由于球墨鑄鐵的凝固特點—糊狀凝固方式,所以縮松不僅是它的固有缺陷,而且,采用傳統(tǒng)的工藝,很難完全。生產(chǎn)中常采用加冷鐵或冷鐵加水冷等方法,這樣把表層的縮松趕到鑄件內(nèi)部,機械加工后,縮松就不會暴露出來。但是隨著對鑄件質(zhì)量要求的提高,客戶不僅對鑄件的外觀有要求,而且對鑄件內(nèi)在質(zhì)量的要求也不斷提高。對生產(chǎn)的鑄件要求進行無損探傷,這樣躲在鑄件內(nèi)部的縮松就會被發(fā)現(xiàn)。因此,從根本上鑄件內(nèi)部的縮松缺陷是今后企業(yè)所希望達(dá)到的目標(biāo)。本課題深入研究球墨鑄鐵的凝固特點和縮孔、縮松的形成機理,擬采用一種新工藝,從根本上球墨鑄鐵件的縮松缺陷,以提高球墨鑄鐵件的整體質(zhì)量。
本文是采用多種合金成分配制成多種球墨鑄鐵復(fù)合除縮劑,添加到不同的試塊中,利用超聲波無損探傷技術(shù)檢測試塊內(nèi)部縮松缺陷變化;對其斷面的進行宏觀組織觀察;利用金相顯鏡觀察和分析了其觀組織變化,并對試塊的布氏硬度、強度和延伸率進行了測定。 研究結(jié)果表明:通過改變除縮劑成分可減少或完全球墨鑄鐵鑄件內(nèi)部的縮松缺陷:C型除縮劑能夠完全球墨鑄鐵鑄件內(nèi)部的縮松缺陷,效果好。D型和H型除縮劑可以明顯減少鑄件內(nèi)部的縮松缺陷,G型和I型除縮劑使球墨鑄鐵鑄件內(nèi)部的縮松缺陷明顯向上表面集中。曲軸試塊豎置時,隨著加入量的增加,縮松缺陷整體向上表面集中,縮松缺陷面積先逐漸減少后又逐漸增加,不能完全曲軸試塊內(nèi)部的縮松缺陷;曲軸試塊橫置時,底部左右兩側(cè)添加除縮劑并配合頂部加冒口的工藝方案,可完全球墨鑄鐵鑄件內(nèi)部的縮松缺陷。各種球墨鑄鐵復(fù)合除縮劑對石墨的球化程度、鑄件的力學(xué)性能及珠光體含量均無明顯影響,但可使鑄件局部晶粒細(xì)化。

蠕墨鑄鐵孕育的主要目的是防止基體組織中出現(xiàn)萊氏體和自由滲碳體,調(diào)整鐵素體和珠光體在基體中的比例.本文論述了采用固體孕育劑進行孕育,將引起"孕育促球"現(xiàn)象,它敏感地影響蠕墨鑄鐵蠕化率的高低,從而造成蠕墨鑄鐵性能的不穩(wěn)定;指出"孕育促球"現(xiàn)象在特定條件下可以用來調(diào)整蠕化率,但在缺乏爐前快速測定鐵液狀態(tài)的情況下缺乏可操作性;提出了減少或避免"孕育促球"的若干措施,并采用液體孕育劑進行孕育處理.
球墨鑄固過程中的體積變化模式,分析認(rèn)為球墨鑄鐵是需要外部補縮的.提出球墨鑄鐵的補縮應(yīng)充分考慮具體鑄件及實際生產(chǎn)條件.詳細(xì)闡述不同鑄型條件下,不同模數(shù)的球墨鑄鐵件的通用冒口、控制壓力冒口及全壓力冒口的選擇方法.重點討論了球墨鑄鐵冒口補縮中的鑄件模數(shù)、凝固順序及冒口位置、補縮通道及溫度梯度、孤立熱節(jié)的補縮、冶金質(zhì)量及孕育處理等若干關(guān)鍵問題. 
孕育處理是提高鑄鐵性能的行之有效的手段.對激冷鑄鐵凸輪軸組織有非常重要的影響.通過在金屬液中分別加入Si-Ba孕育劑和稀土La,研究了不同孕育劑對激冷鑄鐵凸輪軸的孕育情況.實驗發(fā)現(xiàn),Si-Ba孕育劑和稀土La都能減小白口層深度,并且隨著孕育劑加入量的增加,凸輪軸萊氏體組織含量明顯減小;為了獲得質(zhì)量合格的鑄件.Si-Ba的加入量不能超過0.3%.而稀土La的加入量不能超過0.03%.