球墨铸铁件在凝固过程与生产工艺流程

【一】、球墨铸铁件在凝固过程

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球墨铸铁件在凝固初期难以形成坚硬外壳，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，使球墨铸铁件收缩增大，当铸型强度比较好时，膨胀压力作用于球墨铸铁件本身实现自补缩，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、球墨铸铁件结构等多种复杂因素;并且目前球墨铸铁件结构越来越复杂，球墨铸铁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、实用冒口法和通用冒口法。基于几何的冒口优化方法。虽然能对冒口大小设计进行优化，但没有考虑合金材质，对球墨铸铁件不确定适用。

收缩模数法设计冒口的原理是均衡凝固技术，将球墨铸铁件作为一个整体，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，可以深受整个球墨铸铁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球墨铸铁件收缩模数，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。球墨铸铁件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，球墨铸铁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，需要冒口释放确定的膨胀压力，冒口颈凝固稍晚。模数法计算冒口时只考虑球墨铸铁件模数，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件的自补缩作用，对于铸型强度条件好的球墨铸铁件，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。为此，本文提出了一种考虑铸型强度的球墨铸铁件冒口计算方法，并应用于实际球墨铸铁件的冒口设计。

【二】、大型球墨铸铁件的生产工艺流程

大型球墨铸铁件与普通大型球墨铸铁件生产工艺的不同处：大型球墨铸铁件的生产其实和普通大型球墨铸铁件在流程上没有多大的区别，只是将普通铁水进行球化操作，然后进行浇铸。

生产流程如下：

1.制作模型，模型有多种形式，看工件的优良要求。2.熔炼材料，熔炼材料好是中频电炉，铁水温度能够稳定

3.在钢包中放入球化剂，通常球化剂都是用稀土镁合金。待铁水熔炼完毕后，倒入钢包，让材料充分化学反应然后进行浇铸

如何保护大型球墨铸铁件的质量呢？

说的直白一点，重要的是保护球化过程要良好，让铁水中的含硫量和含磷量低；其次，在实际生产过程中，由于要进行球化反应，所以，熔炼的铁水温度要比平时高一点；再次就是要保护购买的普铁的铁质中，碳的含量要低一点，甚至要增加一些废钢在钢包中，以控制含碳量。这个过程是要进过多次化验，多次配比材料，以达到好的材质要求。