灰鑄鐵件加工面麻點狀小孔缺陷的分析及防止

1、灰鑄鐵件加工面麻點狀小孔缺陷的分析及防止許德隆（中國北車集團大連機車車輛有限公司，遼寧大連116021）摘要：采用金相方法對HT300鑄件加工面麻點狀小孔缺陷的形貌、分布特征和產(chǎn)生原因進行了分析。認為：麻點是由許多尺寸在0.3mm以下的小孔組成，多產(chǎn)生在凝固過程中冷速較慢的厚壁部位，主要分布在石墨密集區(qū)域，特別是在石墨封閉或半封閉區(qū)域；鑄件w（C）和w（Si）量偏高，凝固過程中局部冷速過慢，切削用量偏大都有可能引起這種缺陷。提出了預防這

2、種缺陷的四條措施。關鍵詞：麻點狀小孔缺陷；石墨剝落；預防措施中圖分類號：TG251文獻標識碼：A文章編號：1003－8345（2009）06－0082－07AnalysisPreventionofPockedSpotsDefectonCuttingMachinedSurfaceofGrayIronCastingXUDelong（DalianLocomotiveVehicleCo.Ltd.ChinaNthVehicleGroupCo.Lt

3、d.Dalian116021China）Abstract:ByusingmetallographicmethodthemphologydistributionfeaturefmationreasonofthepockedspotsshapedpinholesonthemachinedsurfaceofHT300gradegraycastironcastingwasanalyzed.Itwasconsideredthatthepocked

4、spotsareactuallymanysmallpinholessizedlessthan0.3mmtheyarenmallyexistingintheheavysectionareawhichcoolingrelativelyslowlyduringsolidificationprocessmainlyinthegraphitedenseareaespeciallyintheareaenclosednearlyenclosedbyg

5、raphite.Thistypeofdefectmaybecausedbytoohighw（C）w（Si）ofcastingtooslowcoolingoflocalareatoobigcuttingfeed.Fourmeasureswereproposedtopreventthistypeofdefect.Keywds:pockedspotshapedpinholesdefectgraphitescalingoffprevention

6、measures灰鑄鐵的切削加工表面時常出現(xiàn)麻點缺陷，肉眼觀察為小黑點的缺陷，實際是形態(tài)各異的小孔，因而易被誤認為是表面縮松或是非金屬夾雜物。這種缺陷比較容易出現(xiàn)在HT300以下的各種牌號鑄件，產(chǎn)生部位多在凝固過程中冷速較慢的厚壁部位。1缺陷的形貌特征1.1宏觀形貌對切削加工后表面存在缺陷的鑄件進行解剖，試樣的材料牌號為FC300（相當于HT300），化學成分為w（C）2.72%，w（Si）2.05%，w（Mn）0.76%，w（P）0.

7、056%，w（S）0.095%。對試樣進行打磨拋光后觀察，其宏觀形貌如圖1所示，表面有大小不等的麻點狀小孔。1.2微觀形貌文獻[1]把這種缺陷稱為“麻點”，并認為是“切削加工面上存在大量的直徑0.2mm左右的小孔”。對圖1試樣金相觀察，這種缺陷是尺寸小于0.3mm的小孔，且小孔形狀各異，圓孔甚少，尚難以用直徑表達；并且尺寸大于0.2mm的小圖1鑄件加工表面上的麻點狀小孔（打磨拋光后）Fig.1Pockedspotshapedpinhol

8、esonmachinedsurfaceofcasting(afterhavingbeenpolished)收稿日期：20090114修定日期：20090815作者簡介：許德隆（1936.12），男，江蘇省江都市人，高工，主要從事廢品分析和失效分析及鑄造缺陷分析，現(xiàn)已退休。現(xiàn)代鑄鐵2009682缺陷與對策DefectsCountermeasures圖4（a）石墨呈半封閉狀態(tài)，石墨及其所包圍的金屬剝落后形成的小孔；圖4（b）石墨呈封閉狀，石

9、墨及其所包圍的金屬剝落后形成；圖4（c）是將圖4（b）的照片拋光面再經(jīng)5次打磨拋光（至少磨去0.15mm）后的形貌，周圍的石墨已經(jīng)發(fā)生了很大變化，但小孔依然存在。2麻點狀小孔缺陷的形成過程為了解這種缺陷的形成原因和找出預防對策，并正確認識亞共晶鑄鐵中的“塊狀石墨”，試驗對可能出現(xiàn)這種缺陷的微區(qū)采用每次微量拋磨的方法，反復進行金相觀察來得到麻點的形成過程。2.1試驗方法將圖1所示的試塊依次用#600、#900砂紙打磨，再用粒度2.5μm的

10、金剛石研磨劑拋光，拋磨機的轉速為600rmin，磨盤直徑200mm，觀察試樣的金相組織。選擇石墨密布區(qū)和具有封閉、半封閉狀態(tài)特征的微區(qū)進行觀察，記錄5~6個微區(qū)；然后再次打磨、拋光，觀察各特征點變化，記錄石墨所包圍的金屬的剝落情況。這樣就可以觀察到石墨及其所包圍的微區(qū)金屬的剝落過程，也就是小孔的形成過程。2.2試驗結果2.2.1石墨密布區(qū)剝落過程石墨密布區(qū)要比非密布區(qū)割裂基體嚴重，在切削力作用下，容易使石墨及其所包圍的金屬剝落而形成小孔

11、，如圖5所示。圖5（a）為尚未形成小孔的初始態(tài)，中心部位有2處（1區(qū)和2區(qū)）可能出現(xiàn)剝落形成小孔；圖5（b）為經(jīng)第1次打磨拋光后，1區(qū)石墨上部開始連通；圖5（c）為經(jīng)第2次打磨拋光后，局部石墨開始剝落；圖5（d）為經(jīng)再次打磨拋光后，1區(qū)石墨連同它所包圍的金屬剝落，形成小孔。2.2.2石墨包圍區(qū)剝落過程基體金屬被片狀石墨所包圍，在切削力作用下，最易剝落形成小孔。圖6顯示了受石墨包圍的金屬的剝落過程。圖6（a）為幾根石墨呈棗核狀分布，石墨內

12、側稍有剝落，包圍著1區(qū)和2區(qū)，尚未形成小孔的初始態(tài)；圖6（b）為經(jīng)第1次打磨拋光后，1區(qū)金屬剝落，2區(qū)又出現(xiàn)一根石墨，而使2區(qū)金屬形成孤島；圖6（c）為經(jīng)第2次打磨拋光后，2區(qū)金屬剝落與1區(qū)金屬連成一片，但石墨依然存在；圖6（d）、圖6（e）為再經(jīng)2次打磨拋光后，石墨逐漸剝落，形成一個鈍三角形小孔。2.2.3處于應力集中區(qū)金屬的剝落過程基體金屬未被片狀石墨包圍，但經(jīng)打磨拋光仍可能剝落，原因是局部金屬處于應力集中區(qū)。圖4小孔的形態(tài)100F