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高强度灰铸铁飞轮壳的无冒口铸造工艺作者/张红梅（江苏松林汽车零部件有限公司　江苏泰兴）来源/铸造工程摘要：采用中频电炉熔炼、合理控制铁液化学成分、复合孕育及增硫，以及采用多触头高压造型机和中间底注式浇注的方式实现了HT灰铸铁飞轮壳的无冒口铸造。批量生产的飞轮壳铸件，没有出现使用中开裂的现象，铸件的合格率达到了92％。关键词：HT冒口铸造工艺中图分类号：TG 　　文献标识码：B 　　文章编号：-（）02--04飞轮壳是发动机的一个重要基础件，对发动机起着支撑和保护的作用。在使用过程中，飞轮壳开裂是发动机的一种常见故障，导致该故障的因素较多，材质是其中的一个重要原因。所以，主机厂对飞轮壳的材料性能提出了更高的要求，从HT提高到HT，甚至HT牌号。为适应市场需求和竞争力，采用无冒口铸造工艺，提高产品工艺出品率，降低铸造成本。1　工艺分析1.1　铸件简介该铸件为国产重型柴油发动机上的飞轮壳，材质为HT，重约85kg，结构比较复杂，壁厚差比较大，薄的部位为6mm，较厚的搭子和侧面厚大部位最大达45mm。实际生产时，侧面螺孔都需要补放加工量，单边3.5～4.0mm，壁厚误差值达到42.5mm，易产生缩孔、疏松等铸造缺陷，在装机使用后，在缺陷部位出现开裂现象。1.2　无冒口工艺分析铸件壁厚严重不均匀，图纸技术要求铸件表面无气孔、砂眼，内部无缩孔、疏松等铸造缺陷，试棒的抗拉强度不得低于HT的国家标准。若采用传统的浇冒口补缩的生产方法，需要补缩的部位较多且分散，造成工艺出品率低，而且在厚大部位容易出现内部缩孔、疏松等缺陷。所以，研究试验的方向考虑采用无冒口浇注工艺。铸铁件无冒口并不意味着铸件不需要补缩，而是利用铸件各部位不同时凝固的石墨化膨胀来抵消凝固收缩。要满足高强度无冒口铸件的要求，应满足以下条件：（1）要有高刚度的铸型，铸型硬度达90以上；（2）在保证铸件力学性能合格的前提下，尽可能地提高碳当量，适当孕育，最大限度地增大石墨，利用石墨膨胀的体积增加量，达到自补缩的效果；（3）采用底注式多道扁平内浇道，减少铸件温差，形成均匀的温度场，有利于提高铸件的自补缩能力；（4）适当降低浇注温度，减少液态体积收缩。根据以上的分析，结合了本公司的实际情况，采用多触头高压造型即可满足高刚度的铸型条件，其他条件可根据具体情况进行分析设计，分析得出无冒口高强度灰铸铁飞轮壳铸造是可行的。多触头高压造型机如图1所示。实际生产验证，完全符合技术设计要求，铸型紧实率能达到92％。图1多触头高压造型机Fig.1Multicontacthighvoltagemoldingmachine2　熔炼中化学成分的控制要点2.1　化学成分的选择铁液工艺性能的好坏与碳、硅成分的高低有很大的对应关系，选择较高的碳、硅含量，铁液的收缩倾向小，工艺性好，容易获得合格的铸件。但是，在较高的碳、硅含量条件下，很难获得高强度灰铸铁件。（1）碳利用电炉熔炼过程中增加石墨晶核的铁液增碳技术，并加入适量的SiC，增加铁液的长效石墨晶核，减少铁液氧化。（2）硫增硫可防止石墨长成粗大片状，在灰铸铁中硫含量过低是非常有害的。这是因为低硫的铁液中的碳原子更容易往粗大的片状石墨上富集，使大量的石墨晶核无法长成片状石墨，使凝固后期的铁液得不到有效的石墨化而产生严重收缩。适量增硫，可以给石墨核心长成片状石墨的机会，达到使石墨细化数量增多，分布均匀的目地。但必须认识到一点，硫毕竟是阻碍石墨化的元素，硫含量不能过高，硫含量偏高会增加白口倾向。在实际生产中，灰铸铁硫量一般控制范围在0.08％～0.12％之间。（3）硅硅是促进石墨化的元素，随着铁液中硅含量的增加，收缩倾向减少。利用硅固溶强化基体的作用，将原铁液硅量控制在1.7％～1.9％，然后采用孕育的方式。孕育是为了增加结晶核心的数量，使石墨细化，均匀分布，少量的孕育就可以达到这个要求。在试验中，随流孕育量控制在0.2％～0.4％，再实施浇注时的瞬时孕育[1]。改善石墨形态和分布状况，增加共晶团，促进A型石墨形成。由于本公司电炉至灰铸铁浇注区距离偏远，用电动小车运输过去大概需3min左右，在孕育剂选用上考虑采用含Ba的长效孕育剂并实施二次孕育，减少由于出铁后铁液时间长而造成孕育衰退。Si-Ba长效孕育剂的化学成分及要求见表1。表1Si-Ba长效孕育剂的化学成分（质量分数）及要求Tab.1Chemical

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