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)計中棘手的問題。
在實際在生產(chǎn)過程中有人認為應(yīng)該遵循順序凝固的原則,在 后凝固的部位放置大冒口,,以補充鑄件在凝固過程中產(chǎn)生的體積收縮;有人認為球鐵鑄件件只需要采用小冒口,,有時不用冒口也能生產(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成分是不夠的, 在了解球鐵鑄件凝固特性的基礎(chǔ)上,,切實控制鑄鐵熔煉,、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上,,有可能將其擠開,,使共晶團之間的空隙擴大,也易于通過共晶團作用在鑄型的型壁上,,導(dǎo)致型壁運動,。
鑄件凝固過程中石墨化膨脹易使鑄型發(fā)生型壁運動球鐵鑄件以糊狀凝固方式凝固,鑄鐵件開始凝固時,,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)過了較長的時間,,表層仍然是強度低,、剛度差的薄殼。內(nèi)部發(fā)生石墨化膨脹時,,這種外殼不足以耐受膨脹力的作用下,,就可能向外移動。如果鑄型的剛度差,,就會發(fā)生型壁運動而使型腔脹大,。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充,,就會在鑄件內(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)下的疲勞強度,,可達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 顯著地影響動載荷性能,。稀土鎂球鐵中,球狀和團狀石墨(球化級別1~3級)的動態(tài)性能相差較少,,當出現(xiàn)團片狀石墨時,,性能明顯下降,尤其是組織中有厚片狀石墨聚集分布時(球化級別6級),,疲勞強度約下降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%的球鐵抗拉強度σb下降8.2%,,而疲勞強度σ-1下降26%。當石墨的體積 時,,石墨的平均球徑越大,,單位面積視場中球墨個數(shù)越少,疲勞強度越低,。石墨成行排列,, 疲勞斷裂,降低疲勞強度,。實踐證明:石墨球越細小,,圓整、均布,,球鐵的疲勞強度就越高,。