河南省化工机械制造有限公司生产大型铸件、风电铸件、来图加工

球墨铸铁件应用广泛，其质量的优劣直接影响着所组成机械的性能。其中如大型柴油机缸体、大型风电铸件、大球磨机端盖、高炉冷却壁等大型球墨铸铁件，因为涉及设备机械的特殊性，除了需通过一般性标准规定的要求外，还需要进行特殊的检测，如风电铸件要求低温冲击韧度，核渣罐有许多附加的特殊验收标准等。结合大型球墨铸铁件的这些特点，在生产前必须要做周密的考虑，对于其生产过程中遇到的特有问题，也要采取相应的来解决。本文就从以上三个方面对大型球墨铸铁件进行分析。

      一、生产大型球墨铸铁件需考虑的问题

     1、首先要考虑的是如何获得健全、致密、尺寸合格的铸件

     生产大型球墨铸铁件的技术流程与灰铸铁件基本相同，只要结合球墨铸铁的特点在缩尺的选定、砂箱设计等方面稍作修正即可。

     2、其次要针对大型球墨铸铁件的共同特点做相应工作

大型球墨铸铁件的共同特点是特别厚重，大多数要求铁素体基体，力学性能必须满足标准数据，有时外加低温冲击性能要求等。

     二、大型球墨铸铁件生产的特有问题

     由于大型球铁件冷却速度缓慢，导致共晶凝固期长达数小时，而在此期间要形成球铁的主要组织，因而就出现了大断面球铁或大型球铁件所特有的一系列问题：球墨数量少、球墨直径大、球墨畸变、石墨漂浮、化学成分偏析、晶间碳化物以及碎块状石墨（Chunky Graphite）等。这些问题早已受到关注，虽形成机理尚不统一，但对具体问题已有了初步的解决措施。

还有一个重要问题是如何满足和解决低温冲击韧度的要求？问题的巧合在于解决这两大难题的方向及措施大致相同。

     三、解决大型球墨铸铁件特有问题的途径

     1、强化冷却以加速凝固

     关于碎块状石墨的成因普遍较易接受的说法有二：一是球状石墨破碎而引起；二是由于热流或某些合金元素特别是Ce 和La 的偏析造成奥氏体外壳的稳定性降低，导致球墨的生长模式改变而形成。不管哪种理论或说法，可以肯定的是，共晶阶段凝固时间太长（即缓慢冷却）是形成碎块状石墨的直接和客观因素。因此不管采取什么方法，只要能缩短凝固阶段的时间，都可有效地阻止碎块状石墨的出现。

     也有文献指出，球墨畸变有一个临界冷却速度（0.8 ℃/min）[1]。石墨畸变有时是一个突变过程，因此加速冷却，缩短凝固时间，特别是缩短共晶阶段的凝固时间，想方设法使共晶凝固阶段缩短至2 h 以内是有显著效果的。围绕这个原则有不少措施：强制冷却；金属型挂砂；使用冷铁等等。

     冷铁的导热率大，特别是蓄热能力强，是被广泛认为可以应用的有力措施。石墨的导热率高于挂砂冷铁（分别为45W/m℃及17 W/m℃），但它的蓄热能力比冷铁小，假如有强制冷却的条件，则用石墨是比较合适的。对于大型或特大型球墨铸铁件，进行强制冷却仍不失为一种有力的措施。一般可采用风冷、雾冷或水冷装置，甚至可采用液氮冷却方式加速铸件的凝固速度。有数据表明，20 t 级球墨铸铁乏料容器铸件凝固时，其传热效果为：金属型吸热占58%、石墨及砂型（型芯部分）吸热占3.5%、砂型及其它装置部分吸热占3.5%、水冷导热占3.5%。由此可见，金属型可使铸件50%以上的热量传导出去，而型芯部分传热很少，显然强制冷却是必要的。