發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄造缺陷及對(duì)策

1、新聞?wù)?: 概述改革開放后近十年來，我國(guó)的汽車制造工業(yè)得到了飛 速發(fā) 展，許多高端汽車品牌，幾乎與發(fā)達(dá)國(guó)家同步推出面世，與之相 適應(yīng)的汽車 發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)也得到了迅猛發(fā)展， 其中發(fā)動(dòng)機(jī)鑄造的水平 也得到了極大的提 高，無論鑄件產(chǎn)量還是鑄件技術(shù)要求及鑄件質(zhì)量， 都基本上滿足了現(xiàn)代汽車 發(fā)動(dòng)機(jī)日益提高的要求。 以中小型乘用車發(fā) 動(dòng)機(jī)主要鑄概述改革開放后近十年來， 我的汽車制造工業(yè)得到了飛速發(fā)展， 許多高端 汽車 品牌， 幾乎與發(fā)達(dá)國(guó)家同步推出面世， 與之相適應(yīng)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 制造業(yè)也 得到了迅猛發(fā)展， 其中發(fā)動(dòng)機(jī)鑄造的水平也得到了極大的提 高，無論鑄件產(chǎn) 量還鑄件技術(shù)要求及鑄件質(zhì)量， 都基本上滿足了

2、現(xiàn)代 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)日益提高的 要求。以中小型乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)主要鑄件汽缸體 （ 汽缸蓋 ）生產(chǎn)為例，眾多汽車 發(fā) 動(dòng)機(jī)鑄造企業(yè)都采用了粘土砂高壓造型 （ 少數(shù)為自硬樹脂砂造型 ） ， 制芯 則普遍采用覆膜砂熱芯或冷芯工藝， 而在熔煉方面大都采用雙聯(lián) 熔煉或電爐 熔煉， 所生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)均為高強(qiáng)度薄壁鑄鐵件。 許多廠家 為滿足高強(qiáng)度薄 壁鑄件的工藝要求，紛紛引進(jìn)先進(jìn)的工藝技術(shù)裝備， 如高效混砂機(jī)、 高壓造 型線、高度自動(dòng)化的制芯中心、 強(qiáng)力拋丸設(shè)備， 大多采用整體浸涂、烘干， 并且自動(dòng)下芯。在過程質(zhì)量控制方面，許 多企業(yè)實(shí)現(xiàn)了在線檢測(cè)與控制， 如 配備了型砂性能在線檢測(cè)、 熱分析 法鐵水質(zhì)量檢測(cè)與判斷裝

3、置、 真空直讀 光譜儀快速檢測(cè)。 清潔度檢查 的工業(yè)內(nèi)窺鏡等。 相當(dāng)一部分企業(yè)還在產(chǎn)品 開發(fā)方面應(yīng)用了計(jì)算機(jī)模 擬技術(shù)?？梢院敛豢鋸埖恼f，就硬件配置而言，我 國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)鑄造水平 絲毫不亞于當(dāng)今世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家， 一句話， 具備了現(xiàn) 代鑄造生產(chǎn)條 件。 （ 為敘述方便，以下稱上述框架內(nèi)容的生產(chǎn)條件為現(xiàn)代生 產(chǎn)條件。 ）然而，應(yīng)該承認(rèn)，在發(fā)動(dòng)機(jī)鑄造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與產(chǎn)品質(zhì)量以及鑄件 所能達(dá) 到的技術(shù)要求方面，我們與世界發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大的差距。提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少?gòu)U品損失，是縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家差距、發(fā)揮引進(jìn)設(shè) 備效 能、提高企業(yè)效益的重要途徑。 本文試圖就我國(guó)鑄造企業(yè)在現(xiàn)代 鑄造條件 下，中小型乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)灰

4、鑄鐵汽缸體 （ 汽缸蓋 ） 鑄件生產(chǎn)中 常見的鑄 造缺陷與對(duì)策，與廣大業(yè)界同仁作一交流。1 氣孔氣孔通常是汽缸體鑄件最常見的缺陷， 往往占鑄件廢品的首位。 如何 防止氣孔，是鑄造工作者一個(gè)永久的課題。汽缸體的氣孔多見于上型面的水套區(qū)域?qū)?yīng)的外表面 （ 含缸蓋面周 邊 ） ， 例如出氣針底部 （ 時(shí)冒起的氣針較短 ） 或凸起的筋條部，以及缸 筒加工后 的內(nèi)表面。嚴(yán)重時(shí)由于型芯的發(fā)氣量大而又未能充分排氣， 使上型面產(chǎn)生嗆火現(xiàn)象，導(dǎo)致大面積孔洞與無規(guī)律的砂眼。在現(xiàn)代生產(chǎn)條件下， 反應(yīng)性氣孔與析出性氣孔較為少見， 較為多見的是侵入性氣孔。現(xiàn)對(duì)侵性氣孔分析出如下：原因1.1.1 型腔排氣不充分，排氣系統(tǒng)

