下载文档原格式
某型号高镍球墨铸铁生产工艺的研究摘要：高镍球墨铸铁是一种含Ni在13%-36%范围内的一种奥氏体铸铁，这种材料要求其微观组织中石墨为球状，且基体组织为奥氏体。
我公司承接D-3型号高镍铸铁产品的生产任务，根据实际生产需要，按照化学成分进行配置炉料并制定生产工艺。
关键词：球墨铸铁；熔炼；工艺设计1.实验背景我公司此次承接的产品为轴套类铸件，材质为D-3高镍铸铁，高镍铸铁镍含量在13%-36%之间，在海水等自然水、污水、盐、高温碱及稀酸中具有很好的耐腐蚀性能，无磁，可控热膨胀，低温和高温抗氧化性能良好，在很多领域都有应用。
2、铸件工艺性分析2.1铸件材料分析铸件材料为Ni含量高的奥氏体球墨铸铁，合金含量高，C、Si含量低，熔炼和浇注温度高，奥氏体铸铁的线收缩和体收缩都大于普通的铸铁，接近于碳钢；凝固特性与普通灰铸铁和球墨铸铁有很大不同，也不同于碳钢，更类似于典型的结晶范围很宽的合金。
奥氏体铸铁组织中的奥氏体枝晶发达，石墨和碳化物充填枝晶间的空隙。
奥氏体铸件的缺陷主要为疏松，要获得组织致密的铸件，都必须靠冒口建立起的铁液静压力和温度梯度，使液体的凝固始终处于正压力状态下。
2.2凝固特性奥氏体铸铁的线收缩和体收缩均大于普通铸铁，更接近于碳钢；凝固特性与普通灰铸铁和球墨铸铁有很大不同，奥氏体铸铁组织中的奥氏体枝晶发达，石墨和铬的碳化物充填枝晶间的空隙，奥氏体的主要缺陷是缩孔和缩松，由于产品结构固定，如何根据要求配比出化学成分及性能合格的铸件为此次生产工艺的难点所在。
3、铸造工艺过程与传统砂型铸造不同，此次球墨铸铁的生产采用熔模精密铸造进行生产，与传统砂型相比，熔模铸造铸件尺寸精度高、表面粗糙度值细，生产灵活性高、适应性强，加之技术协议要求不允许补焊，采用熔模铸造更利于实现产品的生产及交付。
3.1炉料配比及熔炼控制因为是配料生产，配制前使用光谱仪对原材料的化学成分进行检测，然后根据实际结果进行配比，使用中频炉进行冶炼浇注，拟配钢水总重为80公斤，熔炼采用中频炉，炉料中要特别注意微量元素的影响，镍有很强的吸气性，为防止铁液吸气，镍板需要在熔炼后期加入，铬铁等合金最好在光谱原铁水成分后调整成分时加入，奥氏体球墨铸铁在容量过程中吸气倾向大于一般球墨铸铁，炉料中回炉料多时吸气倾向更大，因此，有锈、有油污或潮湿的炉料应提前进行预处理，不可直接投入钢液中进行使用。
球墨铸铁管生产工艺流程一、原材料准备：球墨铸铁管的主要原材料包括球墨铸铁铁水、球化剂、稀土等。
首先需要将铁水和球化剂按照一定比例加入到混合釜中，并在一定温度下搅拌均匀；然后将该混合物加入球墨化炉中进行球化处理，使融化的铁水中形成球墨状碳化物。
二、型砂制备：型砂是球墨铸铁管生产中不可缺少的重要材料，其质量和性能直接影响着球墨铸铁管的成型及质量。
首先根据产品的要求和规格设计模具，然后根据设计要求制作模具的芯型。
接着将定尺的型砂浇入模具中，让其自然充实，并用压实机进行振动压实，使型砂形成较密实的砂型。
三、浇注及凝固：在准备好的砂型中，将球化处理好的铁水倒入砂型中，待凝固一定时间后，再将凝固的铁水浇注出来。
在浇注的过程中不断观察砂型中的铁液进入情况，确保铁液充实并填满整个模具。
等到铸件达到一定凝固时间后，即可进行下一步的处理。
四、脱模及清洁：铸件从模具中脱出后，需要进行去砂清洁处理。
首先使用去砂器对铸件表面的附着砂粒进行清除，然后再使用喷砂机对表面进行喷砂处理，以消除砂眼、气孔等缺陷。
最后再通过打磨、磨光等方式对铸件进行修整，使其表面光洁平整。
五、球墨化处理：经过前面的工艺处理，铸件表面已确保光滑平整，接下来即可进行球墨化处理。
将球化剂溶解在水中，然后将铸件浸入球化液中，悬挂一定时间，让球化液逐渐渗透到铸件内部，使铸件表面形成一层致密光滑的球墨状碳化物层，提高铸件的强度、硬度和耐腐蚀性能。
六、热处理及表面处理：球墨铸铁管需要进行热处理，以提高其机械性能和材料硬度。
