煤粉潮模砂铸造球墨铸铁件的微观组织

刘树江，宋 刚，丁迎生，杨忠诚，聂卓越，顾云会，朱世根

（1.德华隆（天津）动力传动机械工贸有限公司，天津 300202；2.天津正和金属制品有限公司，天津 301609；3.东华大学，上海 200051）

在众多的铸造工艺方法中，砂型铸造以其工艺简单、生产成本低的优点得到了最广泛的应用，大约80%～90%的铸件生产来源于砂型铸造[1]。然而，在黏土型砂铸造的实际生产过程中，铸件容易产生结疤、粘砂和夹砂等缺陷，为了减少缺陷，获得质量更好的铸件，铸造企业普遍采用向黏土湿型砂中加入煤粉的方法。其机理是加入的煤粉受热燃烧产生大量还原性气体，此气体能够在铸型表面产生气体保护膜，另外煤粉受热裂解能够在铸型界面析出光亮碳膜，以此能够阻止金属液渗入铸型，因此能够防止粘砂等缺陷。但是煤粉的加入也带来了一些问题，一方面煤粉产生的有毒气体及致癌物质，极大地影响了生态环境和工人健康。另一方面煤粉在高温下会产生含硫气体物质并渗入铁液中，有可能与球墨铸铁件表层铁液中的镁元素或稀土元素发生反应，降低铸型表面铁液中促进球化的有效镁元素和稀土元素的含量，导致铸件球化不良，影响铸件的质量[2]。

为了进一步了解传统煤粉砂对铸件的微观组织的具体影响，作者对传统煤粉砂生产的不同壁厚的梯形球墨铸铁件表层和内部的石墨形态和基体组织进行了对比分析。通过研究，可以深化认识球铁件微观组织与壁厚的关系，对指导实际生产具有现实的应用意义。……