5、總截面積偏小。1.1.2 澆注溫度較低。1.1.3 澆注速度太慢；，鐵液充型不平穩(wěn)，有氣體卷入。1.1.4 型砂水份偏高；型砂內(nèi)灰份含量高，型砂透氣性差；1.1.5. 對(duì)于干式氣缸套結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)，水套砂芯工藝不當(dāng) （ 如未設(shè)置 排氣 系統(tǒng)或排氣系統(tǒng)不完善； 或因密封不嚴(yán)， 使?jié)沧r(shí)鐵水鉆人排氣 通道而堵 死排氣道； 砂芯砂粒偏細(xì)， 透氣不良；上涂料后未充分干燥； 砂芯砂與涂 料發(fā)氣量太大，或發(fā)氣速度不當(dāng)；涂料的屏蔽性 差 ） 。經(jīng)驗(yàn)證明，干式缸 套的缸體的氣孔缺陷，很大程度上與 水套工藝因素相關(guān)連。1.1.6 孕育劑未經(jīng)干燥且粒度不當(dāng)； 鐵液未充分除渣， 澆注時(shí)未擋渣， 由 此引起渣氣孔。1.

6、1.7 澆注時(shí)未及時(shí)引火對(duì)策1.2.1 模型上較高部位設(shè)置數(shù)量足夠、截面恰當(dāng)?shù)某鰵忉樆蚺艢馄?而芯頭 部位設(shè)置排氣空腔。 上述排氣系統(tǒng)均應(yīng)將氣體引至型外。 通常 排氣截面應(yīng)為內(nèi)澆道總截面積倍左右1.2.2 澆注系統(tǒng)按半開放半封閉原則設(shè)置為宜， 且須具有一定的攔渣 功 能，這樣鐵液充型時(shí)比較平穩(wěn)， 不會(huì)沖擊鑄型或產(chǎn)生飛濺或卷人氣 體。而澆 注系統(tǒng)的截面大小以 8-lOkg s 的澆注速度來計(jì)算較為適 宜。123鐵液的熔煉溫度應(yīng)不低于 1500 C，而手工澆注時(shí)末箱的澆注 溫度應(yīng)控 制在 1400"C 左右 （視鑄件大小與壁厚可適當(dāng)調(diào)整） 。最好能 采用自動(dòng)澆 注，澆注溫度誤差應(yīng)在 2

7、0 C 以內(nèi)。1.2.4 一個(gè)好的適于高壓造型的砂處理系統(tǒng)， 型砂水分應(yīng)控制在， 其 時(shí)的 緊實(shí)率應(yīng)在 36-42之間，而溫壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá) 180-220kpa （均指在 造型機(jī)處 取樣檢測(cè) ） 。為達(dá)這些指標(biāo)，需監(jiān)控型砂的灰份，輔助材料 的添加量，合 適的原砂粒度、循環(huán)砂的溫度及混砂效率。1.2.5 注意做好鐵液去渣，澆注時(shí)擋渣引火以及孕育劑的干燥等工1.2.6 對(duì)于干式汽缸套結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體， 至關(guān)重要的是要有非常完 善到 位的水套砂芯工藝：a、水套坭芯用砂的平均細(xì)度較之其他砂芯要粗一些，以求有良好的透氣 性。b、設(shè)置充分的互相連通的排氣孔網(wǎng)并使之能排出型外，這些孔網(wǎng)盡 可能在 制芯時(shí)生成，

8、亦可在成型后鉆加工形成。 對(duì)于前者要定期監(jiān)控 檢查孔網(wǎng)是 否暢通 （當(dāng)心部芯砂固化不良時(shí)易將孔網(wǎng)堵塞 ） 。c、對(duì)砂芯砂性能要綜合考慮，不能片面追求強(qiáng)度。當(dāng)強(qiáng)度太高時(shí)，勢(shì)必要增大樹脂用量， 從而使芯砂發(fā)氣量太高； 而當(dāng)水套芯的結(jié)構(gòu)比 較復(fù)雜纖薄 砂厚不均勻， 且又能開出排氣孔網(wǎng)時(shí)， 就要求砂芯有較高 的強(qiáng)度，即使發(fā) 氣量大些也無妨。d、當(dāng)水套芯有排氣孔網(wǎng)時(shí)，涂料要有較好的屏蔽性；當(dāng)水套芯截面不便設(shè)置排氣孔網(wǎng)時(shí)， 涂料要有較好的透氣性， 這時(shí)砂的粒度也應(yīng)更 粗些。e、當(dāng)水套芯布有排氣孔網(wǎng)，且使用屏蔽性涂料時(shí)，在浸涂時(shí)要防止涂料液進(jìn)入排氣孔網(wǎng)， 更要注意封火措施 （ 可使用封火墊片材料 ），以 免