热处理主要包括淬火和回火两个过程，通过这两个过程使球墨铸铁管具有更高的强度和硬度。
此外，还需要对球墨铸铁管进行表面处理，例如进行喷涂防腐漆、烤漆等，提高其耐腐蚀性和美观性。
七、质量检测及包装：对球墨铸铁管进行质量检测是保证产品质量的重要环节。
主要检测内容包括外观质量、尺寸偏差、机械性能等。
对于合格的产品，需要进行包装，常用的方式有编织袋包装、托盘包装等，以保证产品的质量和外观不受损坏。
QT500-7球墨铸铁熔炼工艺设计摘要合金熔炼是铸造生产中的重要环节。
当前，铸造生产中的废品约有50% 与熔炼有关，熔炼铁液的成本约占铸件成本的25%~30% ，合金熔炼对铸件质量和成本有着很大的影响。
我们应该针对不同的铸件材质与技术要求选择不同的熔炼方法。
本设计题目为QT500-7球墨铸铁熔炼工艺设计，体现了球墨铸铁熔炼的设计要求、容与方向，有一定的设计意义。
通过对该牌号球墨铸铁的设计，进一步加强了设计者熔炼工艺设计的基础知识，为设计其它牌号铸铁的熔炼做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。
本设计运用铸造合金熔炼的基础知识，首先分析了QT500-7球墨铸铁的成分与性能要求，为选取熔炼设备与炉料做好了准备；然后选取熔炼设备，计算炉料的比例用量；最后设定球化、孕育方法，确定浇注温度参数，进行质量检测与分析。
本设计着重点在于使用冲天炉-感应电炉双联熔炼球墨铸铁。
由冲天炉熔化铁液并进行化学成分含量的初步确定；在感应电炉中高温精炼，调整铁液的化学成分至规定的围；进一步清除非金属夹杂物和降低气体含量；提高铁液温度至符合出炉球化要求；最终球化与孕育处理，出炉检测。
关键词：球墨铸铁双联熔炼球化处理孕育处理QT500-7 Ductile Iron Smelting Process DesignAbstractAlloy melting is an important part in casting production. At present，about 50% of the waste in the foundry production is related to the smelting. The cost of the molten iron is about 25% - 30% of the cost of the casting.We should choose different smelting methods for different casting materials and technical requirements.This design topic is QT500-7 nodular cast iron smelting process design，reflects the design requirements， content and direction of ductile iron smelting， there is a certain design significance. Through the design of this type of ductile iron， further strengthen the designers of the basic knowledge of smelting process design for the design of other grades of cast iron to pave the way and draw a more profound experience.The design and use of casting alloy melting of basic knowledge， the first analysis of the QT500-7 nodular cast iron composition