大型球墨铸铁件铸造工艺的优化设计[1]

大中型厚壁球铁箱体零件的铸造工艺及数值模拟分析摘要：厚大球铁铸件在铸造时，常应用无冒口铸造工艺与冷铁配合的方法，能够有效提高冒口补缩能力，消除缩孔、缩松和铁豆等铸造缺陷，保证铸件质量，并且还使树脂砂用量减少，提高了工艺出品率。

而为了提高铸造的合格率，常在进行无冒口铸造时添加较小的补偿冒口。

并基于pro/e与procast对铸造工艺进行改进数值模拟，根据模拟结果对工艺进行改进。

关键词：无冒口；球铁铸件；冷铁1 铸件结构特点箱体结构，内部中空，由多个隔板分隔，上下为两个大平板，上板较大，使用时承载其上的部件，板上有螺纹孔和油槽用于固定和润滑，下板通过螺纹孔与下部固定。

侧壁倾斜并内凹。

在上平板上有四个对称分布，呈工字型的油槽，用于将重物放于其上时的润滑，防止该移动板与其他重物接触时因力量过大而产生磨损。

隔板与外壁相交处散热较难，易产生热节，产生缩松，在工艺设计时应注意应用冷铁等措施改进这些部位的散热。

最大壁厚50mm，最小壁厚30mm，该铸件为大型厚壁铸件，壁厚较均匀且与铸件尺寸相适应。

生产经验表明：具有较大平板的铸件，如机床床身等，会因为结构的刚度差，或由于铸件各表面冷却条件的差别产生的内应力，产生翘曲变形。

该件内腔多处为隔板，能够起到拉肋的作用，因此在一定程度上避免了翘曲变形。

2 无冒口铸造工艺原理球墨铸铁中的碳以球形石墨的形态存在，流动性和线收缩与灰铸铁相近，体收缩及形成内应力倾向较大，易产生缩松和裂纹。

在铁水凝固过程中，具有石墨化膨胀的特点，适宜采用均衡凝固方式，要求砂型的刚度较高，在铸件膨胀时约束铸件，对其产生反作用力，形成自补缩。

自补缩不足的部分可以利用冒口进行补缩，冒口的补缩量和补缩时间均较小，可以有效提高铸件的工艺出品率。

本件为厚大球铁件，适用于无冒口铸造的工艺。

3 铸造工艺设计3.1 分型面与浇注位置的选择采用卧浇卧冷，使合型位置、浇注位置、冷却位置相同。

将零件上部的大平板置于铸型下部。

固溶强化球墨铸铁生产工艺固溶强化是一种常用的球墨铸铁生产工艺，通过对球墨铸铁进行固溶处理，可以显著提高其力学性能和耐磨性能。

本文将详细介绍固溶强化球墨铸铁的生产工艺及其优点。

一、固溶强化球墨铸铁的生产工艺1. 原料准备：选择高品质的生铁和合适的合金元素作为原料，确保球墨铸铁的化学成分符合要求。

2. 熔炼：将生铁和合金元素放入高炉或电炉中进行熔炼，控制好熔炼温度和时间，使合金元素充分溶解于铁液中。

3. 铸造：将熔炼好的铁液倒入球墨铸铁模具中，通过冷却凝固形成球墨铸铁件。

4. 固溶处理：将球墨铸铁件放入固溶炉中，加热至一定温度进行固溶处理。

固溶温度一般为球墨铸铁材料的临界温度，不同的合金元素有不同的固溶温度。

5. 淬火处理：固溶处理后的球墨铸铁件需要进行淬火处理，以获得良好的力学性能。

淬火温度和时间需要根据具体材料和要求来确定。

6. 机械加工：经过固溶强化处理的球墨铸铁件可以进行机械加工，如铣削、车削、磨削等，以达到所需的形状和尺寸。

二、固溶强化球墨铸铁的优点1. 提高强度和硬度：固溶处理可以使球墨铸铁中的合金元素均匀溶解，形成固溶体，从而提高材料的强度和硬度。

2. 提高耐磨性：固溶强化处理可以使球墨铸铁中形成更细小、更均匀的碳化物，从而提高材料的耐磨性和抗磨损能力。

3. 改善抗拉强度和韧性：固溶强化可以改善球墨铸铁的抗拉强度和韧性，使其在受力时更加稳定和可靠。

4. 提高抗疲劳性能：经过固溶强化处理的球墨铸铁具有较好的抗疲劳性能，能够在长期受到循环载荷时不易发生断裂和损伤。

5. 优化加工性能：固溶处理可以消除球墨铸铁中的残余应力，减少加工变形和裂纹的产生，提高材料的加工性能。

