)与疲劳强度(σ-1)的关系图。
如图所示，随着抗拉强度的提高，最初试棒的疲劳强度亦成正比例的提高；当抗拉强度上升到750 MPa时，疲劳强度不复增加，呈一水平线。
所以，中小球铁曲轴的抗拉强度控制在600～800 MPa为宜，没有必要追求过高的抗拉强度值，以提高疲劳强度比(σ-1／σb)，充分发挥材料的强度潜力。
图3.1-5 球铁曲轴立浇立冷工艺方案图3.1-6 抗拉强度与疲劳强度的关系为适应曲轴的服役工况，材料还应有一定的塑性和韧性，通常延伸率大于3％为宜。
同时曲轴材料还应有一定的硬度，一般200HBS～270HBS为宜，以适应曲轴耐磨性的要求。
3.1.2 湿型铸造球墨铸铁曲轴的工艺问题1. 湿型铸造工艺国内目前普遍采用湿砂型铸造，缩孔及缩松的体积约占铸件的4％～10％。
1) 冒口应设置控制压力冒口。
控制压力冒口适于在湿型中铸造模数MC=0.5～2.5cm的球墨铸铁件。
目的在于补给铁液体积收缩而避免缩孔；当曲轴内因凝固而出现石墨化体积膨胀时，让铸件内的多余铁液部分地回充冒口，以减轻型腔内壁承受的压力，避免型壁外移而导致曲轴铸件胀大变形。
又能在铸件内保留一定的压力用来消除缩松。
这种冒口又叫“释压冒口”。
众所周知，球铁具有糊状凝固的特性。
铸件内保留的压力越高，消除缩松的效果越好。
这就要求湿型有较高的、强度和刚度。
采用短冒口颈。
冒口颈的模数依下式确定M n=0.67M r冒口颈的形状可选用圆形、正方形或矩形。
冒口的补缩距离与传统冒口的补缩概念不同，控制压力冒口的补缩距离，不是表明由冒口把铁液输送到铸件的凝固部位，而是表明由凝固部位向冒口回填铁液，能输送多大距离。
该距离与铁液冶金质量和铸件模数密切相关。
冶金质量好，模数大，输送距离也大。
输送距离达不到的部位，铸件内膨胀压力过高，将导致型壁塑性变形，使铸件胀大变形，内部却可能存在缩松。
控制压力冒口的经验：尽量采用内浇道通过边冒口的引入方式；采用大气压力暗冒口为宜；采用扁薄内浇道。
要求浇注后迅速凝固，促使冒口中快速形成大缩孔，以便容纳回填铁液；要求快浇；宜高温浇注。
要求浇温在1371～1427℃±25℃；希望采用冶金质量好的铁液。
一般采用暗冒口。
暗冒口在铸件上的位置可分为顶冒口和侧冒口。
顶冒口放在铸件壁最厚处(即热节)的上面，侧冒口则设在热节的侧面。
工厂凭多年生产经验来确定冒口尺寸。
成批大量生产可以通过解剖铸件来验证。
图3.1-7给出了球墨铸铁曲轴常用侧冒口的尺寸比例范围。
图3.1-7 球墨铸铁曲轴侧暗冒口2．球墨铸铁浇注系统的特点球墨铸铁的铸造性能与普通灰铸铁不同，容易产生皮下气孔、二次氧化夹渣、球化衰退、浇不足和缩松等缺陷。
因此，铸件浇注系统必须保证铁液平稳、畅通、比灰铸铁稍快地充型。
为做到这点，许多工厂采用半封闭或开放式的浇注系统。
其特点是：直浇口小，内浇口、横浇口的截面积均要比直浇口大。
铁液进入型腔的速度低、平稳、无冲击。
但这种浇注系统挡渣效果差。
二次氧化夹渣是球铁曲轴疲劳失效的主要裂纹源，所以，球铁曲轴的浇注系统必须采取挡渣措施，如茶壶嘴式浇包，拔塞外浇口、闸门浇口、过滤网、集渣包等。
