、石墨漂浮三大缺陷處理
一、縮孔縮松
1.影響因素
(1)碳當(dāng)量：提高碳量
，增大了石墨化膨脹
，可減少縮孔縮松
。此外
，提高碳當(dāng)量還可提高球鐵的流動(dòng)性，有利于補(bǔ)縮
。生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件的經(jīng)驗(yàn)公式為C%+1/7Si%>3.9%。但提高碳當(dāng)量時(shí)
，不應(yīng)使鑄件產(chǎn)生石墨漂浮等其他缺陷
。
(2)磷：鐵液中含磷量偏高
，使凝固范圍擴(kuò)大
，同時(shí)低熔點(diǎn)磷共晶在zui后凝固時(shí)得不到補(bǔ)給，以及使鑄件外殼變?nèi)?div id="4qifd00" class="flower right">
，因此有增大縮孔
、縮松產(chǎn)生的傾向。一般工廠控制含磷量小于0.08%
。
(3)稀土和鎂：稀土殘余量過高會(huì)惡化石墨形狀，降低球化率
，因此稀土含量不宜太高
。而鎂又是一個(gè)強(qiáng)烈穩(wěn)定碳化物的元素，阻礙石墨化
。由此可見，殘余鎂量及殘余稀土量會(huì)增加球鐵的白口傾向
，使石墨膨脹減小
，故當(dāng)它們的含量較高時(shí)
，亦會(huì)增加縮孔
、縮松傾向。
(4)壁厚：當(dāng)鑄件表面形成硬殼以后
，內(nèi)部的金屬液溫度越高，液態(tài)收縮就越大
，則縮孔
、縮松的容積不僅絕對(duì)值增加
，其相對(duì)值也增加。另外
，若壁厚變化太突然
，孤立的厚斷面得不到補(bǔ)縮
，使產(chǎn)生縮孔縮松傾向增大
。
(5)溫度：澆注溫度高，有利于補(bǔ)縮
，但太高會(huì)增加液態(tài)收縮量，對(duì)消除縮孔
、縮松不利
，所以應(yīng)根據(jù)具體情況合理選擇澆注溫度
，一般以1300～1350℃為宜
。
(6)砂型的緊實(shí)度：若砂型的緊實(shí)度太低或不均勻
，以致澆注后在金屬靜壓力或膨脹力的作用下
，產(chǎn)生型腔擴(kuò)大的現(xiàn)象
，致使原來的金屬不夠補(bǔ)縮而導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生縮孔縮松。
(7)澆冒口及冷鐵：若澆注系統(tǒng)
、冒口和冷鐵設(shè)置不當(dāng)，不能保證金屬液順序凝固
；另外
，冒口的數(shù)量、大小以及與鑄件的連接當(dāng)否
，將影響冒口的補(bǔ)縮效果
。
2.防止措施
(1)控制鐵液成分：保持較高的碳當(dāng)量(>3.9%)；盡量降低磷含量(<0.08%)
；降低殘留鎂量(<0.07%)；采用稀土鎂合金來處理
，稀土氧化物殘余量控制在0.02%～0.04%
。
(2)工藝設(shè)計(jì)要確保鑄件在凝固中能從冒口不斷地補(bǔ)充高溫金屬液，冒口的尺寸和數(shù)量要適當(dāng)
，力求做到順序凝固
。
(3)必要時(shí)采用冷鐵與補(bǔ)貼來改變鑄件的溫度分布，以利于順序凝固
。
(4)澆注溫度應(yīng)在1300～1350℃
，一包鐵液的澆注時(shí)間不應(yīng)超過25min，以免產(chǎn)生球化衰退
。
(5)提高砂型的緊實(shí)度，一般不低于90
；撞砂均勻
，含水率不宜過高
，保證鑄型有足夠的剛度
。
二、夾渣
1.影響因素
(1)硅：硅的氧化物也是夾渣的主要組成部分
