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球墨铸铁件缩孔和缩松问题的解决措施球墨铸铁件缩孔和缩松问题的解决措施

前言前言

自2008年起，一些工业发达国家如英国，美国，法国等11国的球墨铸铁年产量

已经超过了灰铸铁，而我国的球墨铸铁产量只是灰铸铁产量的一半，但2014年达到了

37%，2015年提高到42%，虽然有了很大的提高，也达到了世界的平均水平，但比

发达国家还是低了很多，这种情况一是说明我国的球铁件生产还有很大的发展空间，

前景很好，但从另一角度来看为什么我国的球墨铸铁件所占比例不如发达国家高呢，

我想可能是我们现有的球铁件质量水平，性能水平，以及质量的稳定性，一致性和国

外相比还有差距，不足以使产品设计部门放心来使用球铁件，拿ADI来做例子，美国

每辆重型卡车中，至少有500公斤以上的ADI件，而我国的一汽，东风汽车厂，每年

ADI底盘零件只有5000吨左右，国外的ADI大多用在汽车上，量大而广，而我国大多

为生产耐磨件，如矿山等所用磨球，所以对我们这些铸造的同行们，肩负着很大的振

兴球铁的重任，首先要把我们球铁的质量水平提高，不但只能生产低端的普通球铁件，

也要能生产高端的球墨铸铁件。

在球墨铸铁的生产中，我们最常遇到的质量问题就是铸件的缩孔缩松缺陷，球铁和

灰铸铁同是含石墨的铸铁，对铸件的缩孔缩松有良好的天然的自补缩条件，但尽管球

铁的常用的碳当量比灰铸铁高，按理，球铁的自补缩条件应更好些，但实际情况是球

铁件的缩孔缩松倾向比灰铸铁大得多，并且它的出现往往反复无常，同一种产品用同

一成分，同一工艺生产时，有时也能获得健全致密的铸件，但有时缩孔缩松的废品率

却很高，给企业带来了很大的损失。

当然，这种情况的出现是与球墨铸铁与灰铸铁的凝固机理不同而引起的，球墨铸铁

件的宏观凝固过程与灰铸铁不同，它凝固断面上液-固两相区宽，呈现出“糊状凝固”

形貌，而灰铸铁按“逐层凝固”方式推进，凝固形貌的这种差别则是由它们的结晶特

点引起的，两者的区别表现在：

1）球化及孕育处理显著增加异质核心（球墨铸铁的核心比灰铸铁多约50-200

倍）核心存在于整个熔体，有利于全截面同时结晶。

2）石墨球在奥氏体壳包围下生长，生长速度慢，延缓了铸件表层的形成，使内

部有充足的时间形核，而片状石墨的端部始终与铁液接触，生长速度快，凝

固时间短，促使快速成壳。

3）球墨铸铁比灰铸铁的热导率低20-40%散热慢，导致铸件外壳生长速度降低。

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正是由于球墨铸铁的碳当量高，析出石墨量多，石墨化膨胀力大，而外壳结壳时

间又晚，强度低，当铸型刚度不好时，在石墨化膨胀力作用下，会产生型壁移动浇注

出来的铸件就会涨砂和重量增加，对于软铸型来说，型壁的移动，在整个凝固过程中，

一直在发生，因而导致缩孔缩松。型壁移动的原因，主要是石墨化膨胀力加上铁水的

静压力和型砂的热应力。

同时，据现在所知，石墨析出的时间对球墨铸铁的缩孔缩松有重大的影响，尤其

是对二次缩松的影响，因此在防止球墨铸铁产生缩孔缩松的措施中，很大部分是关于

怎么样合理地利用它的石墨化膨胀力来进行自补缩，当然还有很多其他因素影响缩孔

缩松，需要我们全面综合考虑，不但要尽量避免缩孔缩松，，还要兼顾到铸件的机械

性能，铸造性能和加工性能，所以要解决好球墨铸铁的缩孔缩松，也不是一件容易的

事情，要有一定的理论水平，和比较丰富的实际经验。

下面据我所知，分别从十个方面向大家介绍防止球墨铸铁缩孔缩松的一些措施，

除了设计合理的浇冒口系统，需另外专门讲解，在这里没有只简单介绍以外，其他可

能还有一些有效的措施没有谈到，希望大家来补充，说到的这几个方面，有很多是引

用了别人的研究成果，当然也有我自己的一些经验和学习心得，和体会，有错的地方，

希望大家指正。

我们为互相学习互相交流而来，下面，我作主题发言，我讲完后，专门安排了大

家相互交流讨论的时间，希望大家各抒己见，为我国球铁的发展做出努力。

（注意：我的这篇发言稿，是作为大家讨论用，不要外传。）（注意：我的这篇发言稿，是作为大家讨论用，不要外传。）

下面我讲防止球墨铸铁件缩