水冷金属型离心球墨铸铁管气孔的成因(二)

     铁液飞溅落入管模内未浇注区域的铁液液滴迅速凝固成球状铁豆，同时由于能与周围空气充分接触，在铁豆表面迅速形成氧化物层（Fe2O3、 Fe3O4 等）。随着浇注的进行，大量铁液覆盖了这些铁豆，并将铁豆重熔，在铁液重熔铁豆时，铁液内的 C 与铁豆表面的氧化物发生化学反应，生成 CO 气体，但由于冷却速度较快，铁豆未完全熔化、CO 气体和飞溅裹入的空气未完全排出时铸管已经凝固成型，造成铁豆“镶嵌”在铸管表面，形成铁豆气孔。
   反应方程式如下： 4C+Fe3O4＝3Fe+4CO↑（高温） （1） 3C+Fe2O3＝2Fe+3CO↑（高温） （2）
     为了验证分析结果，将铸态未退火处理的铸管铁豆气孔部位进行打磨、抛光，观察金相情况，金相组织如图 3 所示，铁豆部位几乎全是铁素体基体组织，而铸管基体却有很多碳化物，两者之间没有过渡区域，圆形的铁素体区域首先以不同的冷却速度凝固，随后铸件开始凝固。可以判断铁液覆盖并重熔铁豆时使铁豆凝固产生的碳化物分解，相当于短暂的退火处理。

3. 管模状态差   
     水冷离心球墨铸铁管浇注前需要在旋转的管模内均匀喷吹定量的模粉（粒度为 0~0.3 mm 的 FeSi 孕育剂），模粉既能保护管模，延长管模寿命，又可起到瞬间强化孕育的作用，同时还能消除铸管外表面的气孔。为了排气和便于携带模粉，管模在使用前，内表面会经过打点处理，成凹坑状，如图 4 所示。在生产过程中，管模内表面局部小凹坑磨损，既起不到排气作用，又无法携带模粉，导致该部位孕育不足，从而产生气孔。
      使用严重龟裂管模也会造成气孔，管模内腔龟裂的裂纹内有大量气体，即使加大模粉用量也不能完全排除，因此，在浇注过程中会造成大量针状气孔[8]。
4. 其他因素
     与铁液接触的铁液包衬、流槽、模粉等工装物料未彻底烘烤干燥也会引起气孔。高温铁液与水分发生反应生成 H2，使铁液气体含量增加，从而形成气孔。
     在实际生产中，由于生产节奏不连续，造成管模、流槽等工装温降，且温差大，温度不均匀，冷却速度过快，容易形成气孔缺陷。