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2018年埃肯铸造面向广大客户发出征文邀请，聆听客户与埃肯的故事，埃肯铸造与您携手并行。

为了回馈大家对埃肯的支持，秉持着分享技术知识的初心，现在特此开此专题，将第一篇获奖作品分享如下~ 

本文介绍硫氧随流孕育剂在乘用车球铁飞轮上的应用，其原理是利用硫氧随流孕育剂增加形核能力使铸件单位面积析出的石墨球数量更多，石墨球更小，并在不采用发热冒口的情况下做到了较小的缩松面积，解决了加工面缩松缺陷问题，满足了客户的需求。

我公司近期为某厂开发乘用车球铁飞轮（如图1所示），生产线为粘土砂高密度水平造型线，产品主要参数如图2所示。

图1 球铁飞轮

图2 飞轮主要参数

该飞轮的直径280，壁厚在10-20之间，球化率要求≥85%，并且客户对铸件内部缺陷要求较高，不但对内部缩松缺陷有严格的分区标准，每一区有具体的面积要求，而且要求加工面不允许出现任何铸造缺陷，对于这么大的盘类铸件来说，要完全达到要求非常困难，在生产初期，我们靠修改模具工艺来解决内部缩松，做了多次的模具工艺修改，从1个浇口做到4个浇口，从没有冒口到做放多个冒口，也尝试过在缩松部位加激冷措施，但最终都没有成功，其在外圆的热节处缩松无法消除，加工后就会发现（见图3）。

图3   飞轮缩松缺陷

针对这个问题也咨询了德国铸造方面的专家，这种类型的产品在德国生产是要加1-2个发热冒口的，但是在国内这种工艺方式生产成本太高，批量生产不现实，所以放弃了，后面考虑从材料上进行改善，从缩松位置的金相进行了研究，生产时采用的是冲包球化工艺，整个开发过程分为了三个阶段。

第一阶段：采用的是普通球化剂+硅钡孕育剂+硅钡随流孕育剂，其生产出来的产品球化率合格，球的大小很均匀，完整，石墨球数量平均在226个/㎜2（图4），但是X-ray探伤结果就是缩松严重，平均缩松面积为2800㎜2（如图5），第一批飞轮试制加工结果为缩松废品比例70%，加工后缺陷如（图3）。

左图4&右图5

第二阶段：我们采用了镧系的球化剂+硅钡孕育剂+硅钡随流孕育剂，目的是为了利用镧系球化剂带来的石墨大小不均匀特性打开凝固补缩通道解决缩松问题，生产出来的产品球化率合格，球的大小已不是那么均匀，球墨尺寸呈明显地倾斜分布，出现较多相对细小的石墨球，石墨球数量平均在351个/㎜2（如图6），X-ray探伤仍然有缩松，但是有所改善，平均缩松面积为2000㎜2（如图7），加工后仍然有缩松缺陷，缩松位置与之前一致，缩松比例未有明显改善。

左图6&右图7

第三阶段：我们采用了镧系的球化剂+硅钡孕育剂+埃肯硫氧随流孕育剂，目的是除了利用镧系球化剂的补缩特性之外还要利用硫氧随流孕育剂增加形核的能力，使单位面积析出的石墨球数大量增加，石墨球变的更小，以增强铁液的自补缩能力，从而减少缩松面积。生产出来的产品球化率合格，石墨球有明显的变化，变的更小更密，石墨球数量平均689个/㎜2（如图8） ，X-ray探伤平均缩松面积为1000㎜2以内（如图9），加工后的缩松废品比例为3%以内，达到了客户要求，实现了正常的批量生产。

左图8&右图9

我们从三个阶段的产品金相中各选取了10个视场进行了统计分析（见表1），从这张表中，我们可以看出来，石墨球数的多少影响缩松的面积大小，呈反比关系。而硫氧孕育剂在石墨数量增加的过程中起到了关键性作用。其主要的原理是硫氧随流孕育剂在加入金属元素的同时，再引入一定S、O非金属元素，孕育剂中反应能力强的Ca和Ce与硫、氧作用后，就会产生较多的石墨晶核。硫有利于形成石墨晶核，氧则对孕育过程有重要的作用，通过瞬时孕育处理，石墨生核过程中，将同时受益于钙、铈、硫、氧的协同作用，最终形成更多的石墨球。并且在使用硫氧随流时，包内孕育剂可以比原来减少50%使用量，充分发挥出了瞬时孕育的特性，在批量生产中也降低了孕育剂的使用成本。

在此类产品的开发和生产过程中，我们做了很多偿试， 最终找到了这种解决办法，当然这类产品的生产在不同铸造厂，可能会有不同的解决方案，因为影响产品质量的因素太多，像原材料的加入比例，原材料的品质，模具工艺及过程工艺参数等等，任何一种变化都可能会产生不一样的结果，这种生产方法只是提供了一个方向，以供参考。