关键词：球墨铸铁；质量提升；措施；
前言：现如今随着科学技术的快速进步，合成铸铁不再是新鲜东西，并且这种铸造方式对于企业来讲也的确是一种不错的选择，由于废钢、废铁等材料的使用，使得企业的生产成本大大降低，极大地缓解了企业的生存压力。球墨铸铁技术的快速发展，受到了很多企业的喜爱，具有良好的发展前景，质量成本是产品总成本的重要组成部分，是每个企业不可忽视的一环，要想有着更好的前景，就必须找出产生缺陷的原因，并积极寻找解决措施，从而更好地提高球墨铸铁的质量，降低废品率，这从另一方面也推动着我国球墨铸铁更高程度的发展。
1.球墨铸铁生产工艺中常见缺陷
1.1球化不良
虽然我国球墨铸铁的发展程度和之前相比已经有了很大的改善，但是铸造工艺还是不够成熟，导致在铸造的过程中会由于工艺问题出现一定的质量缺陷，球化不良则是球墨铸铁常见缺陷之一，主要表现特征就是铸件浇道的断口颜色呈现出银灰色或者是有大量黑颜色的斑点，导致球墨铸铁的力学性能大大降低，承抗拉强度和延伸率都会降低，硬度也会降低。根据相关的数据以及研究表明，该缺陷形成的主要原因与铁液中的Mg、RE的残余量有着十分密切的关系，铁液中残余的Mg、RE含量直接影响球化效果。影响铁液中残余的Mg、RE含量的因素主要分为以下几个原因：
一是选择的原料中就存在大量的杂质，在之后的处理工艺中也没能完全分离出去，其中的Mg、RE等就会和空气中存在的大量的氧以及铁液中的硫发生反应消耗掉球化剂的有效成分，从而导致出现球化不良的现象。二是出铁温度过高，球化剂的有效成分遇到高温铁水剧烈燃烧，导致剩余量降低，从而出现球化不良。三是球化反应时间的控制，充分的球化反应时间有利于提高球化率。
1.2气孔以及裂纹
力学性能一直以来是人们评价球墨铸铁质量好坏的标准，而气孔以及裂纹的出现都会使得球墨铸铁的材料以及力学性能大打折扣，气孔通常出现在零件表皮下面，形状一般是球形、椭球形或者类似于针孔，气孔的内部是光滑的，出现气孔的原因是球墨铸铁的熔液的凝固过程中液体表面的张力会逐渐增加，铁液中存在的一些气体无法及时排放到空气中，只能存留在铁液中，从而出现气孔缺陷，通常情况下，铸型材料一般是石英砾和黏土、煤粉混合而成，其强度越大、紧实度越高，透气性越小，导致其出现气孔的概率也越大。此外，铁液中铝元素的含量过高非常容易导致铸件皮下气孔的产生。在金属液凝固的过程中，如果铸型的强度超过了金属所能够承受的抗断裂能力之后，导致凝固收缩受阻，就会出现裂纹。
1.3缩松以及夹渣现象
铸件热节区凝固早期很容易出现缩松的现象，尺寸相对来说比较大，这种缩松属于宏观缩松，还有一种微观缩松出现在二次收缩末期，主要使共晶团和共晶铁液在负压之下的补缩不充分而直接收缩凝固导致的，和其他缺陷不同的是，缩松使球墨铸铁所特有的缺陷，和球墨铸铁的收缩以及凝固特点有着密切关系，因为球墨铸铁凝固之后的外壳是比较薄弱的，而内部的石墨化膨胀力的作用会使得其扩张，从而在二次收缩的时候，热节部分会被分隔成一些小的区间，冷却后会变成疏松的气孔，也就是所谓的缩松缺陷。而夹渣则是在铸件的浇注位置上出现的一些暗黑的、黄色的、没有光泽的夹杂物，是因为在球化处理的过程中，内部物质反应不均匀导致的一些破碎的氧化膜聚集在铸件的表面或者死角形成的，或者是扒渣过程中没有把渣扒干净，浇注时随铁液一起流入铸型中。
2.提高球墨铸铁质量的相关措施
2.1严格控制原材料中的有害元素以及杂质含量
为了解决上述我们所提到的问题并提高球墨铸铁的质量，我们必须找到科学合理的解决措施，最根本的解决措施就是对原材料的质量进行控制，在购买材料的时候，要对材料中的S、P等有害元素以及杂质材料进行严格的控制，特别是S元素危害极大，容易造成造成球化不良,球化级别不够，降低球墨铸铁的力学性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆原材料在使用的过程中保持干燥而不容易生锈，一旦生锈就会导致原材料被污染，在铸造的过程中也会出现一系列不必要的麻烦。合理的选择炉料，可以减少铁液中的气体，这个步骤是十分关键的，我们在上文也讲述到，如果气体不能完全排放出去的话，就会残留在铸件中形成气孔。
