點(diǎn)擊圖片查看原圖
球墨鑄鐵件結(jié)構(gòu)優(yōu)化及材料選用及形成原因防止措施【一】、球墨鑄鐵件結(jié)構(gòu)優(yōu)化及材料選用
球墨鑄鐵件結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，相對(duì)而言球墨鑄鐵件質(zhì)量減輕，球墨鑄鐵件所受應(yīng)力大，所以優(yōu)化方案是否合理，是成敗的關(guān)鍵。汽車上使用的許多球墨鑄鐵件承受的是高周疲勞應(yīng)力，其失效的大部分原因是由疲勞斷裂引起的。球墨鑄鐵件一旦設(shè)計(jì)完成，如何保證其使用壽命是一個(gè)很重要的問(wèn)題。
球墨鑄件設(shè)計(jì)企業(yè)通過(guò)CAE軟件進(jìn)行模擬分析，計(jì)算出球墨鑄鐵件所受應(yīng)力大小和受力部位。鑄造企業(yè)通過(guò)應(yīng)力分析結(jié)果，結(jié)合所選用的球墨鑄鐵件材料，判斷是否能達(dá)到球墨鑄鐵件要求的疲勞壽命，如果鑄造企業(yè)盲目進(jìn)行開(kāi)發(fā)，一旦遇到球墨鑄鐵件結(jié)構(gòu)或選擇球墨鑄鐵件材料不合理，會(huì)給企業(yè)造成較大損失。
選擇球墨鑄鐵件材料十分重要，許多企業(yè)將球墨鑄鐵件材料的抗拉強(qiáng)度作為球墨鑄鐵件所能承受應(yīng)力大小的判斷依據(jù)，這種判斷方式值得商討。
其原因主要是系數(shù)大小的確定比較困難，如果沒(méi)有成熟的經(jīng)驗(yàn)積累，選擇抗拉強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)依據(jù)會(huì)很困難。例如：在優(yōu)化球墨鑄鐵件托臂梁時(shí)，就遇到過(guò)球墨鑄鐵件所受應(yīng)力和材料匹配的問(wèn)題，初也是使用抗拉強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)依據(jù)，球墨鑄鐵件所受應(yīng)力和球墨鑄鐵件材料的抗拉強(qiáng)度按照1：1設(shè)計(jì)。
球墨鑄鐵件局部大應(yīng)力達(dá)到609MPa，而選用的材料抗拉強(qiáng)度≥600MPa，屈服強(qiáng)度≥370MPa，抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值為650~680MPa。
臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果：3個(gè)球墨鑄鐵件15萬(wàn)次以內(nèi)，全部發(fā)生斷裂，而臺(tái)架試驗(yàn)的壽命要求是不小于60萬(wàn)次。
【二】、機(jī)械球墨鑄鐵件形成原因防止措施
由于機(jī)械球墨鑄鐵件具有較高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、沖擊韌度，其減摩性、減震性和屈服強(qiáng)度都優(yōu)于鑄鋼，抗拉強(qiáng)度基本和鑄鋼不相上下，一般在400~1000MPa，因此被廣泛地應(yīng)用在汽車、農(nóng)機(jī)等行業(yè)。但是，由于機(jī)械球墨鑄鐵件的含碳量在3.7%左右和存在石墨化膨脹現(xiàn)象，會(huì)使機(jī)械球墨鑄鐵件在消失模鑄造過(guò)程產(chǎn)生一些缺陷，如皺皮、縮孔和縮松、氣孔、增碳和粘結(jié)等，這些缺陷的存在會(huì)直接影響機(jī)械球墨鑄鐵件的組織和性能，從而造成廢品率上升。因此，了解這些缺陷產(chǎn)生的原因，進(jìn)而提出防治措施，減少缺陷的產(chǎn)生，提高機(jī)械球墨鑄鐵件的力學(xué)性能及其表面質(zhì)量，從而使產(chǎn)品的合格率得到提高，提高經(jīng)濟(jì)效益。
1.形成原因
這類缺陷一般出現(xiàn)在鑄鐵件的上部(對(duì)于大件)、側(cè)面(對(duì)于小薄壁件)和鑄鐵件的死角部位。這類缺陷的出現(xiàn)，會(huì)嚴(yán)重?fù)p害鑄鐵件的表面質(zhì)量。
在生產(chǎn)消失模球鐵件時(shí)，一般都采用EPS作模樣材料，由于EPS分子式中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，含碳量較高(高達(dá)92%)，在高溫下氣化速度較慢，在進(jìn)行澆注時(shí)，金屬液的充型速度比EPS模樣氣化速度高時(shí)，EPS泡沫塑料來(lái)不及完全氣化，其裂解產(chǎn)物液態(tài)聚苯乙烯的表面張力與高溫熔化的鐵液不同，進(jìn)而會(huì)引起收縮，鐵液冷卻凝固后形成不連續(xù)的皺皮缺陷。
2防止措施
(l)選擇合適的泡沫塑料選用低密度的EPS或STMMA作模型材料能夠減少皺皮缺陷，因?yàn)槟用芏仍降?，模樣的質(zhì)量越小，分 解所需要的熱量越少，氣化越容易，產(chǎn)生的分 解物的量也越少。
(2)提高澆注溫度和澆注速度澆注溫度高，可以改變鐵液的流動(dòng)性，加快充型速度，而且能夠使模樣的分 解速度加快，在進(jìn)行消失模鑄造時(shí)，機(jī)械球墨鑄鐵件鐵液的澆注溫度一般在1450~1470℃較好。加快澆注速度，一般由細(xì)流變粗流再變細(xì)流，澆注速度較快，可以保證足夠的熱量使泡沫塑料容易氣化，且能夠使鐵液迅速充滿型腔，減小皺皮缺陷的發(fā)生。
(3)提高涂料和型砂透氣性涂料和型砂的透氣性越好，越有利于泡沫模樣熱解產(chǎn)物的排出，減小皺皮缺陷的產(chǎn)生。
(4)通過(guò)在澆注系統(tǒng)中設(shè)置合適的集渣包。
泊頭市東宇鑄業(yè)有限公司（http://www.btdyzy.com）主營(yíng)各種電梯零部件、汽車零部件、直通閥門配件及灰口鑄鐵件的生產(chǎn)及加工。已成為集鑄造、機(jī)械加工為一體的綜合性企業(yè)。規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量日益，品種日益豐富。歡迎新老客戶前來(lái)致電選購(gòu)。