奥氏体球墨铸铁轴类铸件的铸造工艺

理的奥氏体球墨铸铁生产来讲很困难。
经过 对铸 件 材料 分析 和 工艺 试验 ， 要 解决 需 的 技 术 难 点 有 ： 球 化 处 理 、 育 处 理 后 ， 件 经 孕 铸 （ｉ量 保证 在 １ ％～ ．％； 相 中碎 块 状 石 墨 Ｓ） ． １ ３ ５ 金
的消除及球形 石墨圆整度问题 ；铸件 的皮下气
及熔炼 工 艺十分 重要 。 （ ） 造工 艺分 析ｌ ２铸 Ｊ Ｉ 铸件为两端细小 、 中部粗大且 卡腰的轴类铸
图 轴 ‘ ‘ 外 ．厢 ．
姘
１２ 技 术 要求 ． 铸 件 材 料 牌 号 为 Ｆ Ｄ Ｎ３ （ Ｃ Ａ— ｉ５ 日本 图纸 提 供 标 准 ） 化学 成分 为 （ ≤２４ Ｗ Ｓ）１ ％～ 。 Ｃ） ．％， （ｉ ． ２
［ 梁义田． ４ ］ 合金元素在铸铁中的应用［ ］ Ｍ． 西安： 西安交通大学出版
社， ９： ． １ ２ ８锄 ９ ７
（） ６应试验并采用附铸试样 的方法代替铸件 本体取样来控制大量生产的铸件质量 ， 不仅能提
（ 编辑 ： 袁亚娟 ，— ａｌｘｚ ｙｊ ２ ． ｎ） Ｅ ｍ ｉ ｄｔ ｙ＠１６ｃ ： — ｏ
高取样效率 ， 加快检验速度 ， 而且能节约大量因 取样而破坏 的合格铸件 ， 提高成品率。
参 考 文 献
加 Ｐ 、 Ｃ 、 （ｉ、 Ｓ 量都必须控制在窄小的 （） （ ） ｓ） （ ）
范 围内 。 （ ） 了保证 铸 件材 料致 密 、 ４为 无缩 孔缩 松 ， 除
［ 英 国铸铁研 究协会 ． １ ］ 球墨铸铁 中铜的作 用［］ 国铸铁研究 协 Ａ． 英 会活页资料译 文集 （ ５ 第 分册 ） ］ ９ ０１５ １ １ ［ ． ９： —５ ． Ｒ１ ４ ［ 英 国铸铁 研究协会 ． ２ ］ 球墨铸铁 中镍 的作用 ［］ Ａ． 英国铸铁研 究 协会活页资料译 文集 （ ５ 第 分册 ） １９ ０ １２ １６ ［ ． ９ ：５—５． Ｒ１ 【 中国机械工 程学会铸造 分会． 手册 （ ３ ］ 铸造 第一 卷 ） 铸铁 ［ ］ Ｍ． 北
最小直径 ４ ｍ， ５ｍ 总长 ７０ｍ 。 ５ ｍ 由于使用条 件恶 劣 ， 而对铸 件 质量要 求 极高 。 因
ｍ ｍ ，
ｉ 目
然简单 ， 但因技术要求使其铸造工艺难度提高很 多， 具体工艺分析如下 ：
（） １铸件材 料 分析
铸件材料为 （ ｉ量高的奥氏体球铁 ， Ｎ） 合金 含量高 、 ｃ 和 （ｉ （ ） Ｓ） 量低 ， 熔炼浇注温度高 ， 收
孔 、 孔及 缩松 问题 ； 学成 分 的控制 问题 等 。 缩 化
一
１ 铸 件 结 构及 技 术要 求
１１ 铸 件 结构 ຫໍສະໝຸດ 造 头 唰 ２ 铸 件 工 艺性 分析
Ｆ Ｄ Ｎ３ Ｃ Ａ— ｉ５双级 螺 杆 泵 轴铸 件 结构 形 状 虽
一
一
口 一 一
铸 件结 构如 图 １ 示 ， 所 此铸 件 是用 于抽 取 高 温 高腐 蚀 性 气体 的双 级 螺杆 泵 轴 ， 大直 径 １０ 最 ５
关键词 ： 球墨铸铁 ； 铸造工艺 ； ｉ ｇ合金球化剂 ； ｓ 孕育剂 ＮＭ 低 ｉ
中图分类号 ：Ｇ ５ Ｔ ２５ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ３ ８ ４ （ ０ ）５ ０ ２ — ４ １０ — ３５ ２ １ ０ — ０ ６ ０ １
Ｄ ：０３ ６ ￣ｉ ｎ１０ — ３ ５２ １ ． ． ２ ＯＩ １．９ ９ ．ｓ． ３ ８ ４ ． ０ ０ ｓ ０ ０１５ ０
铸 件 ， 料牌 号 Ｆ Ｄ — ｉ５ 是 由美 国 Ａ Ｔ 标 材 Ｃ Ａ Ｎ３ ， ＳＭ
表光顺 、 无变形 ， 严禁补焊修复。 需经 ９０℃保温 ６ ０ ｈ高温退火热处理。
