其一、球墨鑄鐵件冷熱處理方法和浸滲原因

球墨鑄鐵件滲透作為一種處理 氣孔的方法已得到廣泛應用。在微孔密封技術領域，與5mm球墨鑄鐵件的壁厚相比，直徑小于0.254mm的孔稱為微孔。這些洞用肉眼通常很難發現。在汽車動力系統和氣動液壓系統球墨鑄鐵件中，由于存在小孔，會導致密封介質泄漏，增加加工刀具的磨損，增加生產成本，使產品質量難以保證。在使用過程中，會失去應有的功能。

真空壓力滲透設備是解決上述問題的手段。具有滲透劑的微孔零件的可靠密封性能和的解決漏鑄問題的方法已得到世界各國的廣泛信任。它還可以抵抗熱油和化學侵蝕。該工藝可用于原材料、機加工零件。不會造成球墨鑄鐵件尺寸變化或污染。

滲透范圍：

球墨鑄鐵件適用于鋅合金、銅合金、鋁合金、鑄鐵件、鑄鋼件的滲氣滲油。典型的浸漬零件，如發動機氣缸體、氣缸蓋、進氣歧管、機油泵、噴油嘴、水泵、閥蓋、鑄造油底殼、化油器殼體、變速箱殼體、曲軸箱、壓縮機、ABS控制器、動力轉向機、汽車輪轂、燃油泵、氣控閥、液壓閥、冷卻泵、密封的飛機儀表，以及電子儀表罩、氣制動件、各氣體表等，這些球墨鑄鐵件均采用滲透器注入微孔密封，其承壓能力達到球墨鑄鐵件的斷裂強度。

金屬型的工作溫度和各部位的溫差在球墨鑄鐵件冷卻溫度場中起著重要作用。金屬模具局部過熱區域強制水冷、空冷的目的是保證該區域保持正常工作溫度，提高生產效率，消 除過熱，保證冷卻溫度場正常?？刂平饘倌＞吖ぷ鳒囟鹊南冗M手段是控制冷卻水出口溫度，調節冷卻水出口溫度*冷卻水循環速度。另外，在熱點較大的部位可嵌入導熱系數高或蓄熱量大的金屬塊，也可調整涂層的厚度和類型，以保證合理的冷卻溫度梯度，消 除局部收縮缺陷。

球墨鑄鐵件的熱處理是指根據一定的熱處理規范，通過控制加熱溫度、保溫時間和冷卻速度來改變合金的組織。其主要目的是提高機械性能、耐腐蝕性、加工性能和尺寸穩定性。

為了提高應力消 除退火的實際效果，加熱溫度可達到球墨鑄鐵件的一卸料溫度。當溫度低于上次卸載溫度時，加熱溫度越高，應力釋放越充分。然而，過高的加熱溫度會改變球墨鑄鐵件的組織，從而影響球墨鑄鐵件的性能。灰鑄鐵件加熱溫度過高會導致共析滲碳體石墨化，降低球墨鑄鐵件的強度和硬度。對于白口鑄鐵件，過高的加熱溫度也會分 解共析滲碳體，從而降低球墨鑄鐵件的硬度和耐磨性。

球墨鑄鐵件應力消 除退火的加熱溫度為550℃，當鑄鐵中含有基體結構穩定的合金元素時，可適當提高應力消 除退火溫度。低合金灰鑄鐵件為600℃，高合金灰鑄鐵件可提高到650℃，加熱速度一般為60-100℃，保溫時間可根據以下經驗公式計算：在2-8范圍內選用H，球墨鑄鐵件厚度單位為毫米，保溫時間單位為小時，在2-8范圍內選擇H。形狀復雜、消 除應力的球墨鑄鐵件應具有較大的H值。冷卻速度控制在30/h以下，一般球墨鑄鐵件冷卻到150~200，復雜形狀的球墨鑄鐵件冷卻到100。

其二、大型球墨鑄鐵件在凝固過程

大型球墨鑄鐵件在凝固過程中的共晶石墨析出會產生膨脹力，又因為糊狀凝固特性導致大型球墨鑄鐵件在凝固初期難以形成堅硬外殼，此時凝固產生的膨脹壓力便會作用于鑄型，當鑄型強度不夠好時，會產生脹型，使大型球墨鑄鐵件收縮增大，當鑄型強度比較好時，膨脹壓力作用于機械球墨鑄鐵件本身實現自補縮，收縮量減小，因此大型球墨鑄鐵件的冒口設計不同于鑄鋼件，需要綜合考慮鑄型強度、大型球墨鑄鐵件結構等多種復雜因素;并且目前大型球墨鑄鐵件結構越來越復雜，大型球墨鑄鐵件熱節分析比較困難，冒口的位置難以確定，因此設計復雜大型球墨鑄鐵件的冒口比較困難。

目前應用于大型球墨鑄鐵件的冒口設計方法主要有收縮模數法、實用冒口法和通用冒口法?；趲缀蔚拿翱趦灮椒āｋm然能對冒口大小設計進行優化，但沒有考慮合金材質，對大型球墨鑄鐵件不一定適用。

收縮模數法設計冒口的原理是均衡凝固技術，將大型球墨鑄鐵件作為一個整體，由于每個部分的凝固速度都不一樣，發生收縮和體積膨脹的時間也不相同，通過將所有單元在同一個時刻的收縮和體積膨脹疊加，可以得到整個大型球墨鑄鐵件體積隨時間的變化規律，將收縮和膨脹動態疊加和為零時，對應的時間為收縮時間，該時間對應的模數稱為大型球墨鑄鐵件收縮模數，在此時間之后，收縮和膨脹動態疊加和大于零，因此，冒口設計充分利用自補縮效果，僅提供收縮時間之前的液態收縮量。大型球墨鑄鐵件整個凝固過程中體積隨溫度變化可以分為液態收縮、體積膨脹、二次收縮三個部分。在鑄型強度比較好時，冒口頸如果在體積膨脹階段凝固，大型球墨鑄鐵件便可以利用自身的體積膨脹來抵消后期的二次收縮，充分利用石墨析出產生的膨脹壓力，從而實現自補縮效果，而在鑄型強度比較差時，需要冒口釋放一定的膨脹壓力，冒口頸凝固稍晚。模數法計算冒口時只考慮大型球墨鑄鐵件模數，這種方法可以應用于鑄鋼件、鑄鐵件等，但這種方法沒有考慮大型球墨鑄鐵件的自補縮作用，對于鑄型強度條件好的大型球墨鑄鐵件，采用這種方法設計的冒口偏大，會造成材料浪費，導致工藝出品率低。為此，本文提出了一種考慮鑄型強度的大型球墨鑄鐵件冒口計算方法，并應用于實際大型球墨鑄鐵件的冒口設計。