9、澆注時(shí) 鐵水進(jìn)人排氣孔網(wǎng)，把排氣道堵死；f 、涂料的發(fā)氣量要低，且施涂后一定要充分干燥。一個(gè)成熟的水套芯工藝， 可以將缸筒加工后內(nèi)表面的氣孔廢品率控制在 3%o, 甚至更低。與缸體水套芯相類似，對(duì)缸體的油道芯、挺桿腔砂芯以及缸蓋的水套芯， 其工藝方法、 工藝措施也可仿照缸體水套 芯的 工藝思路來考慮。2 砂眼砂眼也是汽缸體 （汽缸蓋 ）鑄件的常見缺陷， 多見于鑄件的上型面， 也 有 在缸筒內(nèi)表面經(jīng)加工后暴露出來的。原因2.1.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理。2.1.2 型砂系統(tǒng)管理不善，型砂性能欠佳。2.1.3 型腔不潔凈。2.1.4 砂芯表面狀況不良或是施涂與干燥不當(dāng)。對(duì)策2.2.1 就澆注系統(tǒng)設(shè)置

10、方面來說， 為避免或減少砂眼缺陷， 應(yīng)注意以 下事項(xiàng)：a、 要有合理的澆注速度。截面太小，則澆注速度太慢，鐵液上升速度太慢，上型受鐵液高溫烘烤時(shí)間，容易使型砂爆裂，嚴(yán)重時(shí)會(huì)成片 狀脫落。澆注系 統(tǒng)的比例， 應(yīng)使鐵液能平穩(wěn)注人，不得形成紊流或噴 射。b、盡量使鐵液流經(jīng)的整個(gè)通道在砂芯內(nèi)生成， 通常坭芯砂 （熱法覆膜 砂或冷芯砂 ） 較之外模粘土砂更耐高溫鐵液沖刷。而直澆道難以避免 設(shè)置 在外模的粘土砂砂型中通過， 這時(shí)可在直澆口與橫澆口搭接處設(shè) 置過濾器 （最好是泡沫陶瓷質(zhì) ），可以將鐵液在直澆道內(nèi)可能沖刷下來 的散砂和鐵液 夾渣加以過濾，從而可減少砂眼和渣眼。c、澆道是變截面的，因此變截面處應(yīng)

11、盡可能圓滑光潔，避免形成易被鐵液沖垮的尖角砂。d、澆道的截面比例宜采用半封閉半開放型式，以降低鐵液進(jìn)入型腔時(shí)的流速與沖擊，而內(nèi)澆道位置應(yīng)盡可能避免直接沖擊型壁和型芯， 且呈擴(kuò)張形為 好。2.2.2 為防止鑄件的砂眼缺陷，型砂方面的主要措施是：a、是控制型砂中的微粉含量。型砂在反復(fù)使用中，微粉含量會(huì)越來越高，這會(huì)降低型砂的濕壓強(qiáng)度，水分及緊實(shí)率則會(huì)提高，使型砂發(fā) 脆。b、澆注時(shí)砂芯潰散后混入舊砂，未燃盡的殘留樹脂膜，會(huì)使型砂的 韌性變 差， 產(chǎn)生砂眼的可能性也增大。 為此需要改善型砂的表面穩(wěn)定 性，降低脆 性、提高韌性，方法是在型砂中添加適當(dāng)?shù)臅绲矸?，也?的改用 FS 粉，均 可取得良好的效果