and performance requirements for the selection of smelting equipment and charge ready；then select smelting equipment， calculation burden ratio； finally set the ball， inoculation method， to determine the parameters of casting temperature， quality detection and analysis.This design is focused on the use of cupola induction furnace duplex melting of nodular cast iron. By cupola melting iron liquid and preliminary identification of chemical components； in the induction furnace high temperature refining， adjustment of the liquid metal chemical composition to the specified range； further clear non metallic inclusions and reduce the gas content； improve the temperature of molten metal to meet released the ball of the requirements； and eventually the ball and inoculation treatment， detection of released.Key words:Ductile iron，Tecastiron，Spheroidize，Inoculation treatment目录摘要IAbstractI1 绪论11.1球墨铸铁的出现11.2国外球墨铸铁的发展11.3球墨铸铁的应用21.4熔炼工艺与发展31.5课题来源与意义32 熔炼工艺方案的确定42.1熔炼技术要求与分析42.1.1技术要求42.1.2材料性能与分析42.2工艺方案53 冲天炉熔炼工艺设计63.1冲天炉熔炼特性与原理63.1.1冲天炉熔炼概述73.1.2冲天炉熔炼的技术要求73.1.3冲天炉的燃烧过程原理93.2炉料的计算113.2.1球墨铸铁原铁液的配比要求113.2.2QT500-7原始资料的确定123.2.3确定元素增减率与增减后成分123.2.4确定配料比并校核133.2.5炉料计算143.3熔炼工艺与参数143.3.1装炉143.3.2炉前控制143.3.3铁液出炉153.3.4脱硫处理153.4熔炼过程的化学反应164电炉熔炼工艺设计174.1感应电炉的熔炼特点174.1.1感应电炉构造与工作原理174.1.2感应电炉熔炼的优缺点与其应用184.2熔炼工艺与参数184.2.1二次脱硫184.2.2脱磷处理194.2.3精炼调整194.3球化工艺194.3.1球化剂194.3.2QT500-7球化剂的选用214.3.3 QT500-7的球化处理工艺214.3.4球化剂加入量的确定234.4孕育工艺244.4.1孕育剂244.4.2孕育处理工艺254.5出液浇注264.5.1浇注温度对性能的影响264.5.2球铁的浇注温度265质量检验与分析275.1质量检测275.1.1炉前三角试片检验法275.1.2火苗判断法275.1.3炉前快速金相法275.1.4炉前光谱分析法275.2缺陷分析275.2.1球化不良285.2.2球化衰退295.2.3石墨漂浮296 结论30致32参考文献321 绪论铸造是机电装备制造业中铸件生产的工艺过程。
