如何防止球墨铸铁缩孔缩松问题？

（一） 化学成分

碳当量的影响最大。在厚大断面球墨铸铁中，在不产生石墨漂浮的前提下，应尽量提高碳当量。经研究表明，碳当量的变化会明显影响石墨形状。随着碳当量增加，石墨球数增加，非球状石墨减少。因此，对于亚共晶成分的球墨铸铁，冷却速度缓慢将使球状石墨畸变；对于共晶成分的球墨铸铁，即使冷却速度缓慢，石墨仍然保持球状；对于过共晶成分的球墨铸铁，则石墨不仅圆整，而且细小。但是，在球化剂中含有稀土的情况下，则碎块形石墨容易形成。为此，建议碳当量在4．2%～4．4%之间。

另外，碎块形石墨与含硅量有密切关系，增加含硅量将促使碎块形石墨的形成。为此，在厚大断面球墨铸铁中，尽量采取较低的含硅量，例如，对于珠光体球墨铸铁，其最高含硅量不超过2．2%。

过量的稀土将导致碎块形石墨的加剧。生产实践表明，如果残余稀土量超过残余镁量，在厚大断面球墨铸铁中，必然会出现碎块形石墨。为此，残余稀土量不得超过0．03%。此外，在厚大断面球墨铸铁中，由于凝固过程缓慢，导致镁的蒸发损失。为此，要把残余镁量控制在更高的水平，残余镁量不得小于0．05%。

（二） 孕育

对于厚大断面球墨铸铁，当每1mm2 面积上的石墨球数达60个以上时，可不出现碎块形石墨。

采取延后孕育，对于增加厚大断面球墨铸铁的石墨球数也同样是有效的。采用型内孕育，可使石墨球数增加2倍。

采用长效、高效孕育剂如采用含锶和锆的孕育剂，可使凝固时间长达3h的厚大断面球墨铸铁中仍保持有细小、均匀的球状石墨。采用含钡2%的75SiFe，也具有长效孕育的作用。(www.xing528.com)

对于厚大断面球墨铸铁，采用粗颗粒的（如3～5mm）或是团块状的孕育剂进行孕育处理，对克服碎块形石墨是有利的。但是，孕育过量也将导致形成碎块形石墨。为此，延后孕育采用的孕育剂加入量，不得超过0．1%。

（三） 微量元素

在厚大断面球墨铸铁中，可与Ce一起加入适量的Sb、Bi等微量元素。锑和铋本来是干扰球化的元素，这时不但不会干扰石墨球化，反而能消除碎块形石墨。

在没有铈和其他微量元素的情况下，加入0．002%锑，可使200mm断面球墨铸铁的中心部位的石墨球非常圆整。锑的吸收率为80%～85%，而且回炉料中的锑也大部分可以回收。在用回炉料和未知成分炉料时，易使锑超过0．005%。因此，在加锑的同时，要加入0．01%～0．05%的铈，以抵消锑和其他干扰元素的破坏作用。

（四） 工艺措施

最有效的工艺措施是采用金属型或是冷铁。实践表明，采用金属型可显著缩短凝固时间。因而，减少碎块状石墨出现的几率。对于Φ300mm的圆柱形铸件，在砂型中的凝固时间是120min；而在金属型中的凝固时间缩短为60min；对于Φ200mm的圆柱形铸件，在砂型中的凝固时间为60min；而在金属型中的凝固时间则缩短为30min。此时，就不会有碎块状石墨的出现。此外，浇注温度要尽量降低，不要超过1400℃。还要防止采用过大的冒口。

【注释】

[1]1atm=1．013250×105Pa。