固溶强化是一种能够显著提高球墨铸铁性能的生产工艺。

通过固溶处理和淬火处理，可以使球墨铸铁具有更好的强度、硬度、耐磨性和韧性，适用于各种机械零部件和工程结构的制造。

qt600球墨铸铁铸造技术条件（最新版）目录1.QT600 球墨铸铁的概述2.QT600 球墨铸铁的技术要求3.QT600 球墨铸铁的铸造工艺4.QT600 球墨铸铁的应用领域5.结论正文一、QT600 球墨铸铁的概述QT600 球墨铸铁是一种高强度、高韧性的球墨铸铁材料，其抗拉强度达到 600MPa 以上，因此得名 QT600。

这种材料主要应用于各种重型机械、汽车、铁路、船舶等工业领域，尤其适用于高负荷、高强度的工作环境。

二、QT600 球墨铸铁的技术要求QT600 球墨铸铁的技术要求主要包括化学成分和物理性能两方面。

在化学成分方面，QT600 球墨铸铁的典型成分为：碳 (C)2.5-3.0%，硅(Si)2.3-2.7%，锰 (Mn)0.2-0.4%，硫 (S) 小于 0.02%，磷 (P) 小于0.08%，镁 (Mg) 小于 0.09%，铜 (Cu)0.35-0.40%。

在物理性能方面，QT600 球墨铸铁的抗拉强度需达到 600MPa 以上，硬度在 HRC38-45 之间。

三、QT600 球墨铸铁的铸造工艺QT600 球墨铸铁的铸造工艺主要包括以下几个步骤：1.熔炼：将球墨铸铁原材料（生铁、废钢等）加入熔炉中进行熔炼，调整成分，提高温度。

2.球化处理：在熔炼过程中，加入适量的球化剂（如镁、钙、稀土等），使铸铁中的石墨球化，提高铸铁的性能。

3.浇注：将熔炼好的球墨铸铁液倒入预先准备好的砂型或金属型中，进行浇注。

4.凝固：铸型中的球墨铸铁液在冷却过程中逐渐凝固，形成 QT600 球墨铸铁件。

5.清理：将凝固后的 QT600 球墨铸铁件从铸型中取出，进行清理、打磨，去除内外表面的砂粒、毛刺等。

四、QT600 球墨铸铁的应用领域QT600 球墨铸铁广泛应用于各种重型机械、汽车、铁路、船舶等工业领域，尤其适用于高负荷、高强度的工作环境。

例如，用于制造汽车发动机缸体、缸盖、轮毂等部件；船舶的螺旋桨、舵等部件；铁路车辆的车体、车轴等部件；以及各种工业设备的壳体、支架等部件。

0引言基于现代铸造技术的发展,铸造工艺C A E 技术的深入应用,不仅可以高效解决实际铸造生产与工程问题,还使铸造业的发展前景日益多元化、绿色化。

随着我国倡导下“一带一路”的命运共同体在经济、科技等领域的迎来重大发展的契机,国内多家高等院校、科研院所和生产企业各方面力量密切合作,对于FT-St ar 、华铸C A E 等国产铸造C A E 技术的研发与应用领域组织产、学、研联合攻关,加大推动了C A E 技术辅助国内铸造生产的研发力度,不断探索创新制造业互联网模式的基础工作。

本文采用A nycast i ng 软件模拟分析球墨铸铁汽车泵体工艺系统的充型、凝固过程,以及观察浇注过程的温度、速度和压力场的变化规律,从而避免通过大量的铸造生产实验来验证设计的合理性。

1泵体零件及其工艺系统的三维造型对零件、浇注系统及其补缩系统等建立三维实体造型,是对其铸造工艺实现数值模拟的应用基础。

本设计利用Pr o/E 软件首先对该铸件(包括铸型、浇冒口系统)进行三维建模。

再将铸造工艺装备的各部分及系统作为一个整体进行装配约束,并以“.st l ”格式文件分别输出。

2工艺浇注的A nycast i ng 分析2.1数值模拟前处理本设计基于A nycast i ng 模拟的仿真试验可由该软件的前处理器A nyPR E 模块对铸件模型进行网格划分工作以及模拟条件设定。