12、，也可以在型腔表面施表面安定劑（噴灑）2.2.3 在造型、翻箱，特別是下芯、合箱等各環(huán)節(jié)容易將砂粒掉人型 腔，而 又未能清理干凈，極易造成鑄件砂眼缺陷。為此，一是要選取 恰當(dāng)?shù)男绢^間 隙和斜度并保證下芯和合箱的工裝精度， 以免碰壞砂型 或損壞型芯而將砂粒 散落在型腔內(nèi)； 二是合箱前清理干凈型內(nèi)可能掉 人的砂粒 （抽吸法好于吹出法 ）2.2.4 不能忽視的是， 砂芯的飛邊毛刺要清理干凈， 上涂烘干后待用 的砂 芯表面的砂粒灰塵也要吹凈， 否則容易被鐵水沖刷并富集在鑄件 某處形成砂 眼。同時(shí)，需要強(qiáng)調(diào)的是，砂芯上涂不能太厚，尤其是當(dāng) 工藝要求個(gè)別砂芯 的個(gè)別部位或全部?jī)纱谓B涂料時(shí)，涂料不能太 厚

13、，且須等第一次上涂干燥 到一定程度后才能上涂第二層， 否則澆注 時(shí)過厚的涂料會(huì)爆裂而形成夾砂 （ 渣） 。3 脈紋 （ 飛翅 ）通常在鑄件的內(nèi)表面或熱節(jié)部位， 如缸體缸蓋的水套腔內(nèi)， 或是進(jìn)排 氣道 內(nèi)，由于澆注時(shí)高溫鐵液的作用， 使砂芯硅砂發(fā)生相變膨脹引起 砂芯表面產(chǎn) 生裂縫， 液體金屬滲入其中， 從而導(dǎo)致鑄件形成飛翅狀凸 起的缺陷，即 “脈紋” 。脈紋一旦出現(xiàn)，難以清理。當(dāng)水套腔內(nèi)有脈 紋時(shí)，輕者會(huì)影響內(nèi) 腔的清潔度，重者會(huì)影響冷卻水的流量，從而降 低對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻效果，甚 至?xí)稹盁住?、“拉缸”嚴(yán)重后果；當(dāng) 氣道內(nèi)出現(xiàn)脈紋時(shí)， 會(huì)影響氣 道渦流特性， 最終影響發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)工 作性能

14、。生產(chǎn)實(shí)踐表明， 冷芯工藝產(chǎn)生脈紋的傾向要稍大于殼芯產(chǎn)生脈紋的傾 向。原因3.1.1 如上所述，產(chǎn)生脈紋的根本原因是高溫鐵液作用于砂芯引起硅 砂的膨 脹裂紋。3.1.2 砂芯材料不具備低膨脹的性能，或者其自身不能吸收這種受熱 產(chǎn)生的 膨脹。3.1.3 砂芯的韌性或高溫強(qiáng)度不足以克服膨脹應(yīng)力導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。3.1.4 所用涂料不能抵御砂芯在高溫下產(chǎn)生膨脹裂紋。3.1.5 鐵液未能在砂芯產(chǎn)生裂紋前凝固結(jié)殼，從而預(yù)防脈紋產(chǎn)生。對(duì)策針對(duì)所列產(chǎn)生脈紋的原因 （ 或者說脈紋形成的機(jī)理 ） ，顯然應(yīng)采取如下 措 施：3.2.1 在保證能得到健全鑄件而又不產(chǎn)生氣孔等缺陷的鐵液充型溫 度下，盡 可能采取較低的澆注

15、溫度以減輕砂芯受熱膨脹的程度； 同時(shí) 采用較快的澆注 速度， 以避免砂芯長(zhǎng)時(shí)間受到高溫烘烤可能產(chǎn)生的膨 脹裂紋。3.2.2 用于易產(chǎn)生脈紋砂芯 （如水套芯、進(jìn)排氣道芯 ） 的芯砂原砂預(yù)先 進(jìn)行消除相變膨脹處理， 或者在砂芯材料中添加一些輔助材料， 降低 砂芯 材料的熱膨脹率； 再就是原砂的顆粒組成以三篩或四篩級(jí)配， 以 求砂芯材 料能自身吸收膨脹變形。3.2.3 必要時(shí)，在砂芯材料中使用一定比例的非石英系列砂 （ 如橄欖 石砂、鋯英砂等 ） ，第一它們的膨脹率極小，第二其導(dǎo)熱性好，使鐵 液結(jié)殼 時(shí)間早于砂芯相變膨脹開裂時(shí)間。3.2.4 提高砂芯材料的韌性和高溫強(qiáng)度。3.2.5 使用強(qiáng)度、韌性優(yōu)

