激冷树脂砂技术指标

覆膜砂铸铁的石墨化及影响速度

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从以上各种铸铁的组织可见， 铸铁中的碳可能以化合状态(Fe3C)或自由状态(石墨)两种形态存在。铸铁在结晶过程中，碳以石墨形态析出的现象称为石墨化。铸铁中石墨化程度直接决定了铸铁的组织和性能。影响铸铁中石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度。

? ?1.化学成分

? ?(1)碳和硅

? ?碳和硅是强烈促进石墨化的元素。铸铁中C、Si越高，石墨化越容易进行，越容易得到灰口组织。但过高，石墨多而粗大，组织中铁素体量增多，珠光体量减少，力学性能降低。因此，为了保证得到一定数量的石墨，避免形成白口铸铁，灰口铸铁中C 一般控制在(2.5～4.0) %，Si控制在(1.0～3.0) %，厚壁件取下限，薄壁件取上限。砂型铸造时，碳硅含量与铸铁组织的关系如图21-2所示。

(2)

? ?S是强烈阻碍石墨化的元素，S阻碍C原子的扩散，S还能增强Fe、C原子的结合力。强烈的阻碍石墨化，S能使铁水的流动性降低，收缩量增大，使铸铁有较大的热裂倾向，因此铸铁中S 含量越低越好，一般要控制在0.15%以下。

(3)锰

Mn本身是阻碍石墨化的元素，但它能与S结合，形成MnS浮集到渣中，从而削弱了S阻碍石墨化作用，Mn一般为(0.5～1.4) %。

(4)磷

? ?P对石墨化稍起促进作用，改善铸造性能。但P具有冷脆性，是有害元素，要控制使用。

? ?2.冷却速度

? ?冷却速度对铸铁石墨化的影响很大。冷却越慢，原子扩散越充分，越有利于石墨化进行。而快冷阻止石墨化越容易得到白口组织。

? ?冷却速度的大小主要取决于浇注温度、铸件壁厚和铸型导热能力等多种因素。浇注温度愈高，使得铁水凝固前铸型吸收的热量愈多，铸件冷却就愈慢；各种造型材料的导热性不同，铸件在金属型中的冷却比在砂型中快。同是砂型，湿型的冷却速度大于干型和预热的铸型；铸件壁厚是影响冷却速度的一个重要因素，铸件壁越厚，则冷却速度越小，石墨化就越完全。所以，在实际生产中常常发现同一厚壁处为灰口，而薄壁处出现白口的现象。铸铁的化学成分(C+Si)和冷却速度对组织的影响如图21-3所示。 生产中就是利用这一关系，对于不同壁厚的铸件通过调整C和Si 的含量以保证得到所需要的灰口组织。

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树脂砂进砂是树脂砂铸造时常见的缺陷，进砂部位可能涉及到直浇道/横浇道/内浇道等，尤其是浇注系统与逐渐结合的部位。

树脂砂铸造的夹渣缺陷

夹渣缺陷是指干砂粒、涂料及其他夹杂物在浇注过程中随着铁水进入铸件而形成的缺陷。在机加工后的铸件表面上，可看到白色或黑灰色的夹杂物斑点，单个或成片分布，白色为石英砂颗粒，黑灰色为渣、涂料、泡沫模型热解后残留物和其他夹杂。这种缺陷俗称为“进砂”或“夹渣”，在树脂砂铸造生产中该缺陷是一种很常见的缺陷。几乎采用树脂砂铸造的工厂是普遍存在的，且很难彻1底根1除。只有在每一道工序上采取多种措施且精心操作才能把“夹渣”降到很低，取得比较满意的效果。

在树脂砂铸件冷却打箱后未清理前，根据铸件及浇注系统表面状况，即可以判定有没有进砂和夹渣缺陷。如果浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道和浇口表面或连接处以及铸件表面粘砂严重或有裂纹状粘砂存在，则基本可以肯定铸件有夹渣和进砂缺陷。砸断浇道棒或浇道拉筋，可看到断口上有白色1斑点，严重时断口形成一圈白色1斑点。这样的铸件，特别是板状、圆饼状铸件机加工后加工面上就会有白色、黑灰色1斑点缺陷。如果工序操作规程控制不严格，生产的铸件严重的影响了铸件质量和定单完成的进度。

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对于如何提高灰铸铁强度，激冷树脂砂技术指标，国内外灰铸铁研究者进行了大量的研究工作，归纳起来有如下几种途径：

1.优化碳当量CE与Si/C比

由于石墨的强度和硬度极低，相对于铁来说可以视为零，加之片状石墨对基体的严重割裂作用，故灰铸铁中的碳含量越高，一般来说，其强度和硬度越低，即灰铸铁的抗拉强度随着碳当量的提高而降低。

在高强度灰铸铁的发展历程中，用降低碳当量，静海激冷树脂砂，提高锰含量，从而提高灰铸铁中珠光体的比例，提高灰铸铁抗拉强度的方法曾经是重要的措施。但是，以降低碳当量来提高灰铸铁抗拉强度的方法也带来了许多不利影响，如铸造工艺性能变差；白口倾向增大，难以加工；应力大，容易产生裂纹；铁液收缩大，易产生缩松，造成渗漏；铸件断面敏感性高，容易产生废品等，因此，未能被广泛应用.

一般认为，在相同碳当量条件下，Si/C?比提高，抗拉强度可提高30~60MPa.这是因为，在相同碳当量的条件下，随着硅碳比的提高，灰铸铁的奥氏体枝晶数量增加。

2.优化锰、含量与Mn/S比

（1）锰对灰铸铁抗拉强度的影响

锰是扩大奥氏体区的元素，因此，提高铁水中的含锰量可有效地降低奥氏体共析转变温度，有利于形成珠光体和增加奥氏体枝晶的数量，并且奥氏体向珠光体的转变在较低温度下进行，因此，促使珠光体片细化，使珠光体片间距减小。锰是强碳化物形成和稳定碳化物元素，锰置换了?Fe3C?中的铁，激冷树脂砂市场价格，形成（Fe，?Mn） 3C? 构成更强更硬的珠光体，促进珠光体的形成。锰能无限固溶于奥氏体，又可固溶于基体组织，强化基体，提高灰铸铁强度。

（2）对灰铸铁抗拉强度的影响

在灰铸铁中起着双重作用。一般认为在孕育铸铁中是强烈稳定渗碳体，哪里有激冷树脂砂，阻碍石碳化的元素，但从热力学方面分析，能降低碳在铁液中的溶解度，与锰、稀土形成MnS和ReS会成为石墨非自发

形核的核心，故又能促进石墨化，所以是促使孕育反应进行不可或缺的元素。

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