只有我们保证原材料的质量是合格的，那么才能减少原材料带来的水分、渣杂、有害元素等不良影响，球墨铸铁的质量也能得到保证，主要控制措施包括以下几个方面：根据铸件牌号合理选用中碳钢、低碳钢废料；避免选用合金钢材和未知成分的废旧机械设备零件；尽量选用稳定来源的材料，避免因未知有害元素带来的质量波动。
2.2 提高熔炼温度
我们知道中频炉熔炼的冶金性能远低于冲天炉熔炼的冶金性能，熔炼温度的高低直接关系到铁水熔炼质量，对球墨铸铁的材质影响至关重要。球墨铸铁的性能与石墨球的大小有显著关系，石墨球越小，相对球墨铸铁的力学性能越好，提高熔炼温度有助于细化原材料中原有的粗大组织（如原生铁的粗大石墨颗粒、严重的偏析组织等），分解出更多的形核因子，改变原材料中的不良遗传特征；与此同时，提高熔炼温度有助于净化铁水，随着熔炼温度的提高，原材料中的杂质逐渐释放、水分蒸发，配合五分钟以上的静置时间，杂质漂浮在铁水表面，方便扒渣清除，得到净化的优质铁水。一般熔炼球铁熔炼温度提升到1580℃为宜。
2.3 控制浇注温度
浇注温度的高低是有着严格的标准的，因为温度控制会直接影响铸件的质量。浇注温度过低会导致浇注后铁液中的气体无法及时排出而残留在铁液里凝固形成气孔，过低的浇注温度甚至形成冷隔和浇不足，零件报废。提高温度，可以提高铁液的流动性，有助于排出铁液中的气体及杂质上浮，而且带入了大量的热量，使得铸铁的外壳凝固时间变慢，气泡在上浮过程中重新逸出的机会有所增加，减少铸件中形成气孔。浇注温度过高又容易导致浇注过程中铁液卷入气体、铁液氧化，使铁水质量恶化，进而影响产品质量。另外，浇注温度还受铸型结构以及铸件壁厚的影响。浇注过程中，浇包的温度不断降低，为了保证浇注温度的波动对铸件带来不利影响，我们可以通过一些举措稳定浇注温度，比如说出铁前对浇包进行充分预热，扒渣后对铁液进行覆盖保温。一般浇注温度控制在1380℃为宜。
2.4 控制球化反应时间
充分的球化反应时间有利于提高球化率。球化反应时间应保持在60秒至90秒之间，充分的球化反应时间有利于铁液吸收Mg、RE，进而提高球化率，达到理想的球化效果。为了保证可控的球化反应时间，需要在球化剂和孕育剂装进铁水包时舂紧、铺平并选用合适的覆盖材料（比如薄钢板、收集回炉料的干净小铁豆等）、选择合适的出铁温度都有利于球化时间的控制，一般出铁温度范围控制在1500℃为宜，不宜波动太大。
2.5 球化剂加入量的控制
球化剂加入量的多少直接影响球铁的综合性能以及球铁的生产成本，球化剂加入量受球化剂本身的特性、铁液的特性、铸件的大小、壁厚薄以及球铁牌号和处理工艺四大因素的影响。铁液中S元素会大量消耗球化剂的有效成分，降低球化剂的球化效果。一般来说，球化剂的加入量以球化效果和残余镁含量作为参考标准，残余镁含量一般控制在0.04%-0.06%即可。球化剂加入量不足，容易造成球化不良，达不到球墨铸铁的力学性能要求。球化剂加入量过高，残余镁含量越高，缩松倾向越大，极容易造成铸件缩孔缩松缺陷。
2.6 孕育剂加入量的控制
孕育剂主要作用是促进石墨化,减少白口倾向,改善石墨形态和分布状况,增加共晶团数量,细化基体组织，从而提高铸铁件的力学性能。因孕育剂含有大量的Si元素，因此孕育剂的加入量需要平衡孕育效果和原铁水Si含量的关系，避免在原铁水Si含量确定的情况下，过度追求孕育效果而导致终铁水Si含量偏高，导致球墨铸铁牌号的降低，进而降低铸件的力学性能。一般情况下，0.3%-0.4%的孕育剂加入量就能够满足球墨铸铁的孕育要求。
总结
我们知道我国生产球墨铸铁已经有多年的历史，所以说在控制其质量方面也有一定的经验和研究成果。但是近些年来，随着使用的原材料的来源难以控制，导致球墨铸铁的质量难以控制，这也是目前令人头疼的一个难题，随着科学技术的进步以及我国对球墨铸铁的关注程度提升，很多专家针对于我们在实际情况中出现的质量问题进行了一定的总结，确定了各个缺陷出现的原因，并对如何预防才能做出质量更好的铸件也做出了详细的说明，希望能为有关工厂提供一些借鉴。
参考文献
[1].余治科,冯光弼,刘菲.球墨铸铁管气孔的缺陷分析及预防措施[J].铸造,2008(04):94-95.
[2].张长根.浅谈球墨铸铁管在施工中的质量控制[J].中国建设信息(水工业市场),2006(6):38-39.
论文作者:罗光涞
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第21期
论文发表时间:2020/5/8