球鐵鑄件件產(chǎn)生縮孔,、縮松的傾向比灰鑄鐵件大得多,防止收縮缺陷往往是工藝設(shè)計(jì)中棘手的問題,。
在實(shí)際在生產(chǎn)過程中有人認(rèn)為應(yīng)該遵循順序凝固的原則,,在 后凝固的部位放置大冒口,以補(bǔ)充鑄件在凝固過程中產(chǎn)生的體積收縮,;有人認(rèn)為球鐵鑄件件只需要采用小冒口,,有時(shí)不用冒口也能生產(chǎn)出健全的鑄件。要在鑄件質(zhì)量的條件下 大限度地提高工藝出品率,,僅僅依靠控制鑄鐵的化學(xué)成分是不夠的,, 在了解球鐵鑄件凝固特性的基礎(chǔ)上,切實(shí)控制鑄鐵熔煉,、球化處理,、孕育處理和澆注作業(yè)的全過程,而且要地控制鑄型的剛度,。
球鐵鑄件中的石墨是在奧氏體外殼包圍的條件下長大的,,石墨球長大所發(fā)生的體積膨脹主要是通過奧氏體外殼作用在相鄰的共晶團(tuán)上,有可能將其擠開,,使共晶團(tuán)之間的空隙擴(kuò)大,,也易于通過共晶團(tuán)作用在鑄型的型壁上,導(dǎo)致型壁運(yùn)動(dòng),。
鑄件凝固過程中石墨化膨脹易使鑄型發(fā)生型壁運(yùn)動(dòng)球鐵鑄件以糊狀凝固方式凝固,,鑄鐵件開始凝固時(shí),鑄型-金屬界面處的鑄件外表面層就比灰鑄鐵薄得多,,而且增長很慢,,即使經(jīng)過了較長的時(shí)間,表層仍然是強(qiáng)度低,、剛度差的薄殼,。內(nèi)部發(fā)生石墨化膨脹時(shí),這種外殼不足以耐受膨脹力的作用下,,就可能向外移動(dòng),。如果鑄型的剛度差,就會(huì)發(fā)生型壁運(yùn)動(dòng)而使型腔脹大,。結(jié)果,,不僅影響鑄件的尺寸精度,,而且石墨化膨脹以后的收縮得不到補(bǔ)充,就會(huì)在鑄件內(nèi)部產(chǎn)生縮孔,、縮松之類的缺陷,。
球鐵鑄件曲軸與傳統(tǒng)的鍛鋼曲軸比較,有制造簡便,、成本低廉,、又有吸震、對表面刻痕不敏感等鍛鋼材料所不具備的優(yōu)良特性,、球鐵與巴氏合金,、鉛青銅、鋼背鋁合金的軸瓦均有良好的匹配性,。石墨具有潤滑作用和儲存潤滑油作用,,其比鋼好;球鐵鑄件在承受小能量多次沖擊載荷條件下,,其抗沖擊性能也優(yōu)于鋼,;球鐵鑄件曲軸通過合金化、合理球化,、孕育處理等,,其在扭轉(zhuǎn)、彎曲疲勞應(yīng)力狀態(tài)下的疲勞強(qiáng)度,,可達(dá)到甚至超過鍛鋼曲軸。
石墨形態(tài)不僅影響球鐵鑄件的靜載荷性能,,而且 顯著地影響動(dòng)載荷性能,。稀土鎂球鐵中,球狀和團(tuán)狀石墨(球化級別1~3級)的動(dòng)態(tài)性能相差較少,,當(dāng)出現(xiàn)團(tuán)片狀石墨時(shí),,性能明顯下降,尤其是組織中有厚片狀石墨聚集分布時(shí)(球化級別6級),,疲勞強(qiáng)度約下降20%,,而小能量多次沖擊韌性下降約5倍。鎂球鐵中,,球化率65%的球鐵比球化率93%的球鐵抗拉強(qiáng)度σb下降8.2%,,而疲勞強(qiáng)度σ-1下降26%。當(dāng)石墨的體積 時(shí),,石墨的平均球徑越大,,單位面積視場中球墨個(gè)數(shù)越少,疲勞強(qiáng)度越低,。石墨成行排列,, 疲勞斷裂,,降低疲勞強(qiáng)度。實(shí)踐證明:石墨球越細(xì)小,,圓整,、均布,球鐵的疲勞強(qiáng)度就越高,。