柴油機(jī)用軸承體瓦面點(diǎn)狀銹蝕探析范文

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摘要：采用金相顯微鏡研究了某型柴油機(jī)用QT500-7軸承體瓦面點(diǎn)狀銹蝕行為。結(jié)果表明，點(diǎn)狀銹蝕處的金相顯微組織粗大，部分石墨球開(kāi)裂或脫落形成凹坑，導(dǎo)致殘留冷卻液及空氣介質(zhì)與裸露基體反應(yīng)形成點(diǎn)狀銹蝕現(xiàn)象；通過(guò)降低CE，調(diào)整球化劑及孕育劑配比，降低澆注溫度，可以有效解決此類問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：顯微組織；石墨；孕育

軸承體屬于柴油機(jī)關(guān)鍵零件，是通過(guò)軸襯與曲軸互相作用的零件，是承載受力零件，質(zhì)量要求高。鑄件材質(zhì)為QT500-7，按NFEN1563制造。

1取樣

軸承體實(shí)物如圖1所示，點(diǎn)蝕狀區(qū)域如圖2所示。為了分析的準(zhǔn)確性，在點(diǎn)蝕部位取2個(gè)試樣，取樣編號(hào)為1-1、1-2；如圖3所示。

2試樣組織與成分分析

2.1試樣金相顯微組織分析

圖4是取樣的金相顯微腐蝕形貌，從圖中可以看到：局部石墨球呈現(xiàn)粗大開(kāi)裂狀，此狀石墨易從基體中脫落，形成低于鑄件加工面位置的凹陷狀，使得基體大面積裸露，與加工殘留冷卻液或者空氣介質(zhì)發(fā)生化學(xué)腐蝕，繼而形成如圖2所示的宏觀樣貌。

2.2CE分析

根據(jù)技術(shù)驗(yàn)收條件,原工藝化學(xué)成分控制如表1。根據(jù)CE=C+(Si+P)/3可計(jì)算出CE，測(cè)取3批次鑄件化學(xué)成分，如表2所示；最后計(jì)算各自CE并取其平均值CE=4.557%，對(duì)于厚大件的球墨鑄鐵，應(yīng)將CE的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至4.3%~4.4%[1,2]；結(jié)合表3中的關(guān)系趨勢(shì)可知：本成分得到的CE過(guò)高，且屬于過(guò)共晶成分，易形成石墨漂浮，加之鑄件壁厚較厚，凝固緩慢，更加劇了石墨粗大，漂浮。

2.3澆注溫度

澆注溫度的提高，石墨漂浮，粗大開(kāi)花的可能性也會(huì)增大。石墨漂浮現(xiàn)象與鑄件壁厚，鐵液成分(以液相共晶成分CEL表示，單位%)和澆注溫度的關(guān)系如表3所示。可以看出：隨著鑄件壁厚的增加以及澆注溫度的提高，臨界最大液相共晶成分降低，也就是允許的碳當(dāng)量降低[1]。查鑄件壁厚101mm，原工藝中澆注溫度控制范圍1370~1390℃，結(jié)合表3綜合推斷：澆注溫度在1370~1400℃時(shí)，允許的最大碳當(dāng)量為4.21%和4.27%；所以分析可得出：原工藝澆注溫度過(guò)高，需要降低澆注溫度。

3改進(jìn)工藝及驗(yàn)證

3.1工藝更改

需要結(jié)合表3中的規(guī)律，將工藝CE控制在4.3%~4.4%左右，澆注溫度在1370℃左右。（1）將工藝CE控制在4.3%~4.4%，CE的控制通過(guò)降低C含量，Si含量，如表4所示。（2）降低澆注溫度：結(jié)合表3中的溫度與壁厚及CE關(guān)系以及實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，將原始澆注溫度范圍由1370~1390℃更改為1360~1370℃。

3.2生產(chǎn)驗(yàn)證

根據(jù)更改后的工藝生產(chǎn)驗(yàn)證，同樣測(cè)取3批次鑄件實(shí)際檢驗(yàn)成分，如表5所示；最后計(jì)算各自CE圖4QT500-7試樣組織×100Fig.4MicrostructureofQT500-7圖5最終QT500-7試樣組織并取其平均值CE=4.35%，然后在鑄件瓦口面處觀察其顯微組織，如圖5所示，石墨球圓整，細(xì)小，分散，無(wú)粗大組織。滿足客戶驗(yàn)收要求，很好的解決了鑄件石墨漂浮粗大的缺陷。

4結(jié)論

（1）對(duì)鑄件表面點(diǎn)狀銹蝕進(jìn)行分析，確認(rèn)為石墨漂浮，粗大引起石墨脫落，導(dǎo)致裸露基體與外部介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成凹坑。（2）結(jié)合鑄件壁厚，合理控制CE在4.3%~4.4%，降低澆注溫度可消除石墨漂浮、粗大，獲得組織致密的鑄件。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(huì).鑄造手冊(cè).鑄鐵（第2卷）[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.

[2]王曉江.鑄造合金及其熔煉[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.

[3]喜多新男.預(yù)防球墨鑄鐵鑄造缺陷的措施[J].現(xiàn)代鑄鐵,1986(2):60-64.

作者：田永維 劉延坪 李磊 王斌 嚴(yán)江波 單位：海軍駐興平地區(qū)軍事代表室