怎样防止球墨铸铁件严重变形和开裂和结构优化及材料选用

其一、怎样防止球墨铸件严重变形和开裂

在生产中采取以下几个措施防止和消 除球墨铸件的开裂变形现象。

(1)检验模型结构情况，在易变型和开裂的地方，放置拉筋和加强筋板;在不影响球墨铸件几何尺寸和性能要求的情况下，可增大过渡处的圆角尺寸。对于某些细长比例较大的球墨铸件，如机床床身、平板、平台等特别是有导轨的机床件，导轨热节较大，其他部位又较薄，易产生挠度变形，为此应采取反挠度，来抵消球墨铸件凝固时产生的挠度变形。

(2)浇注系统设计中，对于重量较大、体积较大的球墨铸件可开设两个以上的直浇道，使金属液能速度适宜平稳进入铸型内。

(4)球墨铸件浇注后，不要过早的打箱，在箱内应有足够的保温时间，对于中大型球墨铸件尤为重要。

(5)不影响大型球墨铸件机械强度和性能使用的情况下，可适当调整球墨铸件的化学元素成份。

干砂负压消失模铸造是一种全新的铸造工艺，除继承铸造的主要优点外，它还有工作环境，易实现机械化操作等特点。之后将逐步实现对传统铸造工艺的替代。

其二、机械球墨铸铁件结构优化及材料选用

机械球墨铸铁件结构优化后，相对而言机械球墨铸铁件质量减轻，机械球墨铸铁件所受应力大，所以优化方案是否合理，是成败的关键。汽车上使用的许多机械球墨铸铁件承受的是高周疲劳应力，其失效的大部分原因是由疲劳断裂引起的。机械球墨铸铁件一旦设计完成，如何保护其使用寿命是一个很重要的问题。

机械球墨铸铁件设计企业通过CAE软件进行模拟分析，计算出机械球墨铸铁件所受应力大小和受力部位。铸造企业通过应力分析结果，结合所选用的机械球墨铸铁件材料，判断是否能达到机械球墨铸铁件要求的疲劳寿命，如果铸造企业盲目进行设备，一旦遇到机械球墨铸铁件结构或选择机械球墨铸铁件材料不合理，会给企业造成较大损失。

选择机械球墨铸铁件材料好重要，许多企业将机械球墨铸铁件材料的抗拉强度作为机械球墨铸铁件所能承受应力大小的判断依据，这种判断方式值得商讨。

其原因主要是系数大小的确定比较困难，如果没有成熟的经验积累，选择抗拉强度作为设计依据会很困难。例如：在优化机械球墨铸铁件托臂梁时，就遇到过机械球墨铸铁件所受应力和材料匹配的问题，初也是使用抗拉强度作为设计依据，机械球墨铸铁件所受应力和机械球墨铸铁件材料的抗拉强度按照1：1设计。

机械球墨铸铁件局部大应力达到609MPa，而选用的材料抗拉强度≥600MPa，屈服强度≥370MPa，抗拉强度实测值为650~680MPa。

台架试验结果：3个机械球墨铸铁件15万次以内，全部发生断裂，而台架试验的寿命要求是不小于60万次。