大型球墨铸铁件铸造工艺的优化设计[1]new

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1、上半月出版Casting·Forging·Welding金属铸锻焊技术●生产应用●大型球墨铸铁件铸造工艺的优化设计OptimizingDesignofCastingProcessforLargeDuctileIronCastings12陈永龙，刘文川(1.广安职业技术学院，四川广安63800；2.西南内燃机配件总厂，四川南充637100)摘要：简述了目前砂型铸造大型球墨铸铁件生产实践中一些传统铸造工艺存在的不足；介绍和探讨了大型球墨铸铁件铸造工艺的优化设计：应优先选用分层进液浇注系统型式、合理确定浇注系统

2、的有效浇注时间及其最小截面积，有效过滤铁液，优先选用冒口的形式，应用适宜的冷铁，合理确定浇注工艺的一些重要工艺参数等。关键词：大型球墨铸铁件；浇注系统；有效浇注时间；最小截面积；冒口；冷铁中图分类号：TG255文献标识码：B文章编号：1001-3814(2011)09-0195-05众所周知，大型球墨铸铁件的铸造通常是砂型产中,通常易出现的铸造缺陷有缩孔、缩松、夹渣、气铸造中几大铸造技术难度高的铸造课题之一，亦是孔、起皮、变形等。这些常见铸造缺陷通常受以下一铸造行业众多的相关铸造工作者长期研究的主要课些因

3、素的影响。[1-4]大型球墨铸铁件因其轮廓尺寸大、壁厚尺寸大题之一，除常规的手册类权威工具资料有较系统[5-20]或其热节厚大，如浇注系统设计不合理，使铁液进入的介绍外，还时常可见相关资料报道和介绍。大型球墨铸铁件通常又有高合格率要求，因此大型球型腔后的温度梯度达不到上高下低的良性状态；如果墨铸铁件的砂型铸造技术便是相关铸造工作者须长未设置合理的配套补缩冒口对相应热节的液态冷却期研究、攻关的课题之一。进行必要补缩；如果铸型的刚性（强度）不够，则易在根据笔者近几年来对大型球墨铸铁件的研究所[6-7]铸件的一

4、些厚大热节处出现缩孔、缩松铸造缺陷。知，在较多工厂的大型球墨铸铁件砂型铸造生产中，大型球墨铸铁件因其轮廓尺寸大，如浇注系统其铸造工艺的设计目前尚存在一些设计理念上的不设计不合理、又未对铁液进行有效过滤，即浇注系统足，使一些大型球墨铸铁件砂型铸造的浇注系统进不能有效阻滞熔渣进入铸件型腔，则容易在铸件的液型式、有效浇注时间及浇注系统最小截面积未得一些厚大平面（通常是上平面或砂芯的下表面）处出到合理的确定、冷铁未适宜应用、冒口形式未得到合现夹渣[5]铸造缺陷。理的优选、浇注工艺未得到合理的确定等。鉴于此，大型球

5、墨铸铁件因其轮廓尺寸大，如浇注系统笔者对近几年来在这方面的研究作一总结，供铸造设计不合理，使铸件的浇注时间过长，加之砂型的抗同行参考。旨在为拓展大型球墨铸件相应铸造工艺夹砂（起皮）的能力弱，则易在铸件的一些大平面（通的优化设计作一技术积累。常是上平面和下平面）处出现夹砂（起皮）铸造缺陷。大型球墨铸铁件因其轮廓尺寸大，如浇注系统1大型球墨铸铁件常出现的铸造缺陷设计不合理，使铸件的浇注时间过长以及铁液进入型生产实践中通常将自身质量G件≥1.0t的铸件腔后的温度梯度达不到上高下低的良性状态，又加之称之为大型铸件

6、。在大型球墨铸铁件的砂型铸造生冒口的排气不畅及冒口的冷铁液溢流不充分等，则容[21-22]易在铸件的上平面处出现气孔铸造缺陷。收稿日期:2010-11-02大型球墨铸铁件因其轮廓尺寸大、质量大，如浇作者简介:陈永龙（1959-），男，四川广安人，副教授，工学学士，主要冒系统设计不合理，使铸件的温度分布极不均匀，温从事铸造合金及熔炼、模具、机械等课程的教学及研究工差过大，使铸件达不到“较为均匀”冷却的“良性”状作；电话：18782698333；E-mail：CYL591203@sina.com态，又加之铸件

7、的冷却时间不够等，则容易使铸件产《热加工工艺》2011年第40卷第9期195金属铸锻焊技术Casting·Forging·Welding2011年5月生变形及至裂纹铸造缺陷。示为四种浇注系统结构型式。要有效克服和避免上述铸造缺陷在大型球墨铸对于G件为1.0～3.0t的较小型、或其浇注位置铁件中出现，其相应铸件的铸造工艺设计在以下方高度较小（＜500mm）的大型球铁件，可优先选用图面应当优化或优选。1(a)所示的单组浇注系统的分层进液型式。该型式合理的进液过程应是：从浇注系统浇注铁液至铸件2浇注系统的优化设

8、计最高面后，其冒口部分的铁液由冒口进行补浇为最2.1浇注系统结构型式的优化设计好。这样，可实现最为简单的分层进液。其冒口浇注在大型球墨铸铁件的砂型铸造生产中,除少数的“高温”铁液既可对铸件的液态冷却收缩进行有效G件＜2.0t的板类、环类等铸件多采用相对简单的单地补缩，又可简化浇冒系统的设计，尤其是可减小冒层进液型式外，其余铸件的浇注系统的进液型式通口的设计，从而提高铸件的工艺出品率。[23-24]常采用阶梯式以及分层（双层或多