球墨铸铁件碳黑防止措施与轻量化方向

<一>、球墨铸件碳黑防止措施

1.形成原因

碳黑缺陷是消失模铸铁件比较常见的一类缺陷，尤其对于球墨铸件容易出现此类缺陷，严重影响铸铁件的表面质量。碳黑缺陷的形成一般主要是由于两方面原因：①球墨铸件的含碳量比较高，一般在3.7%左右，含碳量越高，产生碳黑缺陷也就越多，这是产生碳黑缺陷的直接原因;②消失模铸铁件大多数采用EPS作为模型，具有稳定的苯环结构，在高温作用下，EPS不能够全部分 解气化。由于铁液的充型速度较快，液态热解产物不能充分裂解气化，在高温作用下形成碳黑，这是碳黑缺陷产生的主要原因。浇注温度低、浇注速度慢、涂料的透气性较差等也能导致碳黑缺陷的产生。

2.防止措施

(1)适当提高浇注温度，比湿型高20℃，这样能够使EPS白模速度适宜气化，减少碳黑缺陷的发生。

(2)提高浇注速度，通过加大浇口比。

(3)选用STMMA白模，STMMA的含碳量为69.6%，比EPS(含碳量为90%)要少得多，且STM-MA分子式中C/H较小，并含有氧原子，在加热燃烧过程中，氧原子与碳反应，生成气体。因此，使用STMMA材料能够减少碳黑缺陷。

(4)提高涂料的透气性，使EPS气化的产物能够顺利排出，减少碳黑缺陷的产生。

<二>、机械球墨铸铁件的轻量化方向

随着环保要求的日益严格，提高车辆的燃油经济性能、降低汽车性能稳定尾气的排放越来越迫切，实现汽车轻量化生产是达到上述要求的一项重要举措。而机械球墨铸铁件因其强度好、铸造工艺性好，能够承受较大的应力，还能适合各种机械球墨铸铁件结构、形状的特点，在汽车上深受普遍应用，所以实现机械球墨铸铁件轻量化，对减轻整车的质量意义重大。

机械球墨铸铁件的轻量化主要是2个方向：<1>使用的原机械球墨铸铁件材料，只对机械球墨铸铁件结构进行优化或机械球墨铸铁件集成;<2>使用性能好的机械球墨铸铁件材料，同时将大型球墨铸铁件结构进行优化和机械球墨铸铁件集成。笔者主要研究通过提高机械球墨铸铁件性能来实现轻量化的方法。机械球墨铸铁件实现轻量化，且要满足机械球墨铸铁件的使用寿命，影响因素很多，其中包括：机械球墨铸铁件的结构、机械球墨铸铁件材料的性能、机械球墨铸铁件内(外)部质量、表面创新服务工艺。