，因此盡可能降低含硅量。
(2)硫：鐵液中的硫化物是球鐵件形成夾渣缺陷的主要原因之一。硫化物的熔點(diǎn)比鐵液熔點(diǎn)低
，在鐵液凝固過程中
，硫化物將從鐵液中析出
，增大了鐵液的粘度
，使鐵液中的熔渣或金屬氧化物等不易上浮。因而鐵液中硫含量太高時(shí)
，鑄件易產(chǎn)生夾渣。球墨鑄鐵原鐵液含硫量應(yīng)控制在0.06%以下
，當(dāng)它在0.09%～0.135%時(shí)
，鑄鐵夾渣缺陷會(huì)急劇增加
。
(3)稀土和鎂：近年來研究認(rèn)為夾渣主要是由于鎂
、稀土等元素氧化而致，因此殘余鎂和稀土不應(yīng)太高
。
(4)澆注溫度：澆注溫度太低時(shí)，金屬液內(nèi)的金屬氧化物等因金屬液的粘度太高
，不易上浮至表面而殘留在金屬液內(nèi)
；溫度太高時(shí)，金屬液表面的熔渣變得太稀薄
，不易自液體表面去除，往往隨金屬液流入型內(nèi)
。而實(shí)際生產(chǎn)中
，澆注溫度太低是引起夾渣的主要原因之一
。此外
，澆注溫度的選取還應(yīng)考慮碳、硅含量的關(guān)系。
(5)澆注系統(tǒng):澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)合理,具有擋渣功能,使金屬液能平穩(wěn)地充填鑄型,力求避免飛濺及紊流
。
(6)型砂：若型砂表面粘附有多余的砂子或涂料
，它們可與金屬液中的氧化物合成熔渣，導(dǎo)致夾渣產(chǎn)生
；砂型的緊實(shí)度不均勻，緊實(shí)度低的型壁表面容易被金屬液侵蝕和形成低熔點(diǎn)的化合物，導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生夾渣
。
2.防止措施
(1)控制鐵液成分：盡量降低鐵液中的含硫量(<0.06%)，適量加入稀土合金(0.1%～0.2%)以凈化鐵液
，盡可能降低含硅量和殘鎂量
。
(2)熔煉工藝：要盡量提高金屬液的出爐溫度，適宜的鎮(zhèn)靜
，以利于非金屬夾雜物的上浮、聚集
。扒干凈鐵液表面的渣子
，鐵液表面應(yīng)放覆蓋劑(珍珠巖
、草木灰等)
，防止鐵液氧化。選擇合適的澆注溫度
，zui好不低于1350℃。
(3)澆注系統(tǒng)要使鐵液流動(dòng)平穩(wěn)
，應(yīng)設(shè)有集渣包和擋渣裝置(如濾渣網(wǎng)等)
，避免直澆道沖砂
。
(4)鑄型緊實(shí)度應(yīng)均勻
，強(qiáng)度足夠；合箱時(shí)應(yīng)吹凈鑄型中的砂子
。
三、石墨漂浮
1.影響因素
(1)碳當(dāng)量：碳當(dāng)量過高
，以致鐵液在高溫時(shí)就析出大量石墨
。由于石墨的密度比鐵液小，在鎂蒸汽的帶動(dòng)下
，使石墨漂浮到鑄件上部。碳當(dāng)量越高
，石墨漂浮現(xiàn)象越嚴(yán)重
。應(yīng)當(dāng)指出
，碳當(dāng)量太高是產(chǎn)生石墨漂浮的主要原因
，但不是單一原因，鑄件大小、壁厚也是影響石墨漂浮的重要因素
。
(2)硅：在碳當(dāng)量不變的條件下，適當(dāng)降低含硅量
，有助于降低產(chǎn)生石墨漂浮的傾向
。
(3)稀土：稀土含量過少時(shí)，碳在鐵液中的溶解度會(huì)降低
，鐵液將析出大量石墨，加重石墨漂浮
。
(4)球化溫度與孕育溫度：為了提高鎂及稀土元素的吸收率
，國內(nèi)試驗(yàn)研究表明