准中奥氏体球 墨铸铁 Ｄ ５ 一 转化而来 ，区别主要
是 （ｉ量 低 ， 求 （ｉ量 １ ％～ ．％， Ｄ ５ Ｓ） 要 Ｓ） ． １ ３ ５ 而 一 高 达 １ ％～ ．％ｌ 这 对 于需 要球 化 处理 、 育 处 ． ２ ｌ ０ ８ Ｉ ， 孕
京： 机械工业出版社 ，９ ３３ ２ １９ ：０ ．
了正确 的浇冒口设计外 ，必须合理使用冷铁 ， 并
控制好冷铁 的质量。
（ ） 用规 定 的优质 原 材料 ， ５采 正确 设计 熔 炼 、
球化 、 孕育、 浇注 、 造型 、 型砂等工序的工艺参数 ，
并在 生产 现场加 以严 格控 制 。
１ ％ ， Ｍｎ ＜ ％ ， Ｓ ＜ ．３ ， Ｐ ４００ ％ ， ． （ ） １ Ｗ（ ） ００ ％ Ｗ（ ） ． ５ ８
（ ｉ ４ ３ ％， Ｃ ） ．％。 Ｎ ）３ ％～ ６ （ ｒ ≤０１
件 ，每件质量 ５ ｇ ５ｋ ，内部不允许有任何铸造缺 陷， 因此 ， 需要选用合适的铸造工艺。
ｃ ｅ ｃ ｌ ｏ ｏ ｉ ｏ ｅ ｉｎ ｍｅ ｔ ｇ ｃ ａ ｇ ｘｕ ｅ ｒｔ ，ｎ ｄ ｌｒｚ ｇ ａｌｙ ｓ ｌｃ ｉｎ ｎ ｃ ｌｔ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓａ ｄ ｈ ａ ｅ ｔ ｎ ｈ ｍｉａ ｍｐ ｓｔ ｎ ｄ ｓｇ ， ｌ ｎ ｈ ｒ ｅ ｍｉｔ ｒ ａｉ ｏ ｕ ａ ｉｉ ｌ ｅｅ ｔ ，ｉｏ ｕ ａ ｉ ｒ ｃ ｓ ｎ ｅ ｔｔ ａ ｍｅ ｔ ｃ ｉ ｉ ｏ ｎ ｏ ｏ ｏ ｒ ｐ ｏ ｅ ｓ ｓ ｌｃ ｉｎ Ｔ ｅ ｃ ｕ ｋ ｇ ａ ｈ ｔ ｉｈ ｈ ｄ ｂ ｅ ａ ｙ ｔ ｏ ｍ ｕ ｏ ｔ ｅ ｈ ａ ｙ ｓ ｃｉｎ ｏ ａ ｔ ｇ ｓ ｅｉ ｎ ｔｄ ｂ ｒ ｃ ｓ ｅｅ ｔ ． ｈ ｈ ｎ ｒ ｐ ｉ ｗｈｃ ａ ｅ ｎ ｅ ｓ ｏ ｆ ｒ ｄ ｅ ｔ ｈ ｅ ｖ ｅ ｔｏ ｆ ｃ ｓｉ ｓ ｗａ ｌ ｏ ｅ ｎ ｍｉ ａｅ ｙ ａ ｄ ｎ ｒ ｃ ｍｏ ｎ ｆａ ｔ ｎ ； ｈ ｈ ｉ ｋ ｇ ａ ｉ ｎ ｏ ｏ ｉ ｅ ｅｅ ｔ ｗ ｒ ｒ ｖ ｎ ｅ ｙ ｓ ｔ ｎ ｉｅ ｓａ ｄ ｃ ｉ ｓ ｔ ｅ ｄ ｉｇｔ ｅａ ｕ ｔ ｎｉ ａ ｏ ｍｏ ｙ ｔ ｅ ｓ ｒ ａ ｅ ｃ ｖ ｔ ａ ｄ ｐ ｒ ｓ ｉ ｓｄ ｆ ｃｓ ｅ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｂ ｅｔ ｇ ｒ ｒ ｎ ｈ ｌ ； ｈ ｎ ｙ ｔ ｉ ｓ ｌ ｐ ｎ ｏｅ ｄ ｆ ｃ ａ ｌ ｎ ｔｄ ｂ ａ ｏ ｔ ｇ ｈ ｇ ａ ｐ ｎ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｎ ａ ｔ ｐ ｕ ｉ ｇ ｍｅｈ ｄ ｓ ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｘ ｏ ｔ ｇ— ｉ ｈ ｌ ｅ ｅ ｔ ｗ ｓ ｅ ｉ ａ ｅ ｙ ｄ ｐ ｉ ｉｈ ｔ ｐ ｉ ｇ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ａ ｄ ｆ ｓ ｏ ｒ ｔ ｏ ；ａ ｈ ｅ ｕｔ ｍｉ ｎ ｎ ，ｅ ｐ ｒｉ ｎ ｑ ａｉ ｅ ａ ｔ ｇ ｅ ｅ ｏ ｔ ｉ ｅ ． ｕ ｌ ｉ ｄ ｃ ｓｉ ｓｗ ｒ ｂ ａｎ ｄ ｆ ｎ Ｋｅ ｒ ｓ ｎ ｄ ｌ ｒｉ ｎ ｃ ｓ ｎ ｒ ｃ ｓ ； ｉ Ｍｇ ｎ ｄ ｌｒ ｉ ｇ ａｌｙ ｏ — ｉ ｎ ｃ ｌｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｕ ａ ｏ ； ａ ｔ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ Ｎ － ｏ ｕ ａ ｉ ｎ ｌ ；ｌｗ Ｓ ｏ ｕ ａ ｔ ｒ ｉ ｚ ｏ ｉ