球墨铸铁管施工工艺一、施工前准备1、施工前应熟悉、掌握球墨铸铁管的各项技术要求和施工规范。
2、准备好施工机具和工具。
3、准备好铸铁管及配件。
4、检查地基是否符合要求。
5、检查管材及配件是否符合要求。
二、安装工艺1、清理：清理铸铁管内部及外部的泥土、杂物等。
2、检查：检查铸铁管是否有裂纹、砂眼、碰伤等缺陷。
3、安装：按照施工规范将铸铁管安装在设计位置上，并确保接口牢固、密封良好。
4、固定：用支撑架将铸铁管固定在支架上，防止其变形或位移。
5、接口处理：根据设计要求，对铸铁管的接口进行处理，确保密封性能良好。
6、测试：对铸铁管进行压力测试，检查是否有泄漏现象。
三、注意事项1、安装前应检查地基是否牢固，支架是否符合要求。
2、安装时应按照施工规范进行，确保接口牢固、密封良好。
3、在接口处理时，应使用合格的密封材料，并按照设计要求进行施工。
4、在安装过程中，应注意保护铸铁管，避免碰撞、挤压等损伤。
5、在测试时，应按照设计要求进行压力测试，并做好记录。
四、维护保养1、定期检查：定期检查铸铁管的接口、支架等部位，发现有松动、泄漏等现象应及时处理。
2、清洁：定期清理铸铁管内部的杂物，保持管道畅通。
3、使用年限：正常情况下，铸铁管的使用年限为30年左右。
如需延长使用年限，应定期进行维护保养。
三重管施工工艺在现代化的建设过程中，各种管道的安装和维护是不可或缺的一部分。
其中，三重管施工工艺由于其独特的优势，在许多领域中得到了广泛的应用。
本文将详细介绍三重管施工工艺及其应用。
一、三重管施工工艺简介三重管施工工艺是一种高效、高质量的管道施工方法。
它采用高压水流切割、喷砂除锈和热喷涂等先进技术，对管道进行清理、除锈和喷涂。
这种工艺的主要特点是施工速度快、质量稳定可靠、环保节能，因此受到了广泛的应用。
二、三重管施工工艺流程1、准备工作在施工前，需要仔细检查管道的材质、规格和连接情况，确保符合设计要求。
同时，需要准备好各种工具和材料，如高压水流切割机、喷砂除锈机、热喷涂设备等。
球墨铸铁工艺
球墨铸铁是一种具有优异性能的铸铁材料，具有高强度、高韧性和良好的耐腐蚀性能。
它的工艺过程主要包括材料选择、熔炼、浇注、固化和热处理等环节。
球墨铸铁的工艺过程开始于材料选择。
球墨铸铁的主要成分是铸铁和球墨石墨，其中球墨石墨是球墨铸铁得以形成球状断裂的关键因素。
因此，在材料选择过程中需要选择具有合适含碳量和添加剂成分的铸铁。
球墨铸铁的工艺过程中的一个重要环节是熔炼。
熔炼过程中需要控制合金化学成分，通过添加适量的合金元素和添加剂，以提高球墨铸铁的性能。
熔炼温度和时间的控制也是确保铸件质量的重要因素。
浇注是球墨铸铁工艺中的关键步骤之一。
在浇注过程中，需要保证铸液温度适宜，浇注速度均匀稳定，以避免铸件内部产生缺陷。
此外，还需要注意浇注系统的设计，以确保铸液能够均匀地充填到整个铸件中。
固化是球墨铸铁工艺中的另一个重要环节。
固化过程中需要控制冷却速度，以避免铸件产生内部应力和变形。
同时，还需要注意固化温度和时间的控制，以确保铸件在固化过程中获得足够的强度和韧性。
球墨铸铁的工艺还包括热处理。
热处理可以进一步改善球墨铸铁的性能，例如提高硬度和耐磨性。
常用的热处理方法包括退火、正火和淬火等。
球墨铸铁的工艺包括材料选择、熔炼、浇注、固化和热处理等环节。
在每个环节中都需要严格控制工艺参数，以确保球墨铸铁具有优异的性能。
通过合理的工艺设计和优化，可以生产出高质量的球墨铸铁铸件，满足不同工程领域的需求。
球墨铸铁汽车曲轴的加工工艺学院机电工程学院专业机械类年级班别创新实验班12（1）学号 3112010453 3112010454 3112010455 3112010462 学生姓名罗毓健骆智伟马欣华冼文飞指导教师王成勇2014年 6 月摘要球墨铸铁具有优良的机械性能，已经大量用于制造强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。