具体设置如下:将建好的“.st l ”文件全部导入到A nyPR E 中,分别定义各部分实体造型的属性,设置铸型并确定默认求解域。

划分网格时为保证仿真铸件不失真,选择壁厚参数时设置为小于该铸件的最小壁厚。

采用均匀网格划分法,铸件结构相对比较简单,网格数较少。

任务制定设置中,本设计为砂型铸造,将铸造工艺选为非金属型铸造,分析类型选择“充型过程和之后的传热及凝固”。

设置其他铸造工艺参数与边界条件,包括:打开A nyD B A SE 库,根据不同标准选择———————————————————————作者简介:张武(1994-),男,福建仙游人,本科,研究方向为铸造工艺优化、数值模拟。

球墨铸铁生产工艺控制球墨铸铁是一种使用球墨铸铁母合金进行球化处理后浇铸而成的铸铁材料。

球墨铸铁具有良好的机械性能、高强度和耐磨性能，被广泛应用于汽车、机械、建筑和航空等领域。

在球墨铸铁生产工艺中，控制各个环节的参数和条件对于保证产品质量至关重要。

本文将重点探讨球墨铸铁生产工艺的控制。

首先，球墨铸铁生产工艺的控制从材料选择开始。

球墨铸铁的母合金应具有合适的成分和适宜的球化剂含量。

合金成分的选择应根据所需的性能要求和使用环境进行调整。

球化剂含量的控制则直接影响到球化效果。

过高或过低的球化剂含量都会导致球墨铸铁的性能下降。

因此，在材料选择阶段就需要有明确的控制要求。

其次，在球墨铸铁的熔炼过程中需要控制炉温和熔化时间等参数。

炉温过高会造成糊花的生成，破坏球化效果；炉温过低则会导致球墨形态不完整。

熔化时间过长会导致合金因在高温下持续存在而发生发热和烧损现象，降低了合金的性能。

因此，在熔炼过程中需要精确控制炉温和熔化时间，以达到优化的球化效果和合金质量。

再次，铸造工艺对球墨铸铁的性能和质量也有重要影响。

铸造温度和冷却速度是需要控制的关键参数。

铸造温度低于需求范围会导致铸件凝固不完全，造成缩松和孔洞等缺陷；铸造温度过高则会加剧合金的河流现象，使得铸件组织松散。

冷却速度过大或过小也会对铸件的显微组织和性能产生负面影响。

因此，在铸造过程中需要通过调整冷却剂和冷却方式来控制铸造温度和冷却速度，以达到理想的铸件质量。

此外，球墨铸铁的热处理过程也需要进行精确控制。

球化处理、淬火和回火等工艺参数的控制都会直接影响到球墨铸铁的硬度、强度和韧性等性能。

通过控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数，可以使球墨铸铁获得最佳的组织结构和性能。

综上所述，球墨铸铁生产工艺控制涉及到整个生产过程中的多个环节和参数。

只有精确控制每个环节和参数，才能确保球墨铸铁的优良性能和高质量。

因此，科学、严谨的生产工艺控制是球墨铸铁生产过程中必不可少的重要环节。

风电球墨铸铁行星架铸造工艺研究一、引言风电球墨铸铁行星架是风力发电机组的重要组成部分，其质量和性能对于整个风力发电系统的运行稳定性和经济效益具有重要影响。

因此，研究其铸造工艺具有重要的意义。

二、球墨铸铁行星架的概述球墨铸铁行星架是指采用球墨铸铁材料制造的风力发电机组主轴支撑结构，其主要功能是承受转子和风轮负荷，并传递到塔筒上。

该部件通常由两个半轮组成，通过螺栓连接在一起。

三、球墨铸铁材料的特点球墨铸铁材料具有高强度、高韧性、耐疲劳、耐腐蚀等优点，适用于制造大型机械零件。

同时，球墨铸铁材料也存在着一些缺陷，如气孔、夹渣等。

四、球墨铸铁行星架的设计球墨铸铁行星架的设计需要考虑多种因素，包括载荷条件、结构尺寸、材料选择等。

其中，载荷条件是设计的核心，需要考虑风轮的质量、旋转速度、风向变化等因素。

