球墨铸铁生产方法

一晋城市金珂铸业制造有限公司／袁东洲　一山西晋城市春晨兴汇实业公司／王林慧　＿西安理工大学／袁森　＿河南省禹州市恒利来合金厂／王迎战　Ｆｏ　ｓｔｒｙ　

汽车用球墨铸铁件　

生产技术要点　

采用铸造方法可以制戍汽车上任何形状和尺寸的零部件，有些是其他加　

工方法无法做到的。汽车用铸件的主要特点是形状复杂、壁厚较薄、尺寸精　

度高、生产批量大、要求可靠性非常高等。汽车要尽可能地减轻自身重量，　

就要求铸件既要轻，还要有很高的强度。过去许多零件用的材质是灰铸铁，　

如今大都改为球墨铸铁件。汽车用球墨铸铁件多用于有承载的重要部位，因　

此无论是外观质量还是内在质量都要严格控制，确保生产的铸件符合图样及　

相关技术条件的要求。所以，铸造汽车上的零部件，无论是铸件材质还是铸　

造工艺，都面临着新的挑战。　

熔炼球墨铸铁的要求　

（１）碳当量及碳含量汽车用球墨铸铁件的生产，通常选用比较高的　

碳当量及碳含量。一般碳当量控制在４．４％～４．７％，Ｗ　＝３．５％～３．９５％。当铸　

件壁厚较薄、冷却速度较快时取上限值；反之，则取下限。为了保证能够充　

分进行石墨化，使铸件组织内不产生渗碳体，在不产生石墨漂浮的前提下，　

碳含量尽可能选择高些。　

（２）ｓｉ（硅）　在球墨铸铁生产中为防止出现渗碳体而导致力学性能　

恶化，希望采用较高的ｓｉ含量来满足石墨化的要求。但是，必须注意到过高　

的Ｓｉ含量又会使球墨铸铁产生低温脆性。因此，对于铁素体球墨铸铁“，　≤　

３．Ｏ％，能够控制在２．８％更为理想。对于珠光体基体的球墨铸铁，想达到组织　

内的珠光体数量既符合要求，又不产生渗碳体，把Ｗ　控制在１．８５％～２，５０％为　

宜。　（３）Ｍｎ（锰）　由于Ｍｎ在铸铁凝固时很容易在晶界产生偏析，对球　

墨铸铁的力学性能产生极不利的影响。因此球墨铸铁件必须采用较低的Ｍｎ　

含量。生产铸态铁素体球墨铸铁对Ｍｎ含量的要求极为严格，必须控制ｗ　≤　

３．０％；珠光体球墨铸铁件也应控制　≤０．４５％。　（４）Ｐ（磷）Ｐ在生产球墨　

DN1200-DN2200热模大口径管生产工艺

（试行）

一、制芯部分

（一）混砂工艺1、生产用原料A、改性呋喃树脂（参JB/T7526—94）

牌号：改性呋喃90树脂技术指标：含氮量：＜3%（微氮型——特定）；糠醇含量：＞90%；游离醛：＜0.8%；水份：＜3%；粘度：30—70%浬泊；比重：1.1—1.2；PH：6.5—7.0

抗拉强度：＞18kg/cm2（24小时）；抗弯强度：＞45kg/cm2（24小时）；颜色及外观：棕黄色或棕红色透明液体；有效存放期：6个月。B、固化剂（参HG/T2354—92）

固化剂名称及种类：a、75%对甲苯磺酸（夏季）；b、二甲苯磺酸（冬季）。型号：GC08。

技术指标：密度：1.2—1.4g/cm3;

粘度：170—200mpa.s(20℃);总酸度：29.0—31.0;游离硫酸：4.5—7.0。C、原砂（参GB9442-88）

名称：铸造用硅砂;牌号:ZGS93-30Q-30;技术指标：SiO2：≥94%；原砂混制前要求：含泥量：≤0.3%;

含泥量：≤0.5%;水份:≤1%；水份:≤4%；砂温：22—24℃。2、混砂设备：

设备名称：固定式双臂树脂混砂机。设备型号：S2512D12/h。3、加入量（配比）：原砂：树脂=100：3.5—4.5（以重量计）；树脂：固化剂=1：0.2—0.4（以重量计）。4、芯砂检测条件：24小时后检测抗拉强度。5、标准：抗拉强度：＞18kg/cm2（24小时）；抗弯强度：＞45kg/cm2（24小时）；6、混砂工艺流程：

（二）、制芯工艺1、制芯材料:a、芯砂；b、自硬冷芯盒脱模剂；c、自硬砂芯用醇基快干涂料。2、制芯工艺流程

制芯工艺流程图如下所示：

注：大口径管砂芯生产用自硬型砂芯生产和使用注意事项如下：1、必须在树脂内加入硅烷，加入量为树脂的0.2~0.4%。2、芯砂必须均匀捣实。

3、开模必须在捣固成型后40--60分钟后进行。4、砂芯必须采用焦炉或烘干窑烘烤，烘烤温度在40~70℃，烘烤时间在2~4小时，注意不要将明火直接接触砂芯表面。5、涂料涂刷必须均匀，不得漏刷，且必须保证涂料厚度在0.3毫米。6、砂芯成型后，必须确保在8

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

管模工序

工艺操作过程

管模焊接工艺操作规程

1. 焊接前将焊剂在250℃左右烘焙2小时。

2. 焊接前必须清除管模内壁的铁屑、模粉等杂质，保证待焊接表面不得有油污、铁锈和水份。

3. 根据管模的公称直径将支承滚轮调整到预定的间距。

4. 将要焊接的管模吊放在支承滚轮上。

5. 启动管模旋转电机，调节变速器，使之符合焊接规范的要求。

焊接电流 焊接电压 焊接速度

400A 34V 0.7cm/s～0.85 cm/s

6. 将管模欲焊接部位均匀加热到200～300℃。

7. 用砂布或铁刷清除管模外表面与碳块接触部位的铁锈。

8. 接通电源焊接开关，启动ZXG-1000R硅整流焊机，并初调好焊接电流和焊接电压。

9. 接通控制器上的旋转开关。

10. 焊枪移送到管模欲焊接的起始位置，调整焊咀位置，使焊咀中心向右偏离管模中心线10～15mm。

11. 通过控制盒上的“焊丝向上”或“焊丝向下”按钮使焊丝与管模待焊接表面接触良好。

12. 在最先开始焊接的圆周位置划上记号，管模每转一周，焊枪手柄移动1～1.25周（6～7.5mm）。

13. 焊接过程中，必须随时将焊剂充填到焊咀周围，并随时将熔渣用钩子清理掉。

14. 在焊接过程中，要保证工作电流与工作电压的稳定。

15. 焊接后要保证焊接轮廊光滑，不得有严重焊接凹陷，焊接高度比管模内表面高出3～4mm。

16. 保持焊剂的清洁，没有熔化的焊剂必须经过筛选后方可继续使用。

17. 焊接后直观检查，若有缺陷，可进行手工补焊。

18. 焊接完后，将管模的受热影响区均匀加热到370～430℃，并使管模匀速旋转2小时。

19. 将管模缓慢冷却到95～120℃。

管模车削工艺操作规程

1. 裂纹及条痕的车削

1) 管模承插口两端1米范围内有裂纹、条痕等缺陷时，必须将其切削掉。

2) 装夹管模时，管模端面与卡盘爪端面之间要留有3～5mm间隙。

3) 找正时，四个卡盘爪要分别均匀拉紧。