16、良，且導(dǎo)熱性能好的燒結(jié)型涂料，以增強(qiáng)砂 芯表面 抗膨脹裂紋的能力。以上這些措施既適用于冷芯砂， 也適用于熱法覆膜砂 （ 殼型砂 ） 。由此 看出，預(yù)防或減少脈紋缺陷的主要措施是改善砂芯膨脹性能。4 清潔度現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)清潔度的要求十分苛刻。對(duì)汽缸體 （汽缸蓋 ）鑄件而言， 水 腔、油腔、挺桿室等部位允許殘留的砂粒和異物，僅限為數(shù)克 （g） 以內(nèi)。許多 企業(yè)盡管采取了二次拋丸、強(qiáng)力拋丸，甚至引進(jìn)了先進(jìn)的 拋丸設(shè)備，如鼠籠 或機(jī)械手拋丸，要完全達(dá)到內(nèi)腔清潔度要求，仍然 較為困難，無論是殼芯或 冷芯，情形均一樣。原因所以內(nèi)腔的清潔度達(dá)不到要求， 從根本上來說是由于鑄件結(jié)構(gòu)方面的原因， 上述 各腔 在拋

17、丸時(shí)，因?yàn)槌錾翱籽凵俣?；鐵丸所能投射進(jìn)去的量有限，光潔度與清潔程度均不及鑄件的外表面， 也不及曲軸箱和 缸筒面等部位在不能改變鑄件結(jié)構(gòu)的情況下， 只能查找影響清潔度 其他方面的原因。4.1.1 砂芯表面狀況不良，如充填不緊實(shí)；砂芯表面粗糙；粘模等。4.1.2 施涂不當(dāng)，如涂料性能差，玻美度不合適，涂層厚度不夠等。4.1.3 現(xiàn)有強(qiáng)力拋丸裝置對(duì)鑄件大部分內(nèi)外表面都能清理得很干凈， 但對(duì)狹 窄復(fù)雜的水腔、油腔仍顯不足。對(duì)策4.2.1 改善和提高砂芯表面質(zhì)量狀況，如選用流動(dòng)性好的制芯材料（安息角 d9e）; 合理設(shè)置排氣塞并加以維護(hù)使其暢通；施用品質(zhì)好的 脫模劑防止粘模等，這些措施的目的是得到表面

18、緊實(shí)致密的砂芯。4.2.2 通常都要對(duì)坭芯施以涂料層。 涂料玻美度要合適； 涂料要有較 強(qiáng)的 滲透性；涂料層要有一定厚度 （一般要達(dá)，涂層干燥后不能顯見 砂粒為宜； 選用的涂料防粘砂性能優(yōu)良， 在澆注溫度下能在鑄件表面 形成一低熔點(diǎn)的燒 結(jié)層， 而且在鑄件冷卻過程中因收縮率的不同能自 動(dòng)剝離下來。4.2.3 如所述，要努力避免防止脈紋缺陷的產(chǎn)生。一旦出現(xiàn)脈紋，鑄 件的內(nèi) 腔清潔度情況，就更加惡化。有關(guān)措施見。4.2.4 對(duì)鑄件內(nèi)腔清理， 國(guó)內(nèi)外的主流工藝方法是采用強(qiáng)力機(jī)械拋丸 的方 式，其型式有鼠籠拋丸，機(jī)械手夾持拋丸等。對(duì)這類拋丸設(shè)備， 要維護(hù)達(dá)到 額定拋丸電流值， 要調(diào)整最佳拋射角度， 對(duì)

19、后一種拋丸型 式，還可對(duì)難以 清理的內(nèi)腔將程序設(shè)置在最佳人射角度時(shí)適當(dāng)延長(zhǎng)拋 射時(shí)間。此外，還有以下幾種改善和提高內(nèi)腔清潔度的手段：a、 電液壓清理，其原理是將待清理鑄件置于水池中，在高能量放電 過程中， 所產(chǎn)生的高壓沖擊波將粘附在鑄件上的砂粒振擊脫落。 理論 上說水能浸入的 孔腔內(nèi)， 其粘砂均能清理干凈， 但這種方法占地面積 大、耗能高、流程長(zhǎng)（ 尚要倒空內(nèi)腔積水并烘干水跡 ） 、維護(hù)量大，也 有一定的安全問題。b、先將鑄件置于爐內(nèi)焙燒，再進(jìn)行拋丸。這種方法提高鑄件清潔度的效果還是很明顯的，但同樣是能耗較高、周期長(zhǎng)，如以煤炭作加熱 爐燃 料，則作業(yè)環(huán)境較差。c、有的廠家除采用強(qiáng)力拋丸以外，還

