一、先弄清:縮松到底長(zhǎng)什么樣
在斷面最厚的地方,肉眼可見蜂窩狀小孔,放大鏡下呈樹枝晶包圍的孔洞,這就是球墨鑄鐵典型的“縮松”。它不同于集中縮孔,分布散、尺寸小,卻最讓工藝員頭疼——機(jī)加工后突然冒孔,整批報(bào)廢。
二、追根溯源:為什么會(huì)出現(xiàn)縮松
石墨化膨脹不足:球鐵凝固時(shí)石墨析出產(chǎn)生體積膨脹,若補(bǔ)縮通道被枝晶擋住,膨脹壓力釋放不到冒口,內(nèi)部就留下真空孔洞。
碳當(dāng)量偏低:CE<4.3 % 時(shí),石墨球數(shù)量少,膨脹量不夠。
模數(shù)失衡:熱節(jié)處模數(shù) M=V/A 過大,而冒口模數(shù)過小,補(bǔ)縮距離不足。
型砂剛度太高:樹脂砂退讓性差,石墨膨脹被“硬殼”束縛,反而把鐵液擠回冒口,留下負(fù)壓區(qū)。
三、工藝優(yōu)化 5 步法——從爐臺(tái)到模具全鏈路
成分微調(diào)——把 CE 鎖在 4.4 %–4.6 %
現(xiàn)場(chǎng)光譜 30 秒出結(jié)果,碳當(dāng)量每提高 0.1 %,石墨球數(shù)約增 50 個(gè)/mm2,膨脹量增加 0.2 %。但 CE>4.7 % 容易石墨漂浮,上限別突破。
孕育升級(jí)——“隨流 + 倒包”雙保險(xiǎn)
? 倒包孕育:FeSi75 0.6–0.8 %,保證球化率 ≥80 %;
? 隨流孕育:0.1 % 超細(xì) Si-Ba 孕育劑,粒度 0.2–0.7 mm,可降低過冷度,增加石墨球數(shù) 15 %。
模數(shù)計(jì)算——讓冒口“晚死”2 分鐘
公式:M冒口 ≥ 1.2 × M熱節(jié)。
現(xiàn)場(chǎng)用電子卡尺 30 秒測(cè)體積、面積,Excel 模板自動(dòng)算模數(shù)。若熱節(jié) M=1.0 cm,冒口至少做到 1.2 cm,并放保溫套延長(zhǎng)凝固時(shí)間。
冷鐵布局——精準(zhǔn)激冷,縮小熱節(jié)
? 厚度:冷鐵厚 = 2/3 熱節(jié)厚;
? 間隙:冷鐵距熱節(jié) 10–15 mm,避免激冷過度出現(xiàn)白口;
? 材質(zhì):石墨冷鐵導(dǎo)熱快、易加工,重復(fù)利用 100 次以上。
型砂退讓——給石墨膨脹留空間
樹脂砂中加入 2 % 木屑或 1 % PS 微球,退讓性提高 25 %,石墨膨脹壓力有效傳遞到冒口。同時(shí)保持砂型緊實(shí)度 40–45,過低跑鐵,過高憋壓。
四、案例驗(yàn)證——輪轂從 30 % 廢品到 0.5 %
QT500-7 輪轂,單重 18 kg,熱節(jié)厚度 28 mm。
? 舊工藝:CE 4.2 %,冒口 M 0.9 cm,縮松廢品 30 %;
? 新工藝:CE 調(diào)至 4.5 %,冒口 M 提到 1.15 cm,加石墨冷鐵 20 mm,型砂加 2 % 木屑;
結(jié)果:UT 探傷合格率 99.5 %,節(jié)省回爐費(fèi)用 12 萬元/月。
五、現(xiàn)場(chǎng) 30 分鐘核查表
光譜儀測(cè) CE——30 秒;
電子卡尺量熱節(jié)——2 分鐘;
Excel 模板算模數(shù)——1 分鐘;
冷鐵厚度、間隙尺量——5 分鐘;
型砂退讓性測(cè)試——10 分鐘。
做完 5 項(xiàng),數(shù)據(jù)自動(dòng)對(duì)標(biāo)工藝窗口,超標(biāo)立即調(diào)整,縮松不再“偷襲”。
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