鑄造廠球墨鑄鐵的活塞環工藝分析
活塞環在發動機中起密封、傳熱和支承等作用，因此要求活塞環有良好的耐磨性、彈性和熱穩定性，尤其是對一道環要求更高。球墨鑄鐵活塞環的開發和應用是活塞環制造史上質的飛躍。如何穩定地制造球墨鑄鐵活塞環是活塞環行業面臨的難題。為了解決這一難題，本廠從德國GOETZEA引進了單體雙片鑄造球墨鑄鐵活塞環的全部技術和相關設備。
單體雙片鑄造的設計指導思想是利用銑刀把鑄坯的中心縮松及容易產生針孔、夾渣缺陷的上下表面銑削，從而獲得優良的球墨鑄鐵活塞環。這種鑄造方式國外已經得到廣泛的應用，并且具有豐富的生產經驗，國內許多廠家也接受并開始了試制，但還不很成功。其主要原因是原材料問題及球墨鑄鐵活塞環的生產工藝過于復雜，很難確保球墨鑄鐵活塞環的基體組織，不能保證鑄件的合格率。雖然本廠引進了全部鑄造的軟硬件，但是在原材料供應、生產工藝等方面還存在許多問題，試制初期也經常出現球化率不高、球數合格率達不到要求等情況。經過試制和摸索，基本上掌握了適合本廠的生產工藝，較全面地解決了球墨鑄鐵活塞環鑄造上的技術問題，從而確保了球墨鑄鐵活塞環鑄件的合格率。下面簡要介紹本廠是如何試制球墨鑄鐵活塞環的。
1工藝可行性分析
德國專家一再強調“球墨鑄鐵活塞環生產的關鍵在于原材料，沒有合格的原材料是很難生產好球墨鑄鐵活塞環的。他們強調采用高純生鐵或合成生鐵，其成分為：38%～43%C，02%～04%SI，004%～015%Mn，P<0045%，S<001%，其它元素不得超過003%。而國內無此種新生鐵資源，國內有可能供應的生鐵成分為：38%～43%C，08%～13%Si，02%～05%Mn，P<007%，S<003%。這種生鐵影響球化處理的關鍵元素Mn，P、S超高，給球墨鑄鐵活塞環的生產帶來很大的不利因素。目前國內想找到滿足要求的原材料礦源或合成生鐵是很困難的，引進原材料也不現實。因此在選擇原材料時，應盡可能符合國外要求，試驗選用的生鐵成分：40%～42%C，080%～09%Si，020%～04%Mn，004%～006%P，S<0026%。
這種生鐵與國外要求的生鐵比較有如下幾個特點：①硅量超高04%～06%。由于使用中頻爐熔煉，雖會限制回爐料的回收和利用，但還不會構成太大威脅。②含錳量超高014%～02%。較高的含錳量會影響鑄態組織的控制，隨后的鑄坯鐵素體化退火處理可解決這一難關。但過多的滲碳體出現將會影響球化的合格率及熱處理前后的尺寸控制。③含磷量尚可。即使以后使用的新生鐵含磷量稍高(<007%)，也不足以影響金相組織與力學性能。如含磷量太高，會導致鑄件含磷量>01%，就會在晶界產生磷共晶，使強度、韌性、塑性降低。④含硫量超高0016%以上。較高的含硫量會直接消耗球化劑的用量，特別是凝固期間溶解態的硫對石墨球化的影響，會直接影響球化處理的效果，降低力學性能，增加鑄造缺陷(夾渣、皮下氣孔等)。
碳硫分析儀的使用為及時掌握原鐵液的含硫量，正確控制球化劑的加入量創造了條件，同時M孕育劑的使用也為球墨鑄鐵活塞環的生產起到了輔助作用。經過以上工藝分析，采用國內的原材料是能夠生產出合乎國外要求的球墨鑄鐵活塞環的。
2工藝性試驗及分析
采用40%～100%上述成分的生鐵，60%以下的回爐料，在150kg中頻爐中熔煉。加強操作工藝，確保球化溫度達1500～1550℃，從鐵液出爐至澆注完畢的時間控制在10min之內，確保球化效果。
單體雙片鑄造的設計指導思想是利用銑刀把鑄坯的中心縮松及容易產生針孔、夾渣缺陷的上下表面銑削，從而獲得優良的球墨鑄鐵活塞環。這種鑄造方式國外已經得到廣泛的應用，并且具有豐富的生產經驗，國內許多廠家也接受并開始了試制，但還不很成功。其主要原因是原材料問題及球墨鑄鐵活塞環的生產工藝過于復雜，很難確保球墨鑄鐵活塞環的基體組織，不能保證鑄件的合格率。雖然本廠引進了全部鑄造的軟硬件，但是在原材料供應、生產工藝等方面還存在許多問題，試制初期也經常出現球化率不高、球數合格率達不到要求等情況。經過試制和摸索，基本上掌握了適合本廠的生產工藝，較全面地解決了球墨鑄鐵活塞環鑄造上的技術問題，從而確保了球墨鑄鐵活塞環鑄件的合格率。下面簡要介紹本廠是如何試制球墨鑄鐵活塞環的。
1工藝可行性分析
德國專家一再強調“球墨鑄鐵活塞環生產的關鍵在于原材料，沒有合格的原材料是很難生產好球墨鑄鐵活塞環的。他們強調采用高純生鐵或合成生鐵，其成分為：38%～43%C，02%～04%SI，004%～015%Mn，P<0045%，S<001%，其它元素不得超過003%。而國內無此種新生鐵資源，國內有可能供應的生鐵成分為：38%～43%C，08%～13%Si，02%～05%Mn，P<007%，S<003%。這種生鐵影響球化處理的關鍵元素Mn，P、S超高，給球墨鑄鐵活塞環的生產帶來很大的不利因素。目前國內想找到滿足要求的原材料礦源或合成生鐵是很困難的，引進原材料也不現實。因此在選擇原材料時，應盡可能符合國外要求，試驗選用的生鐵成分：40%～42%C，080%～09%Si，020%～04%Mn，004%～006%P，S<0026%。
這種生鐵與國外要求的生鐵比較有如下幾個特點：①硅量超高04%～06%。由于使用中頻爐熔煉，雖會限制回爐料的回收和利用，但還不會構成太大威脅。②含錳量超高014%～02%。較高的含錳量會影響鑄態組織的控制，隨后的鑄坯鐵素體化退火處理可解決這一難關。但過多的滲碳體出現將會影響球化的合格率及熱處理前后的尺寸控制。③含磷量尚可。即使以后使用的新生鐵含磷量稍高(<007%)，也不足以影響金相組織與力學性能。如含磷量太高，會導致鑄件含磷量>01%，就會在晶界產生磷共晶，使強度、韌性、塑性降低。④含硫量超高0016%以上。較高的含硫量會直接消耗球化劑的用量，特別是凝固期間溶解態的硫對石墨球化的影響，會直接影響球化處理的效果，降低力學性能，增加鑄造缺陷(夾渣、皮下氣孔等)。
碳硫分析儀的使用為及時掌握原鐵液的含硫量，正確控制球化劑的加入量創造了條件，同時M孕育劑的使用也為球墨鑄鐵活塞環的生產起到了輔助作用。經過以上工藝分析，采用國內的原材料是能夠生產出合乎國外要求的球墨鑄鐵活塞環的。
2工藝性試驗及分析
采用40%～100%上述成分的生鐵，60%以下的回爐料，在150kg中頻爐中熔煉。加強操作工藝，確保球化溫度達1500～1550℃，從鐵液出爐至澆注完畢的時間控制在10min之內，確保球化效果。
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