20、針對(duì)水道腔或油道腔進(jìn)行噴丸 清理。 這種方法對(duì)提高內(nèi)腔清潔度最有效， 所能達(dá)到的清潔度水平最 高，但目前僅 有此類通用單機(jī)產(chǎn)品， 尚需人工握持噴丸頭伸進(jìn)密封的 工作室對(duì)準(zhǔn)有關(guān)出砂 孔噴射，勞動(dòng)強(qiáng)度大、環(huán)境惡劣。期待著專用的 自動(dòng)噴丸設(shè)備在汽缸體 （ 汽 缸蓋 ） 清理生產(chǎn)線上應(yīng)用。5 滲漏滲漏是指汽缸體 （汽缸蓋 ）在壓力試驗(yàn) （水壓氣壓 ）時(shí)的泄漏現(xiàn)象， 多發(fā)生在汽缸體 ( 或汽缸蓋 )的水套腔或是油道腔引起滲漏的原因有夾雜和疏松兩大類 ( 機(jī)械損傷或鑄造裂紋引起的曲 軸箱滲 漏的情況極少，在此不加論述 )。夾雜引起的滲漏5.1.1 原因(1) 砂芯在修芯時(shí)未清除飛邊、毛刺，或砂芯上有松散粘

21、附的大小不 一的砂 粒、 砂團(tuán)未清除干凈， 致使?jié)沧r(shí)被鐵液沖刷下來并飄浮富集 在水套壁或 油道壁，形成夾砂 ( 砂眼) ，使腔壁貫通滲漏。(2) 組合好的砂芯被粉塵砂粒污染或型腔內(nèi)不慎掉人散砂，沒有清理 干凈， 也會(huì)形成砂眼使腔壁貫通而滲漏。(3) 鐵液不純凈，而澆道內(nèi)又無過濾措施或攔渣效果差，使鐵液中的 夾渣進(jìn) 入型腔，使水腔或油腔的腔壁形成貫通性的渣孔而滲漏。5.1.2 對(duì)策(1) 認(rèn)真清除砂芯的飛邊毛刺，并清除坭芯上附著的砂粒砂團(tuán)，避免 在水腔 油腔壁上可能形成的砂眼。(2) 吹凈砂粒與粉塵污染的組合好的砂芯組，清理掉人型腔的砂粒。(3) 直澆道設(shè)置高效的過濾器，橫澆道應(yīng)有良好的攔渣功

22、能，并做好 鐵液凈化工作 (造渣、除渣 ) ，以防腔壁上產(chǎn)生渣眼縮松引起的滲漏這種滲漏常發(fā)生在水腔 (油腔 ) 或噴油嘴等熱節(jié)部位。5.2.1 原因(1) 鐵液成分不恰當(dāng)， Si /C 過高，石墨片粗大，組織疏松。(2) 孕育過量，致使共晶團(tuán)數(shù)量過多，微晶間隙難以補(bǔ)縮致密5.2.2 對(duì)策(1) 在規(guī)定的碳當(dāng)量保持不變的前提下，限制 Si/C 在一之間。(2) 不得孕育過量，較有效的措施是采用 SiSr( 含鍶 )孕育劑，其石墨 化能力 極強(qiáng)，用量?jī)H FeSi 孕育劑的 50，既可充分孕育消除截面敏 感性，又可避 免產(chǎn)生過多數(shù)量的共晶團(tuán)。(3) 在易產(chǎn)生縮松的熱節(jié)部位，局部刷除碲粉醇基涂料，增加

23、該部位 的冷卻 能力，防止產(chǎn)生縮松。有報(bào)道稱，含 Pb 量達(dá)，即可造成縮 松滲漏，須注 意使用的爐料中有否鍍 Pb 材料，或須先行除去鍍層。此外影響縮松滲漏的微量元素還有 Ti、A1 等，它們都會(huì)增加鐵液的 收縮傾 向，要嚴(yán)格控制6 材質(zhì)性能方面的缺陷縱觀國(guó)內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)； 都在追求減薄鑄件壁厚， 從而減輕 鑄件乃至整機(jī)重量， 達(dá)到降低油耗的目的。 目前發(fā)動(dòng)機(jī)單位功率的缸 體缸蓋重量達(dá)到 kw 左右，相應(yīng)的鑄件主要壁厚僅左右，這就對(duì)鑄 件的材 質(zhì)性能提出了很高要求。概括起來說，主要為：a、干型單鑄試棒的抗拉強(qiáng)度。 b> 250MPa 指定本體部位的抗拉強(qiáng)度（T b>200M

