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球墨铸件缩孔缺陷原因分析以及常见的七种缺陷原因及分析[一]、球墨铸件缩孔缺陷原因分析
通过对先前球墨铸件的破坏现象进行统计分析，发现球墨铸件的收缩缺陷主要发生在高等级球墨铸件的以下部位：球墨铸件的热接头和终凝固部位。承重零件或服务表面零件；表面上10mm以下的零件。
原因分析
（1）球墨铸件的热连接点和终凝固部分的缩孔大部分出现在三个侧面，包括角部，角部和小直径球墨铸件。在壁厚较大的孔和零件中，热量会缓慢散发或集中到某个点。铁水的外层已经凝固，但是热节点的位置仍处于液态。固化层逐渐形成枝晶并连续生长，将剩余的铁水分成几份。随着温度降低，热接头位置开始收缩，体积变小。此时，不能补充铁水，并且凝固的孔壁是粗糙的并且填充有填充有树枝状晶体的疏松孔，从而形成大量分散的孔。收缩率。
球墨铸件在膏状凝固过程中从液态变为固态。在固化过程中，会发生共晶转变，并且石墨会沉淀出来。石墨的比容大于铁水的比容，并且发生体积膨胀。此时，球墨铸件的表面固化。薄度导致模具向外移动，铁水无法补充内部空间，并且在终凝固位置形成不规则的集中收缩腔。因此，球墨铸件本身的凝固特性使其极易出现缩孔。缺点。
（2）为了确保球墨铸件的外观质量得到改变，具有多承重部件或使用表面部件的铸造厂通常在以下情况下将球墨铸件表面（加工表面）向上放置设计过程。为了进行建模，在铁水浇注过程中，某些材料（例如气化不充分或涉及的沙粒）会聚集在成型表面的上表面。该方法主要考虑到可以在成型表面的后续精加工过程中去除表面杂质。当铸模表面加工余量不足时，某些球墨铸件缺陷会残留在工作表面上，甚至是重要的承重零件上。在模具设计中增加加工余量将增加模具的成本，并且收缩腔通常由铸造工艺控制。
（3）通过收集生产现场16班次的碳当量值，对表面10mm以下零件的工艺能力进行分析，发现碳当量的调整符合流程要求，但总价值集中在4.4％左右，接近下限。对于没有冒口设计的球墨铸件，碳含量低，共晶膨胀力不足，自补偿能力差，并且在表面上10mm以下可能会出现缩孔。
[二]、大型球墨铸铁件常见的七种缺陷原因及分析
1）石墨球异化
石墨球异化出现不规则石墨，如团块状、蝌蚪状、蠕虫状、角状或其他非圆球状。这是由于球状石墨沿辐射方向生长时，局部晶体生长模式和生长速率偏离正常生长规律所致。大型球墨铸铁件中残余球化元素量超出应有范围时，如残余镁太高，超过了保持石墨球化所需的低量时，也会影响石墨结晶条件，就容易产生蝌蚪壮石墨。而残余稀土较多时，高碳当量铁水易产生碎块石墨，碎块石墨的集中区域一般称做“灰斑”。而蠕虫状石墨的出现则是由于球化元素残余量不足或者含有超限的钛和铝。
2）石墨漂浮
过共晶成分的厚壁球铁件中，在浇注位置顶部，常常出现一个石墨密集区域，即“始末漂浮”现象，这是由于石墨与铁水密度不同，过共晶铁水直接析出的石墨受到浮力作用向上所致。石墨漂浮程度与碳当量、球化元素的种类及残留量、大型球墨铸铁件凝固时间、浇注温度等因素有关系。镁能使球铁的共晶含碳量提高，碳当量相同的铁水，提高其残余镁量就能减少石墨漂浮，残留稀土量过高，有助于爆裂状石墨的升成。
3）反白口
一般铸铁件的白口组织容易出现在冷却较快的表层、尖角、披缝等处，反白口缺陷则相反，碳化物相出现在大型球墨铸铁件中等断面心部、热节等部位。球化元素残余量过多时，有促进反白口缺陷产生的作用，稀土元素强于镁，它们一般都能增加球铁组织形成时的过冷度。
4）皮下小孔
皮下小孔内主要含有氢，也有少量CO和氮。残余镁量过高时，也同时加强了从湿型中吸收氢的倾向，因而产生皮下小孔的几率增加。另外，球化铁水停留时间长也能增加小孔的数量。
5）缩孔缩松
缩孔常出现在大型球墨铸铁件后凝固部位(热节处、冒口颈与大型球墨铸铁件连接处、内角或内浇口与大型球墨铸铁件连接处)，是隐蔽于大型球墨铸铁件内部或与外表连通的孔洞。缩松，宏观的出现在热节处，细微的收缩孔洞，大多是孔洞内部互相连通。与球化元素有关的是，要控制残余镁和稀土不能过高，这对减少宏观和微观缩松都有明显效果，缩松倾向几乎与球化元素成正比。
6）黑渣
它一般发生在大型球墨铸铁件的上部(浇注位置)，主要分为块状、绳索状和细碎黑渣。黑渣的主要成分硅酸镁，是由铁水中MgO和SiO2反应生成的，并受其相对含量的影响。因此，作为控制黑渣的措施之一就是减少镁的残余量(加镁0.15%时，渣总量约占铁水重量的0.1%)，而残余稀土因与氧有很强的亲和力，在减少黑渣方面有明显的效果。
7）球化衰退
这是由于球化铁水停留时间较长，残留镁逐渐减少，熔渣没有及时扒除，硫还会回到铁水中，使凝固组织中的石墨减少甚至消失，衰变为不规则状、蠕虫状或片状石墨。这种球化衰退与球化剂中稀土含量较低、或者球化剂加入量偏低有的关系，但紧靠增加其加入量也很不可取，因为镁残余量高了，熔渣量和渗碳体都会增加，在厚大断面中还会使石墨球蜕变为蝌蚪状石墨。生产实践表明：原铁水含硫量低对防止球化衰退才是的。包括还有的球铁铸造件缺陷，几乎都与球化剂的成分和加入量有关系，但我们不能指望球化剂解决很多问题，不能解决所有问题，因为球化元素的作用以及球化剂的加入量都是利弊共存的，球化剂只是大型球墨铸铁件稳定生产控制系统中的一个很重要的因素，只有和其他配套措施结合在一起，才能够稳定的进行球化处理。
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