消失模HT300薄壁长壳体铸件生产过程探讨（摘自铸造协会网）

四海人士

消失模HT300薄壁长壳体铸件生产过程探讨

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1 \. j7 J. B# g摘要：消失模铸造生产的铸件具有尺寸精度高、表面光洁度好、铸件重量轻等优点，但对于形状较长、壁厚变化较大且材质要求较高的壳体类铸件经常出现缩松、缩孔、碳缺陷、对火等缺陷。

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7 ~8 l3 m2 l2 N3 s. \4 m9 C此壳体铸件的材质为HT300，轮廓尺寸为906mm´484mm´340mm。从结构上看，零件形状较长、壁厚变化较大，最薄处7mm，最厚处60mm。厚大部位极容易产生缩松、缩孔、进火口远端极易对火、碳缺陷。顾客对材质的要求是：从本体上4处不同部位取本体试棒进行抗拉强度检测，且4处抗拉强度均要求达到245MPa以上，指定部位硬度在200HB以上.本厂通过严格控制熔炼、孕育、工艺设计，满足了客户要求。

' h- {: @+ }  Y* Z1从熔炼、孕育角度解决材质问题

, x6 E1 C5 r( O( T, D: s# \2 d0 H1.1 熔炼工艺对材质的影响
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2 N# F( J6 a* q. L- ]同样的化学成分，熔炼工艺不同、配料不同，铁液的冶金质量完全不同。国外的灰铸铁件生产，在合金的使用上并不是很多，但材料的强度都很高，切削加工性能也很好；而在我国，虽然加入了大量的合金，材料的性能却达不到国外的水平，其根本原因就在于熔炼技术和工艺落后。在国外无论是电炉熔炼还是冲天炉熔炼，都大量使用废钢，几乎不用生铁。电炉采用的是增碳技术，冲天炉采用的是高温熔炼技术，这样就会获得非常好的渗碳效果。
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生铁中有许多粗大的过共晶石墨(图2)，这种粗大的石墨具有遗传性，熔炼温度低，粗大石墨不易被消除，粗大的石墨从液态遗传到了固态，使凝固过程中本来应该产生的石墨化析出的膨胀作用削弱，因此使铁液凝固过程中的收缩倾向增大。同时，粗大的石墨又降低了材料的性能。
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我们采用60%废钢+20%生铁+20%回炉料的配比配料，降低了生铁含量，提高废钢含量电炉熔炼。采用经高温石墨化增碳剂调节含碳量。废钢多使铁液更加纯净，而且由于加入增碳剂提高了铁液的石墨化能力。另通过添加合金铜和铬，增加并细化珠光体含量。用此熔炼方法，我们稳定地生产出了变速箱体铸件，材料的牌号达到HT300，本体硬度达到200以上。


图2 生铁中的粗大石墨 100x
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3 J" ]* Z# W0 B6 i9 w: U' Q7 k1.2孕育对材质的影响
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+ H* E/ y9 @* w5 v' S0 \为了使灰铸铁得到较好的孕育效果，进行了孕育方法的生产试验，认为出铁槽孕育同时增加随流孕育可以使铸件材质均匀，满足顾客对不同部位性能的要求

我们采用75Si-Fe孕育剂，通过出铁槽孕育加随流孕育的孕育方式，使组织细化并均匀，经多次金相检测石墨形态主要为A型石墨，长度达到4级 ，
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2从工艺设计角度解决铸造缺陷问题
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" v7 l8 B8 _9 ]3 H2.1经过多次试验，进火口远端依然会出现对火，碳缺陷，我们对原有的浇注方案进行了重新设计，更改了进火口位置，改变了铁水的流动方式，并且提高温度成功解决了对火、碳缺陷问题。更改工艺前后的方案如图3所示。
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2.2针对局部厚大部位缩孔缩松问题我们采取冒口和冷铁的配合使用，成功解决了缩孔缩松问题。
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/ Y8 V. u' H: `+ f" z; Y9 p2 q( v7 f" u2.3 生产结果：经过多次试验，本厂稳定生产出HT300变速箱体铸件，可以满足顾客的要求。

6 t5 }5 s9 y2 Y3 结论
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# K( |5 N2 Q* w: A" M（1）采用60%废钢+20%生铁+20%回炉料的配比配料，可以稳定生产出HT300薄壁长壳体铸件；
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/ |! o) y- a3 Z9 H% w（2）适当的合金化处理和孕育处理，使铁液的收缩倾向得到明显改善，为稳定生产出高强度合格灰铁件提供了保证；

5 ]) ]: T0 X$ p9 F) E) ^（3）出铁槽孕育同时增加随流孕育，使铸件组织均匀，满足顾客对不同部位性能的要求；

（4）更改进火口位置，改变铁水的流动方式，可以有效解决薄壁件对火、碳缺陷；

+ w! |7 k. ~# l7 e( ]（5）冷铁和冒口的配合使用解决厚大部位缩孔缩松问题。