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树脂材料砂型材冶炼铁铸件异样构建剖析
作者：bthhjx1 发布时间：2016-03-11
内容摘要：1铸件概况 铸件的基本形状为圆筒状，外径250mm，壁厚30mm，高80mm，上下两端面加工余量为2mm，加工后，一个端面出现颜色不一致的现象，该面在铸型中朝下，处于 下方。铸件的材料为
1铸件概况
铸件的基本形状为圆筒状，外径250mm，壁厚30mm，高80mm，上下两端面加工余量为2mm，加工后，一个端面出现颜色不一致的现象，该面在铸型中朝下，处于 下方。铸件的材料为FCD450，相当我国的QT450－10。
铸件采用呋喃树脂加磺酸固化剂的自硬砂型铸造，涂料为石墨系醇基涂料。
2缺陷的形貌特征
铸件的下端面机加工之后出现了明显的颜色差别，有的区域光亮，有的区域灰暗。两种颜色的交界处有的明显，有的不太明显（1）。垂直于该面取样做金相分析，结果如2和3所示。2为两种颜色的交界处，左侧为光亮处，靠近表层的组织为铁素体和块状石墨；右侧为灰暗处，表层组织为铁素体和大量密集分布的点状及细片状石墨。3显示了灰暗区石墨形态从表面到心部的变化情况：表层为点状和细片状，心部为球状。在表层和心部之间有一过渡区，石墨主要为蠕虫状。
3缺陷的成因
从以上分析可知，铸件加工表面上的灰暗颜色是由于密集分布的点状和细片状石墨造成的。这种石墨形态与球状石墨有着明显的区别，而且石墨的数量也高于正常处。这种异常组织的形成与铸型所用的树脂砂及涂料有关。在树脂、固化剂和涂料中含有较高的S，涂料中又含有大量的C，它们在与铁液接触时，在高温的作用下，会分解产生CO、CO 2、H2 S、SO等气体，这些气体渗入铁液中，铁液增S、增C.
S起破坏球化作用，随着w（S）量的增加，石墨的球化率下降，由球状变为蠕虫状， 后变为片状。
S又是一种具有强过冷作用的元素，它的存在增加了铁液的过冷度，使石墨以细片状或枝晶点状的形式析出，成为异常组织。加之增C，使异常组织中石墨的数量增加，从而导致该处在机加工之后颜色变得灰暗。
1列出了铸件本体、异常组织处以及树脂砂和涂层w（C）、w（S）含量的检测结果。受取样条件和分析方法的限制，这些结果可能不准确，但它可以定性地说明上面对树脂砂型球铁铸件中异常组织成因的解释是正确的。
这种异常组织的出现及其严重程度还与铁液的浇注温度以及铸件的壁厚有很大的关系。浇注温度越高，壁越厚，铁液保持液态的时间也就越长，这种缺陷也就越加严重。所以，这种缺陷多出现在厚大的铸件中。
4预防措施
根据异常组织形成的原因，为防止这种缺陷的出现，原则上可以从以下两个方面采取措施：
（1）改变涂料配方，尽量减少或排除S和C的影响。
文献［1］提出，为防止这种异常组织出现，可在涂料中加入2％～5％的葡萄糖、蔗糖或蔗糖脂肪酸。日本客户则向我们提议使用加Mg的涂料。
（2）加快铁液凝固速度，缩短液态时间。
受条件的限制，在生产中，我们没有采取改变涂料配方的措施，而是采用了在铸型靠近铸件下端面处加冷铁的方法，取得了很好的效果。这是因为，加入冷铁后，铁液不与树脂砂接触，而与冷铁接触，凝固加速，形成硬壳，因而避免了C和S的渗入。
5结论
树脂砂型球铁铸件加工表面上的灰暗缺陷是由于铸件中的异常组织造成的。这种异常组织由大量密集的细片状和点状过冷石墨组成，是树脂砂以及涂料中的C、S渗入铁液后形成的。采用设置冷铁的办法可使这种缺陷控制。