，球化處理時(shí)zui適當(dāng)?shù)蔫F液溫度是1380～1450℃
。在此溫度區(qū)間，隨著溫度升高
，鎂和稀土的吸收率增加。
(5)澆注溫度：一般情況下,澆注溫度越高
，出現(xiàn)石墨漂浮的傾向越大
，這是因?yàn)殍T件長時(shí)間處于液態(tài)有利于石墨的析出。A.P.Druschitz與Ｗ.Ｗ.Ｃhaput研究發(fā)現(xiàn),若縮短凝固時(shí)間
，隨著澆注溫度升高，石墨漂浮傾向降低
。
(6)滯留時(shí)間：孕育處理后至澆注完畢之間的停留時(shí)間太長
，為石墨的析出提供了條件
，一般這段時(shí)間應(yīng)控制在10ｍin以內(nèi)
。
2.防止措施
（1）調(diào)整化學(xué)成分，在保證球化級(jí)別的前提下
，降低鐵液的碳當(dāng)量，夏天高溫季節(jié)碳當(dāng)量在4.3%～4.5%
，冬天寒冷季節(jié)碳當(dāng)量在4.4%～4.7%
，鐵液wC≤3.85%、wSi≤2.7%。
（2）嚴(yán)格高溫熔煉，低溫澆注的原則
。鐵液球化處理前
，將鐵液進(jìn)行一段過熱
，鐵液溫度可在1530～1550℃保持3～5min
，球化處理時(shí)再將溫度降至1490～1510℃之間。
（3）嚴(yán)格控制球化劑和孕育劑顆粒度
，球化劑粒度在?3～?15mm,孕育劑粒度在?3～?10mm以及球化劑和孕育劑的烘烤工序，堅(jiān)持隨流孕育和多次孕育的原則
，保證球化劑和孕育劑的吸收率
，以及良好的孕育效果。
（4）嚴(yán)格澆包烘烤環(huán)節(jié)
，通過澆包烘烤，保證球化處理過程中所需補(bǔ)充的熱量
，降低鐵液的出爐溫度
，減少球化劑和孕育劑的燒損
，保證球化劑和孕育劑在鐵液中的吸收率
。
（5）通過培訓(xùn)，提高各工序操作人員的知識(shí)
、質(zhì)量意識(shí)，特別是調(diào)高澆注工的熟練程度
，縮短球化處理后的澆注時(shí)間
。
（6）嚴(yán)格控制消失模澆注過程中和澆注后的真空負(fù)壓
，以及澆注后真空負(fù)壓的保持時(shí)間
，保證澆注后鑄件的凝固時(shí)間；及時(shí)清理真空管道
，保證抽真空時(shí)氣流暢通，同時(shí)
，可根據(jù)澆注實(shí)際情況
，調(diào)整負(fù)壓氣體流量，盡可能使模樣發(fā)氣量與負(fù)壓氣體流量比接近1:1
。
（7）嚴(yán)格控制消失模模樣的密度
，在保證模樣強(qiáng)度的前提下，盡可能降低模樣的密度
，減少澆注過程中模樣的發(fā)氣量。
（8）高溫季節(jié)
，嚴(yán)格控制干砂（殼型）溫度≤35℃
，保證鑄件的凝固速度，縮短鐵液在液體停留的時(shí)間
。
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一、氣孔（氣泡
、嗆孔
、氣窩）
特征：氣孔是存在于鑄件表面或內(nèi)部的孔洞，呈圓形
、橢圓形或不規(guī)則形，有時(shí)多個(gè)氣孔組成一個(gè)氣團(tuán)
，皮下一般呈梨形
。嗆孔形狀不規(guī)則，且表面粗糙
，氣窩是鑄件表面凹進(jìn)去一塊
，表面較平滑。明孔外觀檢查就能發(fā)現(xiàn)
，皮下氣孔經(jīng)機(jī)械加工后才能發(fā)現(xiàn)。
形成原因：
1
、模具預(yù)熱溫度太低
，液體金屬經(jīng)過澆注系統(tǒng)時(shí)冷卻太快