五、球墨铸铁行星架的铸造工艺球墨铸铁行星架的铸造工艺是影响其质量和性能的关键因素。

常用的球墨铸铁行星架铸造工艺包括砂型铸造、气体硬化模型（HWS）铸造、失重法（投资法）铸造等。

1. 砂型铸造砂型铸造是球墨铸铁行星架最常用的一种生产工艺。

该工艺具有成本低、适用范围广等优点，但存在着砂芯制作难度大、表面粗糙度高等缺点。

2. HWS 铸造HWS 铸造是一种新兴的球墨铸铁行星架生产工艺，其主要特点是采用气体硬化模型代替传统砂模。

该工艺具有制品尺寸精度高、表面质量好等优点，但成本较高。

3. 失重法（投资法）铸造失重法（投资法）铸造也是一种常用的球墨铸铁行星架生产工艺。

该工艺具有制品表面光洁度高、尺寸精度高等优点，但成本较高。

六、球墨铸铁行星架的质量控制球墨铸铁行星架的质量控制是保证其性能和寿命的重要环节。

常用的质量控制方法包括化学成分分析、金相组织检测、硬度测试、超声波探伤等。

七、结论风电球墨铸铁行星架作为风力发电机组的重要组成部分，其质量和性能对于整个风力发电系统的运行稳定性和经济效益具有重要影响。

因此，研究其铸造工艺及质量控制方法具有重要意义。

一、时效铸造过程中铸铁件由表及里冷却速度不一样，形成铸造内应力，若不消除,在切削加工及使用过程中它会使零件变形甚至开裂。

为释放应力常采用人工时效及自然时效两种办法。

将铸件加热到大约500~560°C保温一定时间，接着随炉冷取出铸件空冷，这种时效为人工时效；自然时效是将铸铁件存放在室外6-18个月，让应力自然释放，这种时效可将应力部分释放，但因用的时间长，效率低，已不太采用。

二、改善铸铁件整体性能为目的热处理为改善铸铁件整体性能常有消除白口退火，提高韧性的球墨铸铁退火，提高球墨铸铁强度的正火、淬火等。

1、消除白口退火普通灰口铸铁或球墨铸件表面或薄壁处在铸造过程中因冷却速度过快出现白口，铸铁件无法切削加工。

为消除白口降低硬度常将这类铸铁件重新加热到共析温度以上（通常880~900C）,并保温l~2h（若铸铁Si含量高，时间可短）进行退火，渗碳体分解为石墨，再将铸铁件缓慢冷却至400℃-500°C出炉空冷。

在温度700-780C,即共析温度附近不宜冷速太慢，以便渗碳体过多的转变为石墨，降低了铸铁件强度。

2、提高韧性的球墨铸铁退火球墨铸铁在铸造过程中此普通灰口铸铁的白口倾向大，内应力也较大，铸铁件很难得到纯粹的铁素体或珠光体基体，为提高铸铁件的延性或韧性,常将铸铁件重新加热到900-95OC并保温足够时间进行高温退火，再炉冷到600C出炉变冷。

过程中基体中的渗碳体分解出石墨，自奥氏体中析出石墨，这些石墨集聚于原球状石墨周围，基体全转换为铁素体。

若铸态组织由（铁素体+珠光体）基体，以及球状石墨组成，为提高韧性，只需将珠光体中渗碳体分解转换为铁素体及球状石墨，为此将铸铁件重新加热到700-76Oe的共析温度上下经保温后炉冷至600℃出炉变冷。

3、提高球墨铸铁强度的正火球墨铸铁正火的目的是将基体组织转换为细的珠光体组织。

工艺过程是将基体为铁素体及珠光体的球墨铸铁件重新加热到850-9OCrC温度，原铁素体及珠光体转换为奥氏体，并有部分球状石墨溶解于奥氏体，经保温后空冷奥氏体转变为细珠光体，因此铸件的强度提高。

球墨铸铁金相组织缺陷原因及防止方法概述摘要：比较了球墨铸铁与灰铸铁、碳钢的优缺点，介绍了显微缩松，夹渣，石墨漂浮, 开花石墨球化，球化衰退，如球墨铸铁显微组织缺陷的特点，分析了化学成分、浇注温度、铸造工艺设计、砂型的紧性，组织基因的大小等因素,铸件壁厚对这些缺陷的形成有影响，并提出了相应的预防措施。

