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部,機械加工后,縮松就不會暴露出來。但是隨著對鑄件質量要求的提高,客戶不僅對鑄件的外觀有要求,而且對鑄件內在質量的要求也不斷提高。對生產(chǎn)的鑄件要求進行無損探傷,這樣躲在鑄件內部的縮松就會被發(fā)現(xiàn)。因此,從根本上鑄件內部的縮松缺陷是今后企業(yè)所希望達到的目標。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量。
本文是采用多種合金成分配制成多種球墨鑄鐵復合除縮劑,添加到不同的試塊中,利用超聲波無損探傷技術檢測試塊內部縮松缺陷變化;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部的縮松缺陷:C型除縮劑能夠完全球墨鑄鐵鑄件內部的縮松缺陷,效果好。D型和H型除縮劑可以明顯減少鑄件內部的縮松缺陷,G型和I型除縮劑使球墨鑄鐵鑄件內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部的縮松缺陷;曲軸試塊橫置時,底部左右兩側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部的縮松缺陷。各種球墨鑄鐵復合除縮劑對石墨的球化程度、鑄件的力學性能及珠光體含量均無明顯影響,但可使鑄件局部晶粒細化。

在選擇鑄鐵生產(chǎn)熔煉設備時可以以小代大，使用較小容量的中頻感應爐代替較大容量的工頻感應爐創(chuàng)造條件，中頻爐取代工頻爐既減少了用地，又降低了投資，也保證了鐵液的連續(xù)供應，對于連續(xù)作業(yè)、生產(chǎn)能力較大的鑄鐵生產(chǎn)均十分有利。將中頻感應爐用于連續(xù)鑄造或離心鑄造球墨鑄鐵管生產(chǎn)的鐵液熔煉，用它取代沖天爐，或與高爐、沖天爐進行雙聯(lián)，其生產(chǎn)能力將可得到充分發(fā)揮。例如，國內有1個離心球墨鑄鐵管生產(chǎn)廠家，就是采用了10t中頻感應爐與高爐雙聯(lián)工藝，對鐵液進行升溫和調整成分，將貯存的高爐鐵液從1300℃升溫到1520℃，大約需要27min。該爐頻率100～200Hz，功率為2500kW。
應該提到的是，配有雙供電電源與控制系統(tǒng)的中頻感應爐，即使在1臺爐子烘爐時，也能保證另1臺爐子正常生產(chǎn)，從而實現(xiàn)鐵液的及時連續(xù)供應，這也是工頻感應爐無法比擬的。首鋼鑄造廠1變2爐實踐證明，2臺10t工頻感應爐使用1套電源供電，在1臺爐子烘爐時，另1臺爐子也不能生產(chǎn)。如果1次烘爐約需3天時間，則1年當中約1個月不能生產(chǎn)，影響極大。為了實現(xiàn)能夠連續(xù)生產(chǎn)的目的，1是增加工頻感應爐數(shù)量，2是增加1套烘爐電源設備。首鋼鑄造廠在建設離心球墨鑄鐵管車間時，就是在原有1變2爐基礎上增加1臺工頻感應爐及相應的電源設備；國內另1個離心球墨鑄鐵管生產(chǎn)廠家則在原有1變2爐基礎上，擬增加1套烘爐電源設備。無論采用如上所說的哪種措施，都要增加相應的設備與設施，也就增加了占地與投資。中頻感應爐雙供電電源與控制系統(tǒng)的應用，不但同時保證了熔煉和保溫，也同時實現(xiàn)了烘爐不停產(chǎn)。

以開發(fā)新產(chǎn)品為研究對象，通過選用合理的化學成分，采用沖天爐與電爐雙聯(lián)的熔煉工藝，并對原鐵液進行脫硫處理，獲得成分穩(wěn)定的低硫原鐵液，然后調整球化處理溫度，進行蓋包法球化處理和沖入法球化處理對溫度的敏感性試驗。
   在試驗的基礎上，利用蓋包法球化處理工藝生產(chǎn)高綜合性能和高質量的球鐵。 試驗結果表明，在1450～1500℃范圍內，調整球化處理溫度，對鐵液進行蓋包法球化處理，球化劑中鎂的氧化燒損少，鎂的吸收率和鐵液殘留鎂量穩(wěn)定，波動范圍小，穩(wěn)定了球化效果，提高了球鐵生產(chǎn)的穩(wěn)定性；處理后鐵液含硫量低，可以減少球鐵的觀夾雜物，提高球鐵的綜合性能，特別是韌性指標，改善加工性能。在這個溫度范圍內，調整球化處理溫度，采用蓋包法球化處理工藝與采用沖入法球化處理工藝相比，鎂的吸收率穩(wěn)定且有所提高；球鐵的生產(chǎn)穩(wěn)定性和綜合性能顯著提高。在生產(chǎn)條件允許的情況下，采用含鎂量相同的球化劑進行球化處理時，蓋包法比普通沖入法對溫度的適應性更寬，適應范圍要比普通沖入法寬20℃左右。在合理的球化處理溫度下，采用蓋包法可以使協(xié)作廠穩(wěn)定批量生產(chǎn)各種高綜合性能球鐵。
等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)作為一種工程材料在20世紀70年代初問世以后,由于其優(yōu)越的強度、伸長率、沖擊韌度、耐磨性和減震性能,還具有性價比高的優(yōu)勢,在機械制造領域得到很大的發(fā)展,應用范圍不斷擴大。 承受較大的破壞載荷,同時又承受由沖擊載荷形成的鑿削式磨損的汽車后鋼板簧支架,不僅要求具有很高的彎曲疲勞強度和良好的耐磨性