。
2
、模具排氣設(shè)計(jì)不良，氣體不能通暢排出
。
3、涂料不好
，本身排氣性不佳
，甚至本身揮發(fā)或分解出氣體。
4
、模具型腔表面有孔洞
、凹坑，液體金屬注入后孔洞
、凹坑處氣體迅速膨脹壓縮液體金屬
，形成嗆孔
。
5、模具型腔表面銹蝕
，且未清理干凈。
6
、原材料（砂芯）存放不當(dāng)
，使用前未經(jīng)預(yù)熱
。
7
、脫氧劑不佳，或用量不夠或操作不當(dāng)?shù)取?防止方法：
1
、模具要充分預(yù)熱，涂料（石墨）的粒度不宜太細(xì)
，透氣性要好
。
2、使用傾斜澆注方式澆注
。
3、原材料應(yīng)存放在通風(fēng)干燥處
，使用時(shí)要預(yù)熱
。
4、選擇脫氧效果較好的脫氧劑（鎂）
。
5、澆注溫度不宜過高
。
二
、縮孔（縮松）
特征：縮孔是鑄件表面或內(nèi)部存在的一種表面粗糙的孔
，輕微縮孔是許多分散的小縮孔
，即縮松
，縮孔或縮松處晶粒粗大。常發(fā)生在鑄件內(nèi)澆道附近
、冒口根部、厚大部位
，壁的厚薄轉(zhuǎn)接處及具有大平面的厚薄處
。
形成原因：
1、模具工作溫度控制未達(dá)到定向凝固要求
。
2、涂料選擇不當(dāng)
，不同部位涂料層厚度控制不好
。
3
、鑄件在模具中的位置設(shè)計(jì)不當(dāng)
。
4、澆冒口設(shè)計(jì)未能達(dá)到起充分補(bǔ)縮的作用
。
5、澆注溫度過低或過高
。
防治方法：
1
、提高磨具溫度。
2
、調(diào)整涂料層厚度，涂料噴灑要均勻
，涂料脫落而補(bǔ)涂時(shí)不可形成局部涂料堆積現(xiàn)象
。
3、對(duì)模具進(jìn)行局部加熱或用絕熱材料局部保溫
。
4、熱節(jié)處鑲銅塊
，對(duì)局部進(jìn)行激冷
。
5、模具上設(shè)計(jì)散熱片
，或通過水等加速局部地區(qū)冷卻速度，或在模具外噴水
，噴霧
。
6、用可拆缷激冷塊
，輪流安放在型腔內(nèi)
，避免連續(xù)生產(chǎn)時(shí)激冷塊本身冷卻不充分。
7
、模具冒口上設(shè)計(jì)加壓裝置。
8
、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)要準(zhǔn)確
，選擇適宜的澆注溫度。
三、渣孔（熔劑夾渣或金屬氧化物夾渣）
特征：渣孔是鑄件上的明孔或暗孔
，孔中全部或局部被熔渣所填塞
，外形不規(guī)則，小點(diǎn)狀熔劑夾渣不易發(fā)現(xiàn)
，將渣去除后，呈現(xiàn)光滑的孔
，一般分布在澆注位置下部
，內(nèi)澆道附近或鑄件死角處，氧化物夾渣多以網(wǎng)狀分布在內(nèi)澆道附近的鑄件表面
，有時(shí)呈薄片狀，或帶有皺紋的不規(guī)則云彩狀
，或形成片狀?yuàn)A層
，或以團(tuán)絮狀存在鑄件內(nèi)部
，折斷時(shí)往往從夾層處斷裂
，氧化物在其中，是鑄件形成裂紋的根源之一
。
形成原因：
渣孔主要是由于合金熔煉工藝及澆注工藝造成的（包括澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不正確）
，模具本身不會(huì)引起渣孔
，而且金屬模具是避免渣孔的有效方法之一
。
防治方法：
1、澆注系統(tǒng)設(shè)置正確或使用鑄造纖維過濾網(wǎng)
。
2
、采用傾斜澆注方式。
3