最后，指岀球墨铸铁的显微结构决定了铸件的属性，可以采取根据各种金相组织缺陷形成的原因从而采用相应的措施，以提高铸件的质量，提高企业的市场竞争力和经济效益。

关键词：球墨铸铁；金相组织；缺陷；防止措施［前言与灰铸铁不同的是，石墨铸铁中的石墨是球形的，在基质上分解效率较低，使其不耐拉伸、可塑性和灵活性，一切都高于灰色铸铁；与碳钢相比，它的可塑性较低，疲劳与普通中等碳钢相比，儿乎是普通碳钢的两倍，山于其生产成本低于钢。

此外，在球墨铸铁生产中，除了铸造缺陷外，还会出现一些独特的组织缺陷，如明显的微孔和夹渣、石墨浮花、石墨球化不良和球化衰退、口口和反白口、片状石墨和破碎石墨、磷共晶等。

这些组织缺陷各有特点，且相互关联，严重影响铸件的性能。

2显微缩松2.1特征球墨铸铁中的缩松是铸件硬化时岀现的缺陷，而山于无铁液的补充从而出现了缺陷。

除了肉眼可见的松树宏观缩松外，除了出现在金属显微镜下外，还存在明显的边界；一般情况下，间隙呈金刚石角状（严格地说，微孔不属于金相缺陷范畴）。

收缩降低了铸件的力学性能，影响了加工铸件的表面质量。

2.1.1浇注温度铸件浇注温度高，有利于补缩；但浇注温度过高会增加液态收缩量，不利于消除缩孔、缩松。

2.1.2砂型紧实度砂岩厚度太低或不均匀，在金属或石墨膨胀的静态圧力下，这种类型的型壁可能会变形使型腔扩大，不能很好地利用石墨化膨胀进行自补缩，容易导致铸件产生缩松。

2.1.3铸造工艺设计浇注系统、冒口、冷却器设计不当，不能保证液态金属的连续凝固;此外，冒口的数量和尺寸，以及与铸件的正确连接，都会影响冒口的进给效果，使铸件收缩疏松。

超大型铸铁机设计与制造关键技术第一部分超大型铸铁机设计理论与方法 (2)第二部分铸铁机结构分析及优化研究 (4)第三部分关键部件材料选择与性能评估 (8)第四部分铸铁工艺参数对质量影响分析 (9)第五部分高效节能技术在超大型铸铁机中的应用 (11)第六部分智能化控制系统的开发与实现 (14)第七部分超大型铸铁机制造过程的质量控制 (15)第八部分环保型铸造设备的研发与实践 (18)第九部分设备寿命预测与维护管理策略 (21)第十部分超大型铸铁机国内外发展现状与趋势 (23)第一部分超大型铸铁机设计理论与方法超大型铸铁机设计理论与方法随着我国工业化进程的加速，对高品质铸件的需求日益增加。

超大型铸铁机作为生产大型、特大型铸件的重要设备，其设计理论和制造技术的研究已经成为国内外学者关注的焦点。

一、超大型铸铁机设计原则1.可靠性：在保证性能的前提下，铸铁机的设计应具有足够的可靠性和安全性。

这需要综合考虑铸造工艺要求、机械结构强度、电气控制系统等因素，确保整机的稳定运行。

2.经济性：设计中需充分考虑设备的经济效益，包括采购成本、使用成本和维护成本等方面。

通过优化结构设计、合理选用材料和元器件等手段来降低设备成本。

3.环保性：遵循绿色设计理念，从源头上控制污染源，并采取有效的减排措施，实现铸铁机在生产过程中的低能耗、低排放。

4.智能化：利用现代信息技术，提高铸铁机的自动化水平，实现远程监控、故障预警等功能，以提升生产效率和产品质量。

二、超大型铸铁机主要参数计算及结构设计1.参数计算：主要包括铸铁机工作行程、铸型尺寸、最大倾翻力矩、倾翻速度以及浇注系统流量等相关参数的计算。

这些参数的选择直接影响到铸铁机的工作能力和生产效率。

2.结构设计：主要包括整体框架、倾翻机构、浇注系统、振动系统、排烟系统等关键部分的设计。

其中，整体框架是铸铁机的基础支撑结构，应具备足够的刚度和稳定性；倾翻机构是完成铸型翻转的关键部件，要求动作平稳、可靠；浇注系统负责将液态金属送入铸型内，要求能够准确控制流量和压力；振动系统用于消除铸型内的气体和杂质，提高铸件质量；排烟系统则是减少环境污染的有效途径。

