2005中国铸造活动周论文集泡沫陶瓷过滤器在球墨铸铁曲轴铸造生产中的应用李贵来1，王旭东1，王军2(1．山西省襄汾县福康铸造有限责任公司，山西裹汾；2．济南圣采集团股份有限公司，山东济南)随着生产工艺和技术水平的不断优化和提高，球墨铸铁曲轴在发动机中的装机比例越来越大。球墨铸铁优良的性能、较好的性价比及可靠性得到了广泛认可。在影响球铁曲轴材质和性能的诸多铸造缺陷中，夹渣是重要因素之一，因此，减少或消除夹渣是提高铸件综合机械性能的关键措施。铸件中杂质的来源主要有三个方面。一是原料中的杂质如生铁、废钢、其他炉料、入炉物中的渣、氧化物、非金属难熔杂质，其特点是粒度较大，成分复杂。二是铁水球化处理反应过程和其他化学反应中产生的二次氧化渣，其特点是粒度细小，产生时间分布在熔炼、铁水处理及浇注全过程中。三是浇注过程中，铁水经过型腔通道表面，冲刷或反应形成的混合渣。根据杂质的来源，减少夹渣的方法措施在生产应用过程中有以下几种。一是从源头把关，采用纯净原材料，控制原材料成分中的杂物及氧化物和有害元素，例如降低生铁中s、P含量等；二是采用铁水过滤措施，把杂质阻隔在型腔外，降低进入型腔的杂质量，三是合理设计浇注系统，增加集渣包，使进入型腔的杂质集中在渣包，最大限度阻止杂质进入工件。生产过程中，第一项措施，通过严把材料关，可以得到有效实施，但不可能完全杜绝，第三项措施，只是亡羊补牢，补救措施。所以，第二项过滤技术的应用是防止夹渣的重要措施。我公司是球墨铸铁曲轴的专业生产厂家，目前的工艺流程为：中频感应电炉熔炼——铁型覆砂造型——热处理——表面清理抛光。熔炼设备可以保障铁水温度，大多杂质能够熔化上浮到铁水表面，易于稀渣，聚渣并清除，铁型覆砂型腔表面砂层紧实，强度高，不易冲散。为减少夹渣、获得纯净铁水，采用了铁水过滤措施。下图是其中几种规格的曲轴。1482005中国铸遗活动周论文集根据曲轴品种的不同及每箱设计数量的不同，每箱的浇注重量在60千克至300千克之间，铁水出炉温度为15500C一15900C，首箱浇注温度为1430't2—15000C之间，末箱保障在1320qE以上，充型时间为15—35秒(单型所需铁水重量差异而不同)。在铁水过滤技术措施的运用中，先后选用了纤维过滤网、直孔陶瓷过滤器及泡沫陶瓷过滤器，进行了对比试验，各有特点。纤维过滤网，使用灵活，可满足不同位置、不同大小、不同网孔尺寸的要求，价格低；但对小于其网孔的杂质无过滤阻挡作用，强度低，过流面积大，过流时间长时，出现松弛塌陷，网孔变形，甚至不能承重，导致破裂失去效用。直孔陶瓷过滤网改善了纤维网强度低、耐火度低的情况，但纤维网不同位置、不同尺寸应用的灵活性也随之消失，对细小的渣仍无作用，造价也相应提高。相对以上两种过滤器。泡沫陶瓷有着其独特的过滤效果。泡沫陶瓷应用于金属液的过滤在国内外的铸造行业中已有多年的历史，但仍末得到人们充分的认识和应用。泡沫陶瓷对铁水的过滤基本原理是机械阻挡和对微粒及有害元素、气体的吸附作用。铁水通过其细密弯曲的通道时，粒度较大的杂质被阻挡，细小的杂质和气体被其吸附，同时，铁水中的S、P等有害成分和气体的减少，不仅减少二次扭送化渣的形成，而且具有改善球化效果、优化材质性能的作用。对于铁水经过泡沫陶瓷过滤器后，铁水流的方式改变对铸件的影响作用正在研究中。实际应用过程中，泡沫陶瓷过滤器规格的选用和使用方法的设计对其效果有较大影响，泡沫陶瓷过滤嚣的网孔尺寸、厚度及放置位置对铁水通过方向和速度的不同影响与其过滤效果有很大关系。一般情况下，网孔尺寸小、铁水通过流程长、速度小时，过滤效果应更好。我公司选用了济南圣泉集团公司生产的FCF一2型泡沫陶瓷过滤器，网孔lOPpi，耐火度要求>1500℃，水平放置在浇121杯中。浇注时，铁水从包内流出，先行通过泡沫陶瓷过滤器，直上而下，进入型腔。铁水对过滤器有较大冲击力，要求其具有较高的耐冲击强度和耐火度。铸件在机加工过程中，要进行严格的荧光粉探伤或磁粉控伤，通过对使用陶瓷过滤器前后的铸件因夹渣引起的废品情况进行统计对比，具体情况如下表所示：从统计情况来看，...