、選擇熔劑
，嚴(yán)格控制品質(zhì)
。
四
、裂紋（熱裂紋、冷裂紋）
特征：裂紋的外觀是直線或不規(guī)則的曲線
，熱裂紋斷口表面被強(qiáng)烈氧化呈暗灰色或黑色，無金屬光澤
，冷裂紋斷口表面清潔
，有金屬光澤。一般鑄件的外裂直接可以看見
，而內(nèi)裂則需借助其他方法才可以看到。裂紋常常與縮松
、夾渣等缺陷有聯(lián)系
，多發(fā)生在鑄件尖角內(nèi)側(cè)
，厚薄斷面交接處
，澆冒口與鑄件連接的熱節(jié)區(qū)。
形成原因：
金屬模鑄造容易產(chǎn)生裂紋缺陷
，因?yàn)榻饘倌１旧頉]有退讓性，冷卻速度快
，容易造成鑄件內(nèi)應(yīng)力增大
，開型過早或過晚，澆注角度過小或過大
，涂料層太薄等都易造成鑄件開裂，模具型腔本身有裂紋時(shí)也容易導(dǎo)致裂紋
。
防治方法：
1
、應(yīng)注意鑄件結(jié)構(gòu)工藝性，使鑄件壁厚不均勻的部位均勻過渡
，采用合適的圓角尺寸。
2、調(diào)整涂料厚度
，盡可能使鑄件各部分達(dá)到所要求的冷卻速度
，避免形成太大的內(nèi)應(yīng)力
。
3
、應(yīng)注意金屬模具的工作溫度，調(diào)整模具斜度
，以及適時(shí)抽芯開裂，取出鑄件緩冷
。
五
、冷隔（融合不良）
特征：冷隔是一種透縫或有圓邊緣的表面夾縫，中間被氧化皮隔開
，不完全融為一體，冷隔嚴(yán)重時(shí)就成了“欠鑄”
。冷隔常出現(xiàn)在鑄件頂部壁上
，薄的水平面或垂直面，厚薄壁連接處或在薄的助板上。
形成原因：
1
、金屬模具排氣設(shè)計(jì)不合理
。
2、工作溫度太低
。
3、涂料品質(zhì)不好（人為
、材料）
。
4、澆道開設(shè)的位置不當(dāng)
。
5、澆注速度太慢等
。
防治方法：
1
、正確設(shè)計(jì)澆道和排氣系統(tǒng)。
2
、大面積薄壁鑄件，涂料不要太薄，適當(dāng)加厚涂料層有利于成型
。
3
、適當(dāng)提高模具工作溫度
。
4
、采用傾斜澆注方法。
5
、采用機(jī)械震動(dòng)金屬模澆注。
六
、砂眼（砂孔）
特征：在鑄件表面或內(nèi)部形成相對(duì)規(guī)則的孔洞
，其形狀與砂粒的外形一致，剛出模時(shí)可見鑄件表面鑲嵌的砂粒
，可從中掏出砂粒，多個(gè)砂眼同時(shí)存在時(shí)
，鑄件表面呈桔子皮狀
。
形成原因：
由于砂芯表面掉下的砂粒被銅液包裹存在與鑄件表面而形成孔洞
。
1
、砂芯表面強(qiáng)度不好，燒焦或沒有完全固化
。
2
、砂芯的尺寸與外模不符
，合模時(shí)壓碎砂芯
。
3、模具蘸了有砂子污染的石墨水
。
4、澆包與澆道處砂芯相摩擦掉下的砂隨銅水沖進(jìn)型腔
。
防治方法：
1、砂芯制作時(shí)嚴(yán)格按工藝生產(chǎn)
，檢查品質(zhì)
。
2
、砂芯與外模的尺寸相符
。
3
、是墨水要及時(shí)清理
。
4
、避免澆包與砂芯摩擦。
5
、下砂芯時(shí)要吹干凈模具型腔里的砂子。
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？5方面***解析氣孔產(chǎn)生原因" />
？5方面***解析氣孔產(chǎn)生原因">鑄鋼件”氣孔“是個(gè)大難題？5方面***解析氣孔產(chǎn)生原因
特征：“內(nèi)生”式氣孔
，鋼液中氣體隨溫度下降其溶解度急劇減少，氣體向較高溫度擴(kuò)散至壁較厚部位