球墨450-10的热处理工艺球墨铸铁（又称球墨铸造、球墨铸铁）是一种材质优良、性能稳定的铸造铁，具有高强度、高韧性和良好的加工性能。

其主要特点是石墨以球状存在，从而提高了材料的韧性和韧度。

为了进一步优化球墨铸铁的性能，需要经过热处理工艺进行处理。

球墨450-10热处理工艺的步骤如下：1.预热：将待处理的球墨铸铁试件放入炉中，进行适当的预热。

预热的目的是让试件均匀升温，以避免温度梯度对试件产生不均匀的影响。

2.固溶处理：在预热后，将试件升至适当的温度，保持一定的时间，使石墨和基体铁元素扩散彼此之间，消除石墨团聚现象，进而增加材料的强度和硬度。

3.空冷或水淬：固溶处理完毕后，对试件进行快速冷却处理，以固定材料的组织结构。

一般情况下,用水淬冷却效果更好。

快速冷却能使试件中形成高碳化物，从而降低材料的韧性，提高硬度。

4.回火处理：经过水淬后的试件比较脆硬，通过回火处理可以恢复试件的韧性。

将试件加热至适当的温度，在一定时间内保持，使组织得到调整，形成较好的力学性能。

以上就是球墨铸铁450-10热处理工艺的一般步骤，下面将对每个步骤进行详细解释。

1.预热：预热是为了避免材料不均匀变形，通常会在500-600℃进行预热，持续时间根据试件的大小和数量来决定。

预热后，材料会均匀升温，避免温度梯度对试件产生不均匀的影响。

2.固溶处理：在预热后，将试件升温至大约900-950℃，并保持一定时间，使石墨和基体铁元素扩散，从而防止石墨团聚现象。

这个过程中，固溶体中的石墨微观形态发生变化，原本的片状石墨会转变成球状石墨，从而提高材料的韧性和韧度。

3.空冷或水淬：固溶处理完成后，需要对试件进行快速冷却以固定组织结构和硬度。

通常选择水淬冷却或空冷两种方法。

水淬冷却可以迅速降低试件温度，促使试件中形成高碳化物，提高材料的硬度。

而空冷则会使固溶处理后的试件保持较高的韧性，但相对硬度较低。

4.回火处理：经过水淬或空冷处理后的试件比较脆硬，为了恢复试件的韧性，需要进行回火处理。

高液压射台前板球墨铸铁件铸造工艺设计
张鑫;宋贤发;李继强;贾志欣;项铮宇;吴超;李美红
【期刊名称】《铸造》
【年(卷),期】2024(73)2
【摘要】射台前板是注塑机中的关键部件之一,其油缸孔部位加工精度高且有承压要求。

本文介绍了高液压球墨铸铁射台前板铸件的工艺难点,设计了分型方案、浇注系统及冷却系统,并借助软件模拟分析了缩孔与缩松缺陷,确定了型芯方案。

通过合理选择铸件的化学成分,严格控制球化、孕育及浇注过程,铸件本体渗透检验(PT)达到EN1371标准的质量等级I级,附铸试块铸件的力学性能和金相组织均符合客户标准。

【总页数】5页(P239-243)
【作者】张鑫;宋贤发;李继强;贾志欣;项铮宇;吴超;李美红
【作者单位】浙江大学;宁波拓铁机械有限公司;浙大宁波理工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG255
【相关文献】
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球铁铸件缩孔、缩松的成因与防止球铁铸件缩孔、缩松的成因与防止摘要：球墨铸铁大多数是共晶或过共晶成分，其糊状凝固方式使铸件外壳没有抵抗石墨化膨胀能力，因而铸型产生型壁迁移，增大铸件体积，极易产生内部缩孔、缩松。

