球墨铸铁活塞环的铸造技术下

球墨铸铁活塞环的铸造技术（下）
2.2 孕育处理
球墨铸铁活塞环生产中使用的孕育剂是特制的混合孕育剂，由定制的S孕育剂和M孕育剂按一定比例混合而成。

对单体双片球墨铸铁活塞环的孕育效果明显好于常用的FeSi75孕育剂。

试验中使用的S孕育剂成分为：73%～78%Si，0 7%～1 0%Sr，0 6%～1 0%Ca，Al≤1 0%。

M 孕育剂成分为：43%～47%Si，1 0%～1 5%Mg，0 6～0 9%Ca，Al≤1 0%。

混合孕育剂的最大特点是不仅能较好地防止铸态白口，促使生成铁素体，细化石墨球，减少铸造缺陷，而且特有的球化元素Mg、Sr、Ca在铁液温度相对较低情况下的微量补充，不但能显著增加石墨球的数量，而且能稳定球化，使球形更圆整。

表2是不同孕育剂加入量对球化处理合格的铁液进行孕育的结果。

对表2结果说明如下：①球数合格率是在球化合格基础上统计的；②孕育剂加入量<0 4%时，石墨核心逐渐减少，石墨球变大，数量减少，圆整度变差，出现自由渗碳体；③孕育剂加入量0 5%时球数不再增加，但总的石墨含量增多，球径加大，有开花现象；④加入量0 6%时
石墨球开花现象严重，由于相对含硅量增多，碳当量过高，出现了石墨漂浮现象。

总之，适当的孕育剂加入量，并采取瞬时孕育快速浇注，既可保证基体组织，又能有效地消除自由渗碳体，并且可使磷共晶弥散，降低终硅含量，有利于韧性的提高。

从表2也可看出，最佳的混合孕育剂加入量为0 4%。

3 原铁液碳、硅的控制
3.1 碳量
球墨铸铁活塞环中的碳不象灰铸铁环那样损害力学性能，只要不产生石墨漂浮，选择高碳反而有利：①碳高石墨结晶晶核多，使石墨球细化，能提高球的圆整度；②碳高石墨化膨胀大，使活塞环更致密，可减少缩性；③碳高使球墨铸铁更接近共晶成分，有利于流动性的提高。

但是过高的碳量，也就是超过共晶点的碳量会导致开花状石墨，使形态恶化，严重时会出现石墨漂浮，铁液流动性亦由此下降，铸环上表面气孔缺陷增多。

视环样V/o值，碳量宜控制在3 65%～3 8%。

3.2 硅量
硅是强烈的石墨化元素，由孕育剂进入铁液中的硅比铁液中原有硅的石墨化能力更强。

由于活塞环在铸型中的冷却速度非常快，只有达到GOETZE技术条件规定的石墨球数
(>30000球粒/cm2)才有可能达到铸态基体组织中渗碳体<5%。

所以孕育是至关重要的，应选择如上所述的有强烈孕育作用的孕育剂，但用量不宜超过0 6%，以免出现开花状石墨。

为具有足够的石墨化能力，视环样V/O比值，总硅量宜在2 4%～2 8%，扣除孕育剂、球化剂中带入的硅，控制原铁液中的硅含量见表3。

4 生产情况
目前，本厂已较成功地应用中频炉及电弧炉生产出桑塔纳轿车、“XF157”、“6105”等多种主机的单体双片球墨铸铁活塞环，其金相组织(球化合格率、石墨球数合格率及球径大小)均达到了国外同等要求，铸件废品率也极低，最终的球墨铸铁活塞环产品有较好的力学性能(见表4)，满足了用户的需要(自1995年本厂给上海大众配套供货至今，共生产桑塔纳球铁活塞环千万余片，质量优良，供货稳定)。

5 结论
球墨铸铁活塞环的生产，首先应该选择含锰、磷、硫及硅尽可能低、其它元素非常少的新生铁，选择合适的球化剂、孕育剂和适宜的加入量。

其次在保证有合格的球墨铸铁原铁液的情况下，具有足够高的出炉温度和浇注温度，尽可能快的浇注速度，在工艺规定的浇注时限内结束浇注以确保
球化、孕育质量。

最后在环样、浇注系统设计方面还应该考虑能否保证快速充型和挡渣的能力。

只有这样才能生产出合格的球墨铸铁活塞环的铸件。

另外，为保证机加工性能，还应该进行必要的退火热处理，这里就不再介绍。