（濰柴重機股份有限公司濱海鑄造廠，山東濰坊261001）

中速柴油機鑄件二次隨流孕育工藝優(yōu)化

時曉，許景峰，魯棟，楊淑欣，張敏之

（濰柴重機股份有限公司濱海鑄造廠，山東濰坊261001）

對不同重量的鑄件采用二次隨流孕育，并對其用量進行工藝優(yōu)化。結(jié)果表明通過二次隨流孕育，可以改善鑄件金相組織，提升鑄鐵件機械性能。對灰鑄鐵件二次隨流孕育工藝具有一定參考價值。

灰鑄鐵；二次隨流孕育；金相組織；機械性能

孕育處理是鑄件生產(chǎn)工藝中最重要的環(huán)節(jié)之一[1]。通過沖天爐或中頻電爐直接熔化出的鐵水澆注生產(chǎn)的鑄件性能往往達不到高牌號鑄件的質(zhì)量性能要求。通過孕育處理，改變鐵液的凝固條件、過程，改善鑄態(tài)組織，從而提高鑄件的性能。良好的孕育處理可以使鑄件具有良好的金相組織，從而保證鑄件的力學(xué)性能和加工性能。二次隨流孕育處理工藝生產(chǎn)的灰鑄鐵鑄件在金相組織、抗拉強度和性能均勻性均要優(yōu)于一次孕育工藝[2]。我廠中速柴油機鑄件二次隨流孕育量工藝范圍過大，二次隨流孕育工藝優(yōu)化能夠?qū)⒍坞S流孕育工藝的優(yōu)勢發(fā)揮得更好。本文通過對不同重量鑄件分別進行試驗，對二次隨流孕育工藝進行優(yōu)化。

1 試驗材料及方法

1.1 試驗材料

試驗中鑄件1重量為110 kg，材質(zhì)為H T300，鑄件2重量為2 500 kg，材質(zhì)為H T250，其鑄件化學(xué)成分見表1.試驗中采用的二次隨流孕育材料為硅鋯隨流孕育劑，其主要指標見表2.澆注溫度均為1 380℃～1 400℃.

表1 鑄件化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)，%）

表2 隨流孕育劑主要元素（質(zhì)量分數(shù)，%）

對鑄件1、2分別設(shè)計實驗方案，對于小型鑄件1，采用3種不同的二次隨流孕育量（質(zhì)量分數(shù)），分別為0.05%～0.07%、0.07%～0.09%和0.09%～0.11%.對于大型鑄件2，采用3種不同的二次隨流孕育量，分別為0.09%～0.10%、0.10%～0.11%、0.11%～0.12%、0.12%～0.13%和0.13%～0.14%[3].試驗方案見表3.

2 試驗結(jié)果及分析

2.1 二次隨流孕育量對鑄件機械性能的影響

試驗鑄件的機械性能數(shù)據(jù)見表4，表中數(shù)據(jù)均為平均值。根據(jù)表4數(shù)據(jù)，繪制圖1和圖2.

表3 試驗方案

表4 鑄件性能統(tǒng)計表

圖1 鑄件1的機械性能隨二次孕育量的變化

圖2 鑄件2的機械性能隨二次孕育量的變化

從圖1中可以看出鑄件1的抗拉強度和硬度在0.05%～0.11%二次隨流孕育加入量的范圍內(nèi)隨著加入量的增多而逐漸降低。

從圖2中可以看出鑄件2的抗拉強度在0.09%～0.014%二次隨流孕育加入量的范圍內(nèi)隨著加入量的增多而逐漸升高；硬度在加入量0.09%～0.10%范圍內(nèi)較低，在0.10%～0.14%變化不明顯。

2.2 二次隨流孕育量對金相組織的影響

從金相圖中看出，在試驗范圍的二次孕育量內(nèi)，石墨形態(tài)均為A型，從表4中得知珠光體含量均為98%，說明二次孕育量對石墨形態(tài)和珠光體含量無明顯影響。

圖3 鑄件1在不同二次孕育量（質(zhì)量分數(shù)）下的金相組織

圖4 鑄件2在不同二次孕育量（質(zhì)量分數(shù)）的金相組織

圖3為鑄件1在不同二次孕育量下的金相組織。從圖中可以看出隨二次孕育量的增加，石墨出現(xiàn)粗大傾向，這也導(dǎo)致了鑄件1機械性能的下降，這由于孕育劑過量，局部孕育劑富集，導(dǎo)致局部石墨增粗。圖4為鑄件2在不同二次孕育量下的金相組織。從圖中可以看出隨著二次孕育量的增多，提高了鐵液的形核率，從而提高了N/G比，使得金相組織的中石墨更為細小，更為均勻，石墨級別更高，二次孕育量在0.10%～0.12%范圍內(nèi)效果最優(yōu)，但隨著二次孕育量到達0.12%以上時，同樣出現(xiàn)了A型石墨粗大傾向，這是由于鑄件2重量較大，二次孕育時間較長，二次孕育量較大時，才出現(xiàn)了孕育過量的現(xiàn)象。

3 結(jié)論

1）使用硅鋯孕育劑的二次隨流孕育加入量對灰鑄件石墨形態(tài)和珠光體含量影響不大，對石墨級別有一定影響。

2）鑄件重量對鑄件的二次隨流孕育加入量有影響，小型鑄件推薦二次隨流孕育量為0.05%～0.07%，大型鑄件推薦二次隨流孕育量為0.10%～0.12%.

［1］史鑒開，吳曉三.二次孕育在高牌號灰鑄鐵生產(chǎn)上的運用［J］.熱加工工藝，1993（2）:48-49.

［2］中國機械工程鑄造分會.鑄造手冊:鑄造工藝［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2003.

［3］張浩.隨流二次孕育處理工藝的研究［D］.南寧：廣西大學(xué)，2012.

［4］許景峰，楊華，田普昌，等.隨流孕育處理對D 615汽缸蓋組織和斷面均勻性的影響［J］.鑄造設(shè)備與工藝，2010（2）：34-35.

Second Stream Inoculation Process Optimization of Medium Speed Diesel Engine Casting

SHI Xiao，XU Jing-feng，LU Dong，YANG Shu-xin，ZHANG Min-zhi
（Weichai Heavy Machinery CO.，LTD.，Weifang Shandong 261001，China）

Through the effect of second stream inoculation process，the mechanical property and metallurgical structure of medium speed diesel engine casting were improved，which have referenced value to the second stream inoculation process of gray cast iron.

gray cast iron，second stream inoculation，metallurgical structure，mechanical property

TG243

A

1674-6694（2016）06-0024-02

10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2016.06.008

2016-08-13

時曉（1993-），男，本科生，助理工程師，主要從事鑄鐵件鑄造工藝開發(fā)。