球墨铸铁凝固时，在枝晶和共晶团间的最后凝固区域，收缩的体积得不到完全补充，留下的空洞形成宏观及微观缩松。

La 有助于消除缩松倾向。

分析缩孔缩松形成原因并提出相应的防止办法，有助于减少由此产生的废品损失。

关键词：球墨铸铁、收缩、缩孔、缩松1 前言1.1 缺陷形成原因球墨铸铁生产技术日臻完善，多年技术服务的实践表明，生产中出现的铸造缺陷，完全可以用成熟的经验予以消除。

据介绍：工业发达国家的铸造废品率可以控制在1%以下[1]，国内先进水平也在2%左右，提高企业铸造技术水平，对减少废品十分重要。

1。

显微缩松显微镜观察微细连续缺失空间多角形疏松枝晶间、共晶团边界间众所周知，灰铸铁是逐层凝固方式，球墨铸铁是糊状凝固方式。

逐层凝固可以使铸件凝固时形成一个坚实的封闭外壳，铸件全封闭外壳的体积收缩可以减小壳体内的缩孔容积。

糊状凝固的特点是金属凝固时晶粒在金属液内部整个容积内形核、生长，固相与液相混合存在有如粥糊。

大多数球墨铸铁是共晶或过共晶成分，其糊状凝固方式使铸件外壳没有抵抗石墨化膨胀的能力，铸型产生型壁迁移，增大铸件体积，极易产生内部缩孔、缩松缺陷。

铸型冷却能力强，有利于铸件的容积凝固转变成逐层凝固，使铸件的分散缩松转变成集中缩孔。

然而，批量生产中湿砂型铸造很难被金属型或干砂型取代。

球墨铸铁凝固有以下三个特点，决定球墨铸铁是糊状凝固方式：①球化和孕育处理显著增加异质核心，核心存在于整个熔体，有利于全截面同时结晶。

②石墨球在奥氏体壳包围下生长，生长速度慢，延缓铸件表层形成坚实外壳；而片状石墨的端部始终与铁液接触，生长速度快，凝固时间短，促使灰铁铸件快速形成坚实外壳。

③球墨铸铁比灰铸铁导热率小 20%-30%，散热慢，外壳生长速度降低[3]。

球墨铸铁是一种高强度、高韧性的铸铁材料，其熔炼与铸造工艺主要包括以下几个步骤。

原料准备：主要原料是铸铁和球化剂。

铸铁通常是废铁、废钢等回收材料，而球化剂则是一种能够使铸铁中的碳以球形形式存在的添加剂。

熔炼铸造：将原料放入高温熔炉中进行熔炼，熔炼温度通常在1400℃以上。

在熔炼过程中，加入球化剂，使铸铁中的碳以球形形式存在。

浇注铸造：将熔融的球墨铸铁液体倒入铸型中，待其冷却凝固后，取出铸件。

热处理：对铸件进行热处理，以提高其强度和韧性。

通常采用淬火和回火的方法进行热处理。

加工和表面处理：对铸件进行加工和表面处理，以达到所需的形状和表面质量。

在整个铸造过程中，还需要特别注意以下几点：
球墨铸铁铸造工艺比普通灰铁铸件造型更为严格，其缩量要大于普通灰铁铸件，因此在造型时要加大冒口尺寸，确保冒口内铁液能够完全补充需要的缩量。

造型用型砂不能使用水泥砂造型，而要选用树脂砂或水玻璃砂进行造型，且耐火涂料要选择高温耐火材料。

在熔炼过程中，要严格控制球墨铸铁的含量要求，如要求球墨铸件材质为QT450材质，就需要控制五大元素含量在特定范围内。

浇铸时要采用高温出炉低温浇铸的原则，开始浇铸后要保证每个冒口铁液都能浇满，并持续为冒口补充铁液直至冒口内铁液不再下沉减少为止。

厚大断面球墨铸铁件的质量影响因素及控制措施引言球墨铸铁 (Ductile Iron 或 Nodular Cast Iron) 具有良好的铸造性能，高强度、高韧性、较好的疲劳强度和抗腐蚀性，适用于机械零件、管道、汽车零部件、铁路车辆、建筑结构等领域。