，嚴(yán)重時(shí)遍布冒口下部部位
；“外生”式氣孔
，這類氣孔呈梨形
，細(xì)頸方向指向氣體來源，發(fā)生在鑄件表面或皮下
，熱處理后或加工后可發(fā)現(xiàn)
。原因分析：煉鋼過程中脫氧不良
1.1氣孔分四種：侵入氣孔
，抑出氣孔
，反應(yīng)氣孔，卷入氣孔
（1）侵入氣孔：尺寸較大
，孔壁光滑
，表面氧化
，多數(shù)量梨形或橢圓形，位于鑄件表面或內(nèi)部
；
（2）抑出氣孔：多是細(xì)小的，呈現(xiàn)圓形
，橢圓形或針狀
，分布在鑄件整體或一部份；內(nèi)壁光滑而明亮
；
（3）反應(yīng)氣孔：位于鑄件表皮下，有的呈分散狀的針形孔，有的隱藏在鑄件上部上半百夾渣
；
（4）卷入氣孔：澆注過程中
，液態(tài)金屬由澆注系統(tǒng)或型空卷入氣體所造成氣孔。
1.2氣孔產(chǎn)生的原因：
在常壓下凡是增加金屬中氣體的含量和阻礙氣泡逸出金屬表面的因素
，都可能促使鑄件產(chǎn)生氣孔。生產(chǎn)中的原因有：
（1）鑄件結(jié)構(gòu)方面的原因：
1）較大平面鑄件
，澆注時(shí)處于水平位置
，液體金屬中浮的氣泡到達(dá)平面時(shí)
，往往因不平面阻擋不能上浮
，如表面已經(jīng)凝固或氣泡不能通過型芯壁逸出型外，將產(chǎn)生氣孔
；
2）鑄件壁較薄
，澆速較快
，氣體壓力高而引起沸騰
；
3）鑄件凹角處圓角半徑太小，容易產(chǎn)生凹角氣孔。
（2）合金冶煉方面的原因：
1）金屬爐料質(zhì)量低劣
，表面嚴(yán)重氧化，帶有油污
，表面多孔，雜質(zhì)太多
，厚度太薄
，的金屬材料
，使溶煉的液體金屬的氣體和金屬氧化物含量過多
，容易使鑄件生氣孔；
2）爐料潮濕
；
3）金屬爐料尺寸太小或太松散；
4）冶金過程脫氧不完全
，或不定加入量不足
，鋁錠上浮部份進(jìn)入爐渣導(dǎo)致實(shí)際上用來脫氧的鋁量不足；
5）熔煉過程溫度控制不當(dāng)
，鋼水溫度太低或鋼渣太高
；
6）爐壁、出鐵槽
、澆包未充分干燥
；
7）爐渣控制不良
；
8）熔煉時(shí)間太長
；
9）合金化學(xué)成份不合格。
（3）工藝設(shè)計(jì)方面的原因：
1）芯頭設(shè)計(jì)不良
；
2）芯頭間隙過大金屬流入排氣堵塞；
3）砂箱高度太低
，靜壓力低
；
4）澆注系統(tǒng)形成或選擇不正確。澆注系統(tǒng)和型腔在澆注過程中卷入氣體而不能排除
高大鑄件采用頂注
，落差大，沖擊
、飛濺
，單純澆注，上部較早凝固
，阻礙液體排出；
5）內(nèi)澆口位置不合理
；
6）型腔排氣不暢
，冒口太少或出氣孔太少。
（4）型砂
、芯砂、涂料方面的原因：
1）型砂或芯砂
，透氣性差
，砂粒太細(xì)粘土含量太高；
2）型砂的水分含量太高
；
3）型砂的耐火度太低（型壁發(fā)生嚴(yán)重澆注
，致使透氣性下降）
4）型砂中發(fā)氣
，物質(zhì)加入量太多；
5）涂料選用不當(dāng)
，涂料中發(fā)生物質(zhì)加入量太多
；
6）冷鐵涂料處理不當(dāng)。
（5）造型和造芯方面的原因：
1）砂芯澆有做出排氣道或排氣不合理
；
2）砂型
、芯、冷鐵
、芯撐等溫度相差太懸殊；
3）砂型沒徹底焊干或返潮
；
4）冷鐵或芯撐沒有焊干表面生銹或沾上油漬
；
5）砂型或砂芯局部緊實(shí)度太高，透氣性太低
；
6）澆注原因產(chǎn)生卷入氣泡，通常先慢