球墨铸铁大量地应用于汽车发动机曲轴的加工生产，结合球墨铸铁的特性，本文讲述了球墨铸铁应用于曲轴的切削与磨削加工机理及其加工工艺，介绍了聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具切削加工等温淬火球墨铸铁（ADI）时的特征。
介绍了奇瑞公司曲轴的加工工艺以及几款相关的曲轴专用加工机床。
关键词：球墨铸铁，曲轴，ADI，PCBN目录1球墨铸铁基本性质与应用 (1)1.1 球墨铸铁的成分与组织结构 (1)1.2 球墨铸铁的机械、物理、力学性能 (1)1.3 典型零件、应用场合 (2)1.4 球墨铸铁曲轴加工批量和加工质量要求 (2)1.5 小结 (2)2球墨铸铁切削与磨削加工机理 (2)2.1 等温淬火球墨铸铁（ADI）的切削与磨削可加工性简述 (3)2.2 铸铁应用于曲轴的主要切削、磨削去除过程 (3)2.3 球墨铸铁的切削加工过程特征 (4)2.4 加工等温淬火球墨铸铁常用刀具 (5)2.5 曲轴加工工艺 (6)3曲轴加工专用机床 (12)3.1 曲轴质量定心机 (13)3.2 数控车－车拉机床 (13)3.3 曲轴圆角滚压机床 (13)3.4 绿色粗磨“扒皮”机床 (13)参考文献 (14)球墨铸铁汽车曲轴的加工工艺1球墨铸铁基本性质与应用1.1球墨铸铁的成分与组织结构根据铸铁中石墨形态的不同，铸铁可分为以下四类：（1）普通灰铸铁。
石墨呈曲片状存在于铸铁中，简称灰铸铁或灰铁，是目前应用最广的一种铸铁。
（2）可锻铸铁。
由一定成分的白口铸铁经过石墨化退火而获得。
石墨呈团絮状存在于铸铁中，有较高的韧性和一定的塑性。
球墨铸铁700-10生产技术工艺关注我们请点这里铸造工业网7月10日近年有关高强度、高伸长率球墨铸铁的研究与生产技术开发受到相关研究机构的关注。
通过采用合理的成分设计、铁液净化、多元素合金固溶强化、晶粒细化等一系列生产工艺措施，探讨了铸态QT700-10工艺开发的可行性。
随着汽车工业的进步，商用车、重卡朝着重载、高速、低耗、低成本及良好的舒适性等方向发展，汽车底盘支架、托臂梁等零部件对高强度、高伸长率材料的综合性能要求也越来越高。
就材料的综合性能和成本而言，高强度、高伸长率球墨铸铁备受青睐，目前国家标准中关于球墨铸铁的要求，一般是低强度高伸长率或是高强度低伸长率，对于那些不仅要求高强度、还要求高韧性、高疲劳性能等的铸件，传统国标的球墨铸铁材料不能满足性能要求。
因此我公司与湖北汽车工业学院联合开展了高强度、高伸长率球墨铸铁研究工作，以满足汽车零部件轻量化需求。
1国内外球墨铸铁发展现状目前球墨铸铁的生产，都是根据GB/T 1348-2009《球墨铸铁件》标准，球墨铸铁的力学性能从QT350-22L到QT900-2共14个牌号，生产工艺己非常成熟，随着铸造企业质量控制水平的提高，绝大多数企业都能大批量稳定地生产。
然而，国内对高强度、高伸长率球墨铸铁技术研究与应用的报道并不多。
通过对国外球墨铸铁技术检索发现，SiboDur球墨铸铁是GF公司最新研发的铸态高强度高韧性球墨铸铁，对其化学成分及性能进行解读，SiboDur球墨铸铁形成了SiboDur450-17、SiboDur550-12、SiboDur700-10、SiboDur800-5系列，力学性能指标在传统球墨铸铁力学性指标中分布见图1 。
SiboDur球墨铸铁以Si和B作为合金化元素，其综合力学性能远远高于传统珠光体-铁素体球铁，适合制造承受冲击的铸件，广泛应用国外汽车行业。
2化学成分对球铁性能的影响2.1化学成分与金相组织SiboDur球墨铸铁是以Si和B作为合金化元素，实现铸态球铁高强度、高韧性综合力学性能，据此我们设计铸态QT700-10的主要化学成分见表1。
球墨铸铁曲轴的制造工艺路线通常包括以下几个步骤：
1.原材料准备：根据曲轴的设计要求，选用高质量的球墨铸铁材料，同时准备加工所需的机床、刀具等工具。