科 学 高 工 师 主 从事 铸造 艺 方 的 作 技大 ，级 程 ， 要 精密 工 研究 面 工 。
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膨胀性和很好 的低温冲击韧度 ， 常温力学性能也
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合金 方 案 。 （ ） 达 到 规定 的力 学 性 能 要求 ， 产 中其 ３要 生 余 化学 元素 的控制 也 十分重要 ，尤 其是 （ ） Ｍｎ 、
高 Ｎ 奥 氏体球 墨铸铁 具有 极好 的抗 热 冲击 ｉ
作昱： １ｏ８ 、 汉族 ， 者 少红（－． 一）男， ， 口人 ， ． 性抗…一… 性耐 性高 抗 … 性低…热 简： 介 ９ ：毕业于河北 … 、热”变一 、蚀 、温 氧 … ，的 蠕 … … … 。 ～ … 化 一 许 ６０ ， ３ 河北张家 … …
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｃａ ｔ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｕ ｅ ｏ ｏ ｉ ｈ ｇ ｓ ｎ ｒ ｃ ｓ ｓ ｄ ｆ ｒｌ ｗ Ｓ － ｉ ｈ Ｎｉ— ｕ ｔ ｎ ｔ ｏ ｕ ａ ｒ ｎ ｓ ａｔ ｓ ａ ｅ ａ ｔ ｇ ｓ ｉｔｏ ｕ ｅ ｎ ｌ ｄ ｎ ｉ — ｓｅ ｉ ｎ ｄ ｌ ｒｉｏ ｈ ｆ— ｈ ｐ ｄ ｃ ｓ ｎ ｓ ｗａ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｃｕ ｉ ｇ ａ ｅ — ｉ
３ 铸 造 工 艺过 程
３１ 熔 炼工 艺 ．
本体力学性能要求 ： 抗拉强度 ≥３ ９Ｍ ａ屈 ７ Ｐ ， 服 强 度 ＞ １ ａ 伸 长 率 ≥２ ％ ， 度 １０ １３ ２０ＭＰ ， ４ 硬 ２ ～ ８ Ｈ 。 Ｂ 金相组织要求 ： 球型石墨 ， 球化率 Ｉ Ⅱ ＋ 型石
３１１ 化学 成分 的确 定 ．． Ｆ Ｄ Ｎ３ Ｃ Ａ— ｉ５奥 氏体 球 铁 的化 学 成分 在 技 术
■ 目
Ｉ改 ；≥％ 尽 能 利 工 性 Ｎ有 按０宣 ，Ｈ在 炼 烧 很 ｉ ＋型 尽 能 低 材 成 。 总 强 ０ 性 。、 能 解 高 ， ｇ 、Ｎ 但 能 Ⅱ石 可０；可 有 于 造 艺 料 量 ５ｋ 算Ｎ 都 溶 损 小 的 善墨 ８ 原 料 本 铸 降 ｉ很 的 计０ ｉ熔 中 于 Ｎ 吸 铁
２ 现 铸 ２１／ ６ｌ 代 铁 ０１５
很高 ， 因而常 用 于 个 别 工况 条 件 下 ， 铸 件 材 料 对
性能有特殊要求的场合 ， 如汽车用涡轮增压器壳 体及排气管等 。 由于 （ ｉ量高 ， Ｎ） 成本较高 ， 因而 其熔炼工艺及铸造工艺的合理性至关重要 。 笔者公司 ２０ 年出 口日 的双级螺杆泵轴 ０５ 本
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缩率 接 近铸钢 ， 造工 艺性 能 差 。 由于收缩 率接 铸
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近铸钢 ， 为保证 良品率 ， 工艺的实 际出品率只达 到 ６ ％。生产 中使用 的大量 回炉料将 ｓ 带入铁 ０ ｉ 液中， 且传统球化剂及孕育剂一般 ｗ Ｓ） （ｉ 量较高 ， 为此 ， 要保证 （ｉ １ ％～ ． 选用合适 的原料 Ｓ） ． １ ％， ２ ５