本文介绍了齿轮座铸件的技术要求及生产难点，对比是否应用硫氧孕育剂随流处理的情况下，对附铸试块的金相、力学性能进行检测。结果表明：使用硫氧孕育剂随流处理的齿轮座附铸试块具有较高的铁素体含量、石墨球数以及较高的球化率和较小的球径。
该齿轮座的化学成分中要求硅含量小于2.0%，力学性能抗拉强度350-400MPa，屈服强度大于230MPa，延伸率大于18%；金相组织检验符合GB/T9441《球墨铸铁金相检验》的要求，铸件本体和试块的球化级别不低于3级，并且齿轮座铸件不允许出现冷隔、夹砂、气孔、砂眼、缩孔、缩松等缺陷。齿轮座铸件（见图1）平均壁厚为80mm，重量：2000Kg。
图1 齿轮座铸件图
1、试验条件和方法
采用优质打包冲压件边角料加增碳剂的熔炼工艺，使用5吨中频感应电炉熔化。原水取光谱分析，调整原铁水成分满足下列要求：w（C）3.60%—3.80%、w（Si）0.9%—1.0%，w（Mn）≤0.2%，w（P）≤0.08%，w（S）≤0.01%，w（Cr）≤0.1%，然后，温度在1440℃-1450℃出水球化。为了减少缩孔缩松的几率，选用埃肯铸造5922镧系轻稀土球化剂，加入量控制在1.15%。
我们将孕育作为试验方案，方案如下：
孕育方式试验1：一次孕育0.4%的75SiFe压在包底；二次孕育0.4%的埃肯铸造高钙钡，在球化过程中加入；三次孕育为随流孕育，使用粒度为0.2-0.7mm的专用孕育剂，通过专用的漏斗在浇注过程中加入，加入量为0.1%。分别浇注3件铸件，并取铸件对应的附铸试块进行金相组织、力学性能的分析化验，单铸试块编号分别标识为2018-01；2018-02；2018-03。
孕育方式试验2：一次孕育0.4%的75SiFe压在包底；二次孕育0.5%的埃肯铸造高钙钡，在球化过程中加入，不采取硫氧随流孕育。分别浇注3件铸件，并取铸件对应的附铸试块进行金相组织、力学性能的分析化验，单铸试块编号分别标识为2018-04；2018-05；2018-06。孕育方式如表1所示。
表1 渣灌孕育处理方式及其加入量
2、试样制备
浇注的6件齿轮座铸件分别取附铸试块，附铸试块尺寸为180mm×70mm×85mm，加工取得试块85mm方向上的20mm后，将其加工成如图2的试棒尺寸，检查力学性能和金相组织，并对试块进行湿法分析，获取各试块的化学成分。力学性能采用WA-600KD型电液式万能试验机测试；试棒金相Φ20mm×15mm在XJG-05大型显微镜检查组织；用TH110里氏硬度计测量试块硬度。
图2 拉伸试棒尺寸
3、试验结果及分析
3.1附铸试块力学性能和化学成分如表2和表3所示
表3 附铸试块化学成分
表2、表3附铸试块的力学性能和化学成分结果表明：附铸试块的化学成分符合技齿轮座的技术要求；在化学成分相近的情况下，有加入埃肯硫氧随流孕育试块的抗拉强度要比没有加入埃肯硫氧随流孕育的试块要低，而延伸率要高，总体力学性能要好。
3.2 附铸试块的金相组织
表4 附铸试块金相组织
各选取两组试块金相组织进行对比，金相组织图片如下图所示：
由表2附铸试块力学性能、表3附铸试块的化学成分、表4附铸试块的金相组织可以看出：在化学成分相近冷却时间相同的情况下，加入埃肯铸造硫氧孕育剂的试样不管是球化率、石墨球墨数、基体铁素体还是延伸率都要高于或优于没有加入埃肯铸造硫氧孕育剂的试样。
在球铁生产中一般认为硫、氧为消耗球化剂、产生夹渣的有害元素，但此孕育剂为使阻碍球状化的有害元素无害化调整了Ca、Ce的含量，因为Ce对S和O亲和力非常强，溶入铁水的S、O会与Ce、Ca反应，可以缓和其害处，加之Ce的化合物也起核生成的作用，所以S、O可使石墨有效生成，增加石墨球数、增加基体铁素体含量从而影响铸件的综合力学性能。
在此案例中，使用埃肯铸造硫氧孕育剂随流可以稳定地生产齿轮座铸件，并且可以获得较高的韧性的铁素体铸件，有效增加石墨球数和球化率。硫氧孕育剂通常用于低形核潜力铁水，目的就是提供形核必需元素硫和氧，增加形核质点，从而提高石墨球数和球化率。