然而，由于生产过程中的一些影响因素，球墨铸铁件的强度和韧性可能下降。

因此，研究球墨铸铁件的质量影响因素及控制措施对球墨铸铁件的生产具有重要的意义。

厚大断面球墨铸铁件的质量影响因素1.原材料的质量球墨铸铁件中的铸造材料包括铸造用铁水、铁水中的脱硫剂、合金稀土等，它们的质量对球墨铸铁件的性能、表面质量和非金属夹杂物含量等都有重要的影响。

2.铸造工艺参数铸造温度、润滑剂、冷却措施和模具设计等铸造工艺参数对球墨铸铁件的质量有很大的影响。

不当的铸造过程参数可能导致球墨铸铁件表面粗糙、夹杂物过多，甚至出现裂纹、疏松缺陷等问题。

3.模具及其设计球墨铸铁件是由模具进行铸造的，模具的设计质量对球墨铸铁件的质量影响很大。

模具设计包括模型结构、缩孔率、浇注系统和冷却水道的设计等。

4.合金元素的控制铸造用铁中加入不同的合金元素可以改变球墨铸铁件的性能，但元素加入量不越多越好，否则反而会影响球墨铸铁件的质量。

厚大断面球墨铸铁件的质量控制措施1.原材料采购原材料的质量直接影响球墨铸铁件的性能，需要由企业建立合理的供货商评估制度，保证原材料的质量。

2.全面了解铸造工艺参数全面了解铸造工艺参数是为了在铸造过程中能够做好参数调整，达到合理的铸造参数，尽量减少非金属夹杂物含量，避免出现裂纹、疏松缺陷等问题。

3.优化模具设计不断优化模具设计，使球墨铸铁件的形态和尺寸规范，提高铸件的表面质量和尺寸精度，减少缺陷率和废品率。

4.合金元素控制根据需要对铸造用铁进行合金化处理，并根据情况调整每种合金元素在铸造用铁中的加入量，避免元素含量过高的现象。

结论以上就是厚大断面球墨铸铁件的质量影响因素及控制措施的详细介绍。

考虑铸型强度的球墨铸铁件冒口设计方法1 引言球墨铸铁件在凝固过程中的共晶石墨析出会产生膨胀力，又因为糊状凝固特性导致铸件在凝固初期难以形成坚硬外壳[1~4]，此时凝固产生的膨胀压力便会作用于铸型。

当铸型强度不够好时，会产生胀型，使铸件收缩增大，当铸型强度比较好时，膨胀压力作用于铸件本身实现自补缩，收缩量减小，因此球墨铸铁件的冒口设计不同于铸钢件，需要综合考虑铸型强度、铸件结构等多种复杂因素[5,6]；并且目前球墨铸铁件结构越来越复杂，铸件热节分析比较困难，冒口的位置难以确定，因此设计复杂球墨铸铁件的冒口比较困难。

目前应用于球墨铸铁件的冒口设计方法主要有收缩模数法[7]、实用冒口法[8]和通用冒口法。

基于几何的冒口优化方法[9~14]，虽然能对冒口大小设计进行优化，但没有考虑合金材质，对球墨铸铁件不一定适用。

收缩模数法设计冒口的原理是均衡凝固技术，将铸件作为一个整体，由于每个部分的凝固速度都不一样，发生收缩和体积膨胀的时间也不相同，通过将所有单元在同一个时刻的收缩和体积膨胀叠加，可以得到整个铸件体积随时间的变化规律，将收缩和膨胀动态叠加和为零时，对应的时间为收缩时间，该时间对应的模数称为铸件收缩模数，在此时间之后，收缩和膨胀动态叠加和大于零，因此，冒口设计充分利用自补缩效果，仅提供收缩时间之前的液态收缩量。

球墨铸铁整个凝固过程中体积随温度变化可以分为液态收缩、体积膨胀、二次收缩三个部分。

在铸型强度比较好时，冒口颈如果在体积膨胀阶段凝固，铸件便可以利用自身的体积膨胀来抵消后期的二次收缩，充分利用石墨析出产生的膨胀压力，从而实现自补缩效果；而在铸型强度比较差时，需要冒口释放一定的膨胀压力，冒口颈凝固稍晚。

模数法计算冒口时只考虑铸件模数，这种方法可以应用于铸钢件、铸铁件等，但这种方法没有考虑球墨铸铁的自补缩作用，对于铸型强度条件好的球墨铸铁，采用这种方法设计的冒口偏大，会造成材料浪费，导致工艺出品率低。