树脂砂球铁件表层球化不良从这三方面查查……

通过金相，创造铸件表面球化不良，非常组织为片状石墨层，厚度在3～5mm，而且在片状石墨与球形石墨之间存在一极薄蠕虫状石墨过渡区，如图1所示。
通过资料，创造许多文献对采取树脂自硬砂工艺生产的球铁件表面涌现的片状石墨毛病进行了宣布，解释这种毛病是一种普遍征象。

2、缘故原由剖析

一样平常情形下,球铁中涌现片状石墨的紧张缘故原由是铁液凝固时球化元素不敷（Mg）,或存在滋扰元素，如S等。
我厂采取的树脂为XY86-A呋喃树脂，其技能指标如表1所示,加入量为1.0%(占砂) ；固化剂为SQ-A和SQ-B，加入量为30～50%（占树脂）。
SQ-A和SQ-B均为磺酸固化剂，都含有S元素，其技能指标如表2所示。
通过实验创造再生砂中的S元素含量较高，一样平常为0.1%旁边，而球化后的铁液中S元素含量则较低，小于0.02%。
高温下，砂型和铁液组成的固/液界面之间，存在S元素的浓度梯度，S元素由砂型向铁液中通报，差值越大，扩散能力越强。

在高温状态下，S元素以SO2气体形式或者S2-、SO32-离子形式通过涂料层，进入铁液中，增加了表层铁液中滋扰元素的含量。
S元素与铁液中的Mg元素反应，天生MgO、MgSO3以及 MgS等Mg的氧化物和硫化物，降落铸件表层的残余Mg含量，使铸件表层球化不良，涌现片状石墨组织。

3、 防止方法

由以上剖析，可知铸件表层球化不良的紧张缘故原由是，高温下型砂中的S元素进入铁液，降落了铸件表层的残余Mg含量。
要防止球铁铸件表层涌现非常组织，必须阻挡型砂中的S在高温下进入金属液。
可以从三个方面办理这个问题：一是降落型砂中S元素的含量，减少通报源；二是采纳方法，阻挡S元素由型砂向铁液的通报，从通报过程上办理；第三则是增加铁水中残余Mg含量，抵消S 的影响。
详细有以下几种方法：

3.1 减少通报源

（1）降落再生砂的灼烧减量

再生砂中的硫元素与再生砂的灼烧减量有一定的比例关系。
当灼烧减量高时，再生砂中S元素含量也高，在磺酸固化剂加入量以及型号不变的情形下，型砂中的S元素含量也会升高。
高温下，S元素在砂型与铁液界面处浓度梯度随之增大，型砂中的S元素向铁液中扩散的动力也会增大，进入铁液中的S增多，渗入深度加深，表面球化不良加重。
降落再生砂的灼烧减量不仅能降落型砂中的硫含量，还能降落型砂的发宇量，降落铸件产生气孔的几率。

（2）采取低硫磺酸固化剂

型砂中的硫元素，紧张来自于磺酸固化剂。
有研究表明，型砂中的S元素很难通过一样平常机器再生的方法降下来，掌握源头是最好的方法。
在再生能力一定的条件下，采取低S固化剂，能有效降落铸型和再生砂中的硫含量，从而从根本上办理表面层球化不良征象。

（3）降落固化剂的加入量

固化剂的加入量直接影响着型砂的硬化速率。
在知足初始强度哀求的条件下，应尽可能的降落固化剂的加入量，不仅能降落铸型和再生砂中的硫含量，还能降落本钱。
降落固化剂的加入量，型砂硬化速率变慢，铸型的终强度能得到一定程度的提高。
但是固化剂加入量不能太低，否则较短的韶光内很难将其混匀，使得型砂强度分布不屈均，表面稳定性也差。

（4）降落砂铁比以及吃砂量

在相同的浇注温度下，铸型采取较低的砂铁比以及吃砂量，型砂中的树脂固化剂能得到较多的烧损，再生砂的灼烧减量以及S含量都会变低。
采取较低的砂铁比以及吃砂量，不仅能降落S元素在铸型与金属液界面的通报动力，还能降落型砂、树脂和固化剂的利用量以及再生系统的事情量。

（5）利用不含硫元素的固化剂

磷酸等为无机固化剂，不含S元素，能从根本上办理铸件表层球化不良问题。
磷酸高温下溃散性差，再生砂中的磷酸盐易沉积，反复利用时，铸件表面会涌现磷共晶组织，树脂砂强度也会低落，一样平常只用于一次性利用的自硬砂中。

（6）加入新砂

新砂中不含S元素，在再生砂中加入新砂，能降落型砂中S元素的含量，应避免利用100%的再生砂。
但是新砂加入量不能太高，否则会增加树脂固化剂的加入量，反而增加型砂中S元素的含量。

3.2 截断通报路子

（1）阻硫涂料

这里的阻硫是指在涂估中添加其他物质，如MgO。
当硫元素以SO2、SO2-和SO32-的形式通过含有MgO的涂料层进入铁液时，能被涂料层中的MgO所接管。

SO2+MgO→ MgSO3

SO23- +Mg2+ → MgSO3

S2- +Mg2+ → MgS

（2）提高铸件的冷却速率

冷却速率越慢, 铁液保持液态的韶光也就越长，对砂型热浸染韶光长，使固化剂受热分解量增加，同时增加了硫元素的扩散韶光，球化衰退加剧。
提高铸件的冷却速率，能有效的减少硫元素的扩散韶光，降落球化衰退效果。
在利用冷铁提高冷却速率的情形下，铁液不与树脂砂打仗, 而与冷铁打仗, 凝固加速, 形成硬壳, 也在一定程度上避免了硫元素的渗入。

（3）降落浇注温度

在担保不涌现其他毛病的情形下，尽可能降落浇注温度。
降落浇注温度, 能减少硫元素与液态金属的打仗韶光，减少硫元素的扩散，消弱球化衰退效果。

3.3 抵消硫 的影响

（1）增加铁液残余Mg含量

提高稀土镁球化剂的加入量，增加铁液残余Mg含量，花费扩散到铁液表层的滋扰元素S。
这样做并不能完备肃清扩散到表层的S元素，以是增加铁液残余Mg含量。
只能使表层片状石墨区减薄，并不能完备肃清。
残余Mg含量不能过高，否则铸件会涌现渣眼、 缩松、 气孔等毛病，严重时铸件涌现渗碳体组织，恶化铸件机器性能。

3.4 采纳的方法

通过以上剖析，结合我厂的实际情形，我们采纳了以下方法：

（1）增加灼烧减量和再生系统的检测、检修力度，将灼烧减量降至2%以下。
此时再生砂中的S含量约在0.05%旁边，在很大程度上降落了型砂与铁液界面S元素的扩散动力。

（2）降落浇注温度，将浇注温度降至1350℃以下，减少S元素与液态金属的打仗韶光, 减少硫元素的扩散。

（3）提高残余Mg含量，将残余Mg由0.03～0.04%增加到0.04～0.06%。

采纳这些方法往后，我们将片状石墨层厚度掌握在了1mm以下如图2所示，知足了客户的利用哀求。

4、结论

有机磺酸固化剂的利用，使树脂砂再生砂中含有较高的S元素。
采取树脂砂工艺生产球 墨铸铁时，铸件表层易因球化衰退而涌现片状石墨，通过降落灼烧减量、降落浇注温度、提高残余Mg含量等方法使这种毛病得到很好的掌握。