24、Pab、鑄件指定部位的硬度在 180HB 以上，鑄件厚薄斷面的硬度差在 30HB 以 下；c、鑄件本體的主要部位珠光體含量在 90%以上，石墨形態(tài)應(yīng)大部分 為 A 型，允許表面有少量 B D 型，石墨最大長(zhǎng)度應(yīng)在 2501xm 以下。 盡管我國(guó)大多數(shù)專業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)鑄件生產(chǎn)廠家，通過技術(shù)改造和技術(shù)引 進(jìn)，達(dá)到 了現(xiàn)代生產(chǎn)條件， 但也經(jīng)常出現(xiàn)達(dá)不到上述材質(zhì)要求方面的 缺陷。原因6.1.1 鐵液熔煉溫度偏低，過冷度小，使得后續(xù)的孕育強(qiáng)化效果差。6.1.2 爐料 （金屬爐料與非金屬爐料 ） 質(zhì)量差，微量元素及非金屬夾雜 物 含量高。6.1.3合金化措施不當(dāng) （或合金元素選擇不當(dāng)，或合金加入量不當(dāng)， 或合金

25、化方法不當(dāng) ）6.1.4 孕育措施不當(dāng) （ 孕育劑成分、孕育劑形態(tài)、孕育量、孕育方法 等）。6.1.5 在保溫爐內(nèi)處置不當(dāng) （ 如頻繁且大幅度調(diào)整化學(xué)成分，使鐵液 在爐內(nèi) 保溫時(shí)間過長(zhǎng)，元素變化大 ） ，成分控制精度差。對(duì)策6.2.1 提高熔煉溫度以提高鐵液的穩(wěn)定性， 增加其過冷傾向， 消除原材料的“遺傳性”；并保證出鐵溫度大于 1480 C，以確保初始澆注溫 度達(dá)到1450 C，而終了澆注溫度達(dá)1400 Co6.2.2 加強(qiáng)沖天爐控制， 使之爐況穩(wěn)定， 從而保證進(jìn)入保溫電爐的鐵 液成分穩(wěn)定（減少成份燒損的波動(dòng)）。這樣可減少電爐內(nèi)成分調(diào)整所需 的時(shí)間， 以免增加鐵液的收縮傾向和白口傾向。623

26、 保溫電爐內(nèi)不得已需要增 C 操作時(shí)，一要選擇吸收率高的增碳 劑，二要 保證有充分電磁攪拌和充分吸收的時(shí)間， 否則所取鐵水樣不 能反應(yīng)整個(gè)熔體 真實(shí)含 C 量，導(dǎo)致實(shí)際碳當(dāng)量發(fā)生偏差。624減少碳當(dāng)量的波動(dòng)，提高成份控制精度，要求求厶GEC%TASi C%。6.2.5 對(duì)于形狀復(fù)雜、薄壁高強(qiáng)度的缸體、缸蓋類鑄件的鐵液，既要 有高強(qiáng) 度，也要有良好的鑄造性能。 為此通常其成份設(shè)計(jì)為高碳當(dāng)量，1），使其具有良好的鑄造性能，而為了達(dá)到較高的力學(xué)性能，則采 用低合金化措施。a、根據(jù)我國(guó)資源情況以及多數(shù)企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與習(xí)慣，多采用Cr、Cu 等合金元素，有利于增加并細(xì)化和穩(wěn)定珠光體，改善石墨形態(tài)，從而得 到

27、較高 的力學(xué)性能。b、合金的加入量必須加以控制。 Cr 是一種促進(jìn)形成并穩(wěn)定珠光體的 元素， 且能細(xì)化珠光體，因而能顯著提高灰鑄鐵的強(qiáng)度；然而 Cr 與C 又有較強(qiáng)的親和力，是一種強(qiáng)碳化物元素，這就會(huì)增加鐵液的白口 化傾 向；同時(shí) Cr 元素還會(huì)降低鑄鐵的共晶凝固溫度，使鐵液的凝固 溫度范圍擴(kuò) 大，因此加大了灰鑄鐵的縮松、縮孔傾向，降低鑄件的致 密性，這就可能影 響 Cr 對(duì)灰鐵的強(qiáng)化作用。當(dāng) Cr 是在范圍時(shí)，則能 避害趨利。同樣，Cu也是促進(jìn)并穩(wěn)定和細(xì)化珠光體的元素， Cu又是促進(jìn)石墨化 的元 素，這就可以抵消 Cr 增大白口傾向的不利影響。 Cu 的適宜加入 量為。由此，推薦 Cr 與