2.初步加工：首先对原材料进行初步加工，例如锯断、车削、铣削等工艺操作，以便后续的精加工。
3.热处理：将初步加工好的曲轴进行热处理，一般采用正火+回火的工艺，以提高材料的硬度和强度。
4.精加工：在热处理后，对曲轴进行精加工，包括车削、磨削、钻孔等工艺操作，以便获得更高的精度和表面质量。
5.检验：对加工好的曲轴进行各项检验，包括外观质量、尺寸精度、表面质量等指标，确保产品符合设计要求。
6.包装出厂：对通过检验的曲轴进行清洁、包装、标识等工艺操作，以便出厂交付客户。
以上是球墨铸铁曲轴的一般制造工艺路线，具体的工艺流程和操作细节会根据不同的产品和生产工艺而有所差异。
球墨铸铁管的生产工艺球墨铸铁管是一种使用球墨铸铁材料制成的管道，具有高强度、耐腐蚀、耐压力和具有良好的密封性能等特点。
下面将介绍球墨铸铁管的生产工艺。
1. 原料准备：球墨铸铁管的主要原料是球墨铸铁材料，其中球墨铸铁主要由铁、石墨球和适量的合金元素（如镍、钒等）组成。
在生产前，需要对原料进行准备和选择，确保原料中的杂质和含氧量低，以保证最终产出的铸铁管的质量。
2. 模具制造：模具是球墨铸铁管生产的关键工具。
模具制造是根据设计要求和规格尺寸制造的，一般采用砂型或金属型制造。
在模具制造过程中，需要对模具进行精确的计量、修整和表面处理，以确保生产出的球墨铸铁管具有所需的尺寸和表面光洁度。
3. 熔炼和浇注：球墨铸铁的生产通常采用电炉熔炼的方式。
根据设计要求，将预先准备好的原料放入电炉中进行熔炼，加入适量的球化剂和稀土元素等。
熔炼后的球墨铸铁液体需要保持一定温度，并使用集中浇注系统将其均匀地浇注到预先准备好的铸铁模具中。
4. 铸造和冷却：在浇注完成后，需要对铸铁模具进行冷却和固化处理。
这个过程需要控制合适的冷却速度，以保证球墨铸铁管的内部组织和外形尺寸的稳定。
冷却完成后，可以从模具中取出球墨铸铁管。
5. 除砂和清洗：取出的球墨铸铁管需要经过除砂和清洗工序。
这个工序的目的是去除铸造过程中产生的砂粒和其他杂质，以保证铸铁管的表面光洁度和质量。
6. 热处理：为提高球墨铸铁管的强度和耐腐蚀性，在生产过程中通常进行热处理工艺。
热处理的方式通常采用回火、正火、淬火等方式，选取合适的温度和时间，使球墨铸铁管的组织达到设计要求，具有所需的性能。
7. 检测和质量控制：生产完成后，需要对球墨铸铁管进行各项检测和质量控制。
常见的检测包括尺寸检测、金相组织检测、物理力学性能检测、腐蚀性能测试等。
只有合格的球墨铸铁管才能出厂销售。
8. 表面处理和涂漆：球墨铸铁管的表面处理可以采用喷砂、喷丸等方式，以去除表面氧化物和杂质，提高表面的附着力。
球墨铸铁的工艺设计第一节工艺特点一、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25时，浇注温度不低于1315℃；当铸件壁厚为6时，浇注温度不低于1425℃。
二、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。
由于在球墨铸铁共晶凝固过程中石墨很快被奥氏体壳包围，石墨长大过程中因体积增大所引起的膨胀不能传递到铁液中，从而产生较大的共晶膨胀力。
当铸型刚度不高时，由此产生的共晶膨胀将引起缩松缺陷。
（4）在凝固过程中球墨铸铁的体积变化可以分为三个阶段:铁液浇入铸型后至冷却到共晶温度过程中的液态收缩，共晶凝固过程中由于石墨球的析出引起的体积膨胀，铁液凝固后冷却过程中的体收缩。
由于上述凝固特性，从补缩的角度考虑，球墨铸铁在铸造工艺上有以下特点：（1）铸型要有高的紧实度，以使铸型有足够的刚度以抵抗球墨铸铁共晶凝固时的共晶膨胀力。
需要指出的是，此时要特别注意采取适当的措施提高铸型的透气性，同时要尽可能地降低型砂中的水份，以防止出现“呛火”。
（2）合理设置浇冒口。