球墨鑄鐵化學(xué)成分主要包括碳
、硅、錳
、硫
、磷5大常見元素。對(duì)于一些對(duì)組織及性能有特殊要求的鑄件
，還包括少量的合金元素
。同普通灰鑄鐵不同的是，為保證石墨球化
，球墨鑄鐵中還須含有微量的殘留球化元素
。
1.碳及碳當(dāng)量的選擇原則
碳是球墨鑄鐵的基本元素，碳高有助于石墨化
。由于石墨呈球狀后石墨對(duì)機(jī)械性能的影響已減小到zui低程度
，球墨鑄鐵的含碳量一般較高，在3.5%～3.9%之間
，碳當(dāng)量在4.1%～4.7%之間
。鑄件壁薄、球化元素殘留量大或孕育不充分時(shí)取上限
；反之
，取下限。將碳當(dāng)量選擇在共晶點(diǎn)附近不僅可以改善鐵液的流動(dòng)性
，對(duì)于球墨鑄鐵而言
，碳當(dāng)量的提高還會(huì)由于提高了鑄鐵凝固時(shí)的石墨化膨脹提高鐵液的自補(bǔ)縮能力。碳含量過高
，會(huì)引起石墨漂浮
。因此，球墨鑄鐵中碳當(dāng)量的上限以不出現(xiàn)石墨漂浮為原則
。
2.硅的選擇原則
硅是強(qiáng)石墨化元素。在球墨鑄鐵中
，硅不僅可以有效地減小白口傾向
，增加鐵素體量，而且具有細(xì)化共晶團(tuán)
，提高石墨球圓整度的作用。硅提高鑄鐵的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度
，降低沖擊韌性
，因此硅含量不宜過高，尤其是當(dāng)鑄鐵中錳和磷含量較高時(shí)
，更需要嚴(yán)格控制硅的含量。球墨鑄鐵中終硅量一般在1.4%～3.0%
。選定碳當(dāng)量后
，一般采取高碳低硅強(qiáng)化孕育的原則。硅的下限以不出現(xiàn)自由滲碳體為原則
。
球墨鑄鐵中碳硅含量確定以后，成分設(shè)計(jì)基本合適
。如果高于zui佳區(qū)域
，則容易出現(xiàn)石墨漂浮現(xiàn)象。如果低于zui佳區(qū)域
，則容易出現(xiàn)縮松缺陷和自由碳化物。
3.錳的選擇原則
由于球墨鑄鐵中硫的含量已經(jīng)很低
，不需要過多的錳來中和硫
，球墨鑄鐵中錳的作用就主要表現(xiàn)在增加珠光體的穩(wěn)定性，促進(jìn)形成(Fe
、Mn)3C。這些碳化物偏析于晶界，對(duì)球墨鑄鐵的韌性影響很大
。錳也會(huì)提高鐵素體球墨鑄鐵的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度，錳含量每增加0.1%
，脆性轉(zhuǎn)變溫度提高10～12℃
。因此，球墨鑄鐵中錳含量一般是愈低愈好
，即使珠光體球墨鑄鐵
，錳含量也不宜超過0.4%～0.6%。只有以提高耐磨性為目的的中錳球鐵和貝氏體球鐵例外
。
4.磷的選擇原則
磷是一種有害元素
。它在鑄鐵中溶解度極低，當(dāng)其含量小于0.05%時(shí)
，固溶于基體中
，對(duì)力學(xué)性能幾乎沒有影響。當(dāng)含量大于0.05%時(shí)
，磷極易偏析于共晶團(tuán)邊界，形成二元
、三元或復(fù)合磷共晶
，降低鑄鐵的韌性
。磷提高鑄鐵的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度
，含磷量每增加0.01%
，韌脆性轉(zhuǎn)變溫度提高4～4.5℃。因此
，球墨鑄鐵中磷的含量愈低愈好
，一般情況下應(yīng)低于0.08%
。對(duì)于比較重要的鑄件
