气缸体渗漏缺陷微观分析及防止措施.pdf

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1、ProductionTechniques生产技术气缸体渗漏缺陷微观分析及防止措施李孝艳，乔进国，廉贞松，彭业密，孙帆(潍柴动力(潍坊)铸锻有限公司，山东潍坊261199)摘要：采用OXFORD扫描电镜和OLYMPUS金相显微镜分析了气缸体渗漏缺陷，发现造成渗漏的缺陷为气孔缺陷。从砂芯结构和砂芯材料分析，此处易形成气孔缺陷。通过采用刷碲涂料的方法将渗漏缺陷由1．38％降低为O．3％。关键词：气缸体；渗漏缺陷；气孔；碲涂料中图分类号：TG245；文献标识码：A；文章编号：1006—9658(2017)02—0053—03DOI：10．39

2、69／j．issn．1006—9658．2017．02．017我公司生产的某种气缸体，在机加工后的气密性试验中，在第五函6mm油孑L位置出现渗漏，造成的渗漏废品率达到I．38％，取样化验铁液化学成分，均符合工艺要求。气缸体渗漏位置如图1所示。通过对气缸体西6mm油孑L渗漏缺陷的微观分析，对缺陷进行定性分析，从而采取相关措施降低了废品率。图1西6mm油孔渗漏位置示意图l生产条件气缸体毛坯质量321kg，采用卧浇工艺，砂芯采用潮模砂工艺冷芯盒制芯。气缸体要求材质HT280，采用35t／h长炉龄热风水冷富氧冲天炉与80t工频保温电炉双联熔炼

3、工艺，铸件本体硬度要求HBl90—240。气缸体加T完成后打压进行气密性试验。收稿日期：2016—09—09稿件编号：1609—1518作者简介：李孝艳(1983一)，女，_r：程师．主要从事铸铁熔炼方面的T作．中国铸造装备与技术2／2017oFMT532缺陷特征分析将气缸体第五矽6mm油孔缺陷位置锯开后，目视为裂隙状(图2)，图中孑L洞类缺陷造成第五≯6mm油孑L漏水。为了进一步了解缺陷渗漏特征，我们取渗漏位置气缸体本体抛光，用OLYMPUS金相显微镜观察，金相组织为石墨A型，片长4级，珠光体98％。孔洞的周围石墨数量明显偏少，脱碳

4、现象明显，如图3所示。图2≯6mm油孔缺陷解剖图图3≯6mm油孑L漏水部位金相组织从渗漏孑L洞处断开试样，用OXFORD扫描电镜观察缺陷断面(图4)，标识区域内为缺陷组织，周j÷生产技术ProductionTechniques围为正常灰铸铁断口组织。发现缺陷部位孑L壁表面呈现凹凸不平，起伏犹如丘陵，不如肉眼观察下平滑，孑L壁表面有刚露头的乳状枝晶晶牙，但枝晶不发达，枝晶品粒粗大，呈叠层式结构。同扫描电镜观察下的晶问缩松孑L壁表面相比较，两者表面粗糙度有显著的不同。晶间缩松的孑L壁表面是由向i维空间发展明显的枝晶露头形成的。这些枝晶纵横

5、交叉，它们之间则是众多的缩松孑L洞，结果使晶间缩松孑L壁表面十分粗糙，不同于气：fL：fL壁¨】。缩孔或缩松是铸铁件常见缺陷，一般产生在铸件的热结部位Bo气缸体第五彩6mm油孑L部位并不是热结部位。图4西6ITIITI油孑L渗漏断面扫描电镜图片扫描电镜下将缺陷部位放大(图5)，可发现缺陷部位枝晶之间均匀覆盖着一层黑色膜状物质，能谱分析发现为一层石墨膜。冈5西6mmiF日TL渗漏断面放大扫描电镜蚓片综合上述分析，我们确定此缺陷为气孔缺陷，而不是缩松缺陷，但目前还无法准确确定该气孔为氢气孑L还是氮气孑L。借助于扫描电镜观察气孔微观特征，可

6、以对气孔缺陷进行定性，并确定其形成机理㈩，从而对铸件缺陷类别做出正确的判断，可以有效防止气孑L缺陷的产生。寒霞C2：“{01：1‘画譬毽!塑塑盏拄!型!型图6西6131111油孑L渗漏缺陷部位能谱分析3形成原因分析六个≯6mm油孔为何渗漏缺陷出现在第五油孑L，我们从气缸体砂芯结构上对第五西61TIJTIf哇t：fL进行分析(如图7)，形成第五≯61TIITI油孔外侧砂芯为水腔通道芯(图7中a)，内侧砂芯为挺杆芯(图7中b)，水腔通道芯相对挺杆芯较薄；从砂芯材料分析：挺杆芯为铬矿砂和熟料砂，水腔通道芯为擦洗砂。从砂芯结构和材料都导致靠近

7、水腔通道芯侧的铁液冷却速度慢，气体与铁液接触时问长，易于侵入铁液，凝固过程中气体无法完全溢出形成气孑L。圄图7西6mm油孑L漏水缺陷部位i维分析4解决措施针对此缺陷我们从原辅材料、浇注包品质、浇54CFMll"中国铸造装备与技术2／2017ProductionTechniques生产技术注系统等方面进行了控制，未取得有效作用。有资料[31介绍解决渗漏问题最经济而有效的措施是在热节点涂刷具有激冷功能的涂料(涂料中添加碲、Bi等促进碳化物形成的元素)，使该部位铸件表面形成一层致密的白口或麻口组织。我们借助刷碲涂料，使易形成缺陷部位铁液表面

8、快速冷却，防止气体侵入。但是，碲元素的激冷作用既可对铸件带来正面的影响，也可对铸件带来负面的影响，碲含量过高，将在铸件表面形成较大的白口层，影响加T性能。因此，我们通过多次试验确定了碲涂料的最佳密度。在形成≯6mm油孔的