球墨铸铁的冒口与普通钢及白口铁不同，球墨铸铁冒口设置的合理性在于它能够充分补充铁液的液态收缩，而当铁液进入共晶膨胀阶段时，浇注系统和冒口颈及时冷冻，使铸件利用石墨析出的膨胀进行自补缩。
（3）砂箱应有足够的刚度，上箱和下箱之间应有牢固的紧固装置。
第二节冒口设计一、冒口模数的定义与计算：一定的液态球铁铸件的冷却速度及其凝固所需要的时间取决于铸型的热性质、所浇注的合金、浇注温度以及铸件的形状和尺寸。
假定铸型的性质和浇注温度不变，则冷却和凝固速度完全取决于铸件。
其尺寸的影响能用简单的比例关系来正确地描述：铸件体积总的冷却表面积这个比例称做模数，用M表示。
因为体积是用3或3度量以及面积是用2或2度量，所以模数的单位是或。
根据的意见，模数的几何计算只是在定向放热(无限大的板、无限长的圆棒和球)时提供正确数值。
其它形状所计算的模数和放热速度真正成比例的理论值相比要小百分之三十。
然而等人以及的试验工作发现对于球体、圆柱体和矩形形状，其几何的和“实际的”模数之间并无明显差别。
由于在实际应用中几何模数已足够准确，所以下文中用之。
为了设计冒口，无论重量或壁厚都不能像模数那样准地代表铸件。
对于形状简单的铸件其模数计算是简单的。
下图中给出了几个例子。
图3-1简单形状铸件模数计算比较复杂的形状需要用假想的表面分割为一些简单的部分。
对每个分割的部分其体积份额以1的分数来汁算，每个分体的模数也要计算，根据计算值绘制累积体积份额与模数图。
图中的每个部分应按其在铸件上的实际次序来排列。
这样的图形可以像阶梯形如图3-2（A ）所示，或者几个厚大断面被割开，如图3-2(B)所示。
1.立方体a /62.平板水平尺寸至少比“t ”大5倍t /2(A)(B)图 3-2 累积的体积份额—模数图当有的分体形状仍然比较复杂时，应该以近似尺寸的简单立方体积来代表其形状和尺寸。
应着重记住，分割各个部分的假想表面并非冷却面，所以对各部分的模数进行计算时，不应该计入这些面。
图3-3中虚线表示这些假想的分剖面，而各分割部分则以罗马数字来表示。
例1 模数与体积份额图的绘制（尺寸用毫米计，图3-3）1.0累积的体积份额M 01.0累积的体积份额M图3-3 例1的铸件图3-3的分体I 。
因为它的截面尺寸比其圆周长度要小得多，所以这一部分可以看作是截面为0.8×1.0的无限长的杆。
38.10)26.15.3(8.00.1I cm =⨯+⨯⨯=π体积模数（简化为横截面积被圆周除来计算）：cm M I 28.08.28.0==模数。
（注意：分割面并非冷却表面） 图3-3的分体。
实际体积和冷却表面积按简化的进行计算，其内径是cm 3.321.35.3=+ 3229cm .733)3.35.6()4(II =⨯-⨯=π体积冷却表面积222125cm 5.64.1)3.35.6()4()13(5.633.3II =⨯⨯+-⨯+-⨯⨯+⨯⨯=ππππ由此：cm M II 59.0=图3-3的分体按无限长的、截面为3×12、冷却表面积为3+3=6（由周长代替）的杆计算其模数（分割面为非冷却表面）。
体积（已简化）35.893)35.6(cm =⨯⨯+=π 模数 =3/6=0.5图3-3的分体近似体积35162.17.1310cm V IV =⨯⨯⨯==π假定这一分体是一块无限大的平板，计算其模数。
=1.2/2=0.6图3-3的分体V近似为一根无限长的杆。
体积3415245.16cm =⨯⨯⨯=π 模数cm M V 74.08.22248=+++=冒口模数为1.2×0.74=0.89，体积计算为1183。
体积份额为： 1223.23，由此式：=0.01 ：=0.06 ：=0.07 ：=0.42 ：=0.34 ：=0.10用于绘制模数与体积份额图所需要的全部计算现已全部完成。
这个图形示于图3-4。
图3-4—图3-3铸件换算为模数与体积份额图用例1来说明绘制模数与体积份额图的一个重要步骤。
这个图形总是把冒口看作是铸件与冒口增合体的必须部分。