，磷含量應(yīng)低于0.05%。
5.硫的選擇原則
硫是一種反球化元素
，它與鎂
、稀土等球化元素有很強(qiáng)的親合力
，硫的存在會(huì)大量消耗鐵液中的球化元素
，形成鎂和稀土的硫化物，引起夾渣、氣孔等鑄造缺陷
。球墨鑄鐵中硫的含量一般要求小于0.06%。
6.球化元素的選擇原則
目前在工業(yè)上使用的球化元素主要是鎂和稀土
。鎂和稀土元素可以中和硫等反球化元素的作用
，使石墨按球狀生長。鎂和稀土的殘留量應(yīng)根據(jù)鐵液中硫等反球化元素的含量確定
。在保證球化合格的前提下
，鎂和稀土的殘留量應(yīng)盡量低
。鎂和稀土殘留量過高
，會(huì)增加鐵液的白口傾向，并會(huì)由于它們?cè)诰Ы缟掀龆绊戣T件的力學(xué)性能
。
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，生產(chǎn)的鑄件再也不粘砂了">學(xué)會(huì)這幾招
，生產(chǎn)的鑄件再也不粘砂了
鑄件粘砂不僅影響鑄件的外觀質(zhì)量，甚至引起報(bào)廢
。因此，對(duì)鑄件的粘砂必須引起足夠的重視
，以提高產(chǎn)品出品率
。那應(yīng)該如何防止鑄件粘砂呢？
“治病”當(dāng)然要找到根源
，首先我們先來看一下鑄件粘砂的原因
1、足夠的壓力使金屬液滲人砂粒之間較高的金屬液靜壓力頭
。即由鑄件澆注高度和澆注系統(tǒng)形成的壓力
。如該壓力超過砂粒間隙之間毛細(xì)現(xiàn)象形成的抵抗壓力。即尸毛=QcosO/r
，式中P毛為毛細(xì)壓力；為金屬液表面張力
；e為金屬液毛細(xì)管的潤濕角
；r為毛細(xì)管半徑。就會(huì)形成機(jī)械粘砂
。靜壓力頭超過500 mm
，鑄造用砂又較粗，多數(shù)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械粘砂
，除非上涂料
。上式亦說明：越大，即砂粒粒度越粗
，尸毛越小，即較易產(chǎn)生機(jī)械粘砂
。
2、金屬液在鑄型內(nèi)流動(dòng)形成的動(dòng)壓力
。
3
、鑄型“爆”或“嗆”
。即鑄型澆注時(shí)釋放的可燃?xì)怏w與空氣混合并被熾熱金屬液點(diǎn)燃所形成的動(dòng)壓力
。
4、機(jī)械粘砂一經(jīng)開始
，即便壓力減小
，金屬液滲透還會(huì)繼續(xù)進(jìn)行，直到滲透金屬液前沿凝固
。即金屬液溫度低于固相線溫度，滲透方可停止
。
5
、化學(xué)粘砂通常的原因是濕型和制芯用原材料耐火度、燒結(jié)點(diǎn)低;石英砂不純;煤粉或代用品加人不足;沒有使用涂料或使用不當(dāng);澆注溫度過高;澆注不當(dāng)致使渣子進(jìn)人鑄型等因素造成
。
容易造成粘砂的原因找到了，接下來我們就來說一下如何防止
！
1
、預(yù)防機(jī)械粘砂可采用如下措施
1)避免較高的金屬液靜壓力頭;在滿足鑄件補(bǔ)縮條件下冒口高度不要過高;避免澆包處于高位直接澆到直澆道內(nèi)，必要時(shí)可利用盆形澆口杯緩沖一下金屬流
，并形成恒高靜壓力頭。
2)盡量使用粒度較細(xì)
、的鑄造用砂
。
3)砂型應(yīng)緊實(shí)良好。機(jī)器造型不可超載
，供給造型機(jī)的壓縮空氣應(yīng)保持規(guī)定壓力
，避免使用過濕或存放期過長的型砂，因難以緊實(shí)
、夾渣
