鐵液飛濺落入管模內未澆注區域的鐵液液滴迅速凝固成球狀鐵豆,同時由於能與周圍空氣充分接觸,在鐵豆表麵迅速形成氧化物層(Fe2O3、 Fe3O4 等)。隨著澆注的進行,大量鐵液覆蓋了這些鐵豆,並將鐵豆重熔,在鐵液重熔鐵豆時,鐵液內的 C 與鐵豆表麵的氧化物發生化學反應,生成 CO 氣體,但由於冷卻速度較快,鐵豆未完全熔化、CO 氣體和飛濺裹入的空氣未完全排出時鑄管已經凝固成型,造成鐵豆“鑲嵌”在鑄管表麵,形成鐵豆氣孔。
反應方程式如下: 4C+Fe3O4=3Fe+4CO↑(高溫) (1) 3C+Fe2O3=2Fe+3CO↑(高溫) (2)
為了驗證分析結果,將鑄態未退火處理的鑄管鐵豆氣孔部位進行打磨、拋光,觀察金相情況,金相組織如圖 3 所(suo)示(shi),鐵(tie)豆(dou)部(bu)位(wei)幾(ji)乎(hu)全(quan)是(shi)鐵(tie)素(su)體(ti)基(ji)體(ti)組(zu)織(zhi),而(er)鑄(zhu)管(guan)基(ji)體(ti)卻(que)有(you)很(hen)多(duo)碳(tan)化(hua)物(wu),兩(liang)者(zhe)之(zhi)間(jian)沒(mei)有(you)過(guo)渡(du)區(qu)域(yu),圓(yuan)形(xing)的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)區(qu)域(yu)首(shou)先(xian)以(yi)不(bu)同(tong)的(de)冷(leng)卻(que)速(su)度(du)凝(ning)固(gu),隨(sui)後(hou)鑄(zhu)件(jian)開(kai)始(shi)凝(ning)固(gu)。可(ke)以(yi)判(pan)斷(duan)鐵(tie)液(ye)覆(fu)蓋(gai)並(bing)重(zhong)熔(rong)鐵(tie)豆(dou)時(shi)使(shi)鐵(tie)豆(dou)凝(ning)固(gu)產(chan)生(sheng)的(de)碳(tan)化(hua)物(wu)分(fen)解(jie),相(xiang)當(dang)於(yu)短(duan)暫(zan)的(de)退(tui)火(huo)處(chu)理(li)。

3. 管模狀態差
水冷離心球墨鑄鐵管澆注前需要在旋轉的管模內均勻噴吹定量的模粉(粒度為 0~0.3 mm 的 FeSi 孕育劑),模mo粉fen既ji能neng保bao護hu管guan模mo,延yan長chang管guan模mo壽shou命ming,又you可ke起qi到dao瞬shun間jian強qiang化hua孕yun育yu的de作zuo用yong,同tong時shi還hai能neng消xiao除chu鑄zhu管guan外wai表biao麵mian的de氣qi孔kong。為wei了le排pai氣qi和he便bian於yu攜xie帶dai模mo粉fen,管guan模mo在zai使shi用yong前qian,內nei表biao麵mian會hui經jing過guo打da點dian處chu理li,成cheng凹ao坑keng狀zhuang,如ru圖tu 4 所示。在生產過程中,管模內表麵局部小凹坑磨損,既起不到排氣作用,又無法攜帶模粉,導致該部位孕育不足,從而產生氣孔。
使shi用yong嚴yan重zhong龜gui裂lie管guan模mo也ye會hui造zao成cheng氣qi孔kong,管guan模mo內nei腔qiang龜gui裂lie的de裂lie紋wen內nei有you大da量liang氣qi體ti,即ji使shi加jia大da模mo粉fen用yong量liang也ye不bu能neng完wan全quan排pai除chu,因yin此ci,在zai澆jiao注zhu過guo程cheng中zhong會hui造zao成cheng大da量liang針zhen狀zhuang氣qi孔kong[8]。
4. 其他因素
與鐵液接觸的鐵液包襯、流槽、模粉等工裝物料未徹底烘烤幹燥也會引起氣孔。高溫鐵液與水分發生反應生成 H2,使鐵液氣體含量增加,從而形成氣孔。
在實際生產中,由於生產節奏不連續,造成管模、流槽等工裝溫降,且溫差大,溫度不均勻,冷卻速度過快,容易形成氣孔缺陷。