28、Cu 組合使用，會(huì)取得更好的效果，既保證了良好的 鑄造性 能，又提高了鑄鐵的力學(xué)性能。這里需要指出的是，由于 Cr 、Cu 元素的作用，增加珠光體并穩(wěn)定和 細(xì)化珠光體成片間距很小的層片狀組織，改善石墨形態(tài)（呈A型）、分布與大小， 因此缸體、 缸蓋在熱交變應(yīng)力作用下抵抗熱疲勞產(chǎn)生裂紋 的能 力也得到提高 （即具有好的熱穩(wěn)定性 ） 。6.2.6 采取恰當(dāng)?shù)脑杏幚?，可以提高缸體、缸蓋鑄件的材質(zhì)強(qiáng)度， 特別是 提高其硬度和顯微組織的均勻性， 改善厚薄截面的敏感性， 使 得硬度差在 30HB 以內(nèi)，并具有良好的切削加工性。這里恰當(dāng)?shù)脑杏?處理包括：a、選用合適的孕育劑。在眾多孕育劑中，含 Ba、 Ca

29、 Sr （鍶）等元素 的 孕育劑，不僅有很好的抗孕育衰退作用， 且具有強(qiáng)烈的石墨化作用， 可顯著 改善鑄件截面敏感性， 避免鑄件在最小壁厚處的白口傾向， 且 顯微組織也 更加均勻。b、合適的孕育方法，在包內(nèi)孕育、喂絲孕育、型內(nèi)孕育、隨流孕育 等方法 中，以隨流孕育最簡(jiǎn)便，最適宜于大批量流水生產(chǎn)，效果也最 好。推薦粒度 為，加入量為。c、需要指出的是， BaSi 孕育劑會(huì)使鑄件硬度偏低，可加人微量 Sn（O。04%或Sb （銻）%，可彌補(bǔ)硬度偏低的不足。6.2.7 嚴(yán)格控制爐料，標(biāo)準(zhǔn)是 （1） 微量元素低； （ 2） 潔凈； （3） 嚴(yán) 禁混 人合金元素7 收縮 汽缸體 （汽缸蓋） 鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜

30、， 壁厚差別較大。 園弧曲面凸起的厚大 部位，大批量流水生產(chǎn)時(shí)，工藝上又不便采取冒口補(bǔ)縮之類的措施。 當(dāng)其他 工藝處置不當(dāng)時(shí)， 這些厚大熱節(jié)處往往會(huì)產(chǎn)生集中收縮， 嚴(yán)重 時(shí)會(huì)產(chǎn)生較 深的縮裂缺陷。原因7.1.1 上述部位的根部， 時(shí)有造型充填不緊實(shí)， 該部位鑄型硬度剛 度不 足的情形。當(dāng)鐵液凝固石墨化膨脹時(shí)，發(fā)生型壁位移。7.1.2 澆注溫度偏高7.1.3 鑄液收縮傾向較大對(duì)策7.2.1 提高型砂的流動(dòng)性，控制合適的型砂緊實(shí)率，對(duì)氣沖造型或氣 流預(yù)緊 實(shí)的造型方法，模型相應(yīng)部位增加排氣塞，采取這些措施后， 可提高缺陷發(fā) 生部位的鑄型硬度剛度， 使高碳當(dāng)量鐵液凝固時(shí)不會(huì) 因?yàn)槭蛎洰a(chǎn)生 型壁

31、位移，從而能實(shí)現(xiàn)無冒口自補(bǔ)縮。7.2.2 在滿足充型要求，不得產(chǎn)生氣孔等缺陷的情況下，切勿盲目提 高澆注 溫度。 （ 澆注溫度太高，還會(huì)引起跑火漏箱和粘砂等缺陷 ）7.2.3 保證鐵液有良好的鑄造性能，尤其要防止鐵液的白口傾向和收 縮傾向。a）要精確控制碳當(dāng)量一 ），低于下限時(shí)，則鐵液的收縮傾向加大，在前述部位出現(xiàn)縮孔缺陷的可能性就增大。b）對(duì)高碳當(dāng)量鐵液低合金化處理時(shí)，要控制可能由此引起收縮增大的 傾 向。一些增大灰鐵白口傾向、收縮傾向的合金元素，要嚴(yán)格用量。 如前述 Cr, 會(huì)降低共晶溫度擴(kuò)大凝固溫度區(qū)間，其用量不得超過等。c）電爐內(nèi)采用增碳劑調(diào)整碳當(dāng)量 （碳量）時(shí)，一定要有充分吸收增 C 的 時(shí)間,否則會(huì)出現(xiàn)增碳假象。這樣的鐵水澆注的產(chǎn)品 ,