为此必须先知道冒口的体积与模数。
模数的计算结果及其分布是与冷却和凝固顺序相一致的。
这些知识对于以后要讲的任何一种冒口设计方法部是需要的。
二、实用冒口设计从事实践的铸造工作者对前节的结沦可能感到满意，这个结沦这里要重复。
从球铁浇注完到凝固开始所经过的时间(平方根)是：))](1300(0028.005.1[1分-+=Tp M t 。
以及，同样的铸件从浇注完到凝固结束所需要的时间（平方根）是：)]1300(0028.04.2[2-+=p T M t式中：M ：模数；：浇注温度；单位用：t ：分；M （厘米）=（时/2.54）；（℃）8.132-=F ο只有当球铁浇入湿型时，这两个方程式才都有效。
只要冒口的模数大于它所连接着的铸件的分体的模数(表示为或)则冒口保持为液体的时间比铸件分体的要长，这个观点需要立即说明。
铸件或其任何部分是不会同对凝固的，下面就这个问题将进一步讨论。
说到冒口(明冒口或暗冒口)最重要的是冒口中所包含的液体要与外部大气保持连通。
图3-5所示是完全背离正常冒口设计原则的。
楔形冒口(示于上模板)首先在其顶部凝结，而顶部凝固的冒口与大气不连通，因而冒口不能发挥其作用。
结果铸件产生缺陷。
图3-5 形状不正确的冒口通常冒口的形状应使体积与冷却表面的比值(模数)达到最大值。
这并不是说推荐冒口应该是球形的，显然球形具有最大的模数。
甚至在小冒口中，热流把比较热的(低比重的)液体带到冒口顶部，帮助顶部区域保持为液态。
冒口底部温度要稍低一些，也需要有措施以防止冒口颈冻结。
所以，一个设计好的冒口其高大于直径，而且冒口下部延伸到冒口颈以下，以便使冒口受热。
而且冒口的水平截面通常是圆形的，虽然并非必须这样。
因为若用一个冒口补给几个铸件是可以用其它形状的。
由于以上以及其他许多理由，冒口形状不能标准化。
然而，在许多设计中可以采用标准的冒口形状，这样可以明显地减少冒口的体积和模数的计算时间。
图3-6表示了所推荐的冒口形状以及其和模数有关系的直径和体积的计算公式。
注意图3-6中每一个冒口的顶部都可看到一个局部剖视，都表示了冲向冒口图3-6 标准冒口形状内部的“凹窝”。
这个凹窝的底部充分受热，从而防止哪怕是很薄的凝固层产生，所以使冒口中液体继续保持与大气接触。
楔形或单独插入的(大气压冒口)坭芯可以达到同样的目的。
上述讨论使人想起一种几乎过时的冒口设置方法，即采用所谓的压边冒口。
图3-7所示是从四个不同角度照的，压边胃口(边常为矩形)搭接于铸件上。
这种方法不仅降低铸件的工艺出品率，而且增加治理车间的成本。
图3-7 压边冒口与此相反，采用易割芯片则冒口易去除，而且降低清理车间的成本。
要是铸造中采用易割芯片，那么坭芯的厚度以及孔口的直径的选择应不减少其有效的连接面积。
根据的文章，具有下列关系：表3-1冒口模数、坭芯厚度及孔口直径选择冒口模数坭芯厚度孔口直径1.0 0.4 0.42 0.16 1.95 0.772.0 0.79 0.84 0.333.90 1.533.0 1.19 1.26 0.50 5.9 2.324.0 1.60 1.70 0.67 7.8 3.105.0 1.97 2.10 0.83 9.7 3.82所需要的孔口的直径(见图3-8)。
而且这种易割芯片也可与预制的暗冒口保温壳一起组装好造入铸型内，这种方法可以适用于所有生产场合(图3-9)。
图3-8 陶瓷易割芯片图3-9 预制的配有陶瓷易割芯片的暗冒口保温壳三、控制压力冒口这是实用冒口设计的第三种也是最后一种方法，它同样也是利用了膨胀的好处。
控制压力冒口试图控制膨胀所产生的压力，使铸型不致发生塑性交形。
这种方法自从球墨铸铁一开始生产就有采用的，但是，它的应用是根据失败、成功等反复试验以及学习了铸造工作者的经验。
这是当前应用最普遍的冒口设计方法，只有在下述条件时才不必采用控制压力冒口：a)当铸件模数小于0.4(0.16)时(膨胀所产生的压力不应使湿型变形)。
