柴油机用轴承体瓦面点状锈蚀探析范文

摘要：采用金相显微镜研究了某型柴油机用QT500-7轴承体瓦面点状锈蚀行为。结果表明，点状锈蚀处的金相显微组织粗大，部分石墨球开裂或脱落形成凹坑，导致残留冷却液及空气介质与裸露基体反应形成点状锈蚀现象；通过降低CE，调整球化剂及孕育剂配比，降低浇注温度，可以有效解决此类问题。

关键词：显微组织；石墨；孕育

轴承体属于柴油机关键零件，是通过轴衬与曲轴互相作用的零件，是承载受力零件，质量要求高。铸件材质为QT500-7，按NFEN1563制造。

1取样

轴承体实物如图1所示，点蚀状区域如图2所示。为了分析的准确性，在点蚀部位取2个试样，取样编号为1-1、1-2；如图3所示。

2试样组织与成分分析

2.1试样金相显微组织分析

图4是取样的金相显微腐蚀形貌，从图中可以看到：局部石墨球呈现粗大开裂状，此状石墨易从基体中脱落，形成低于铸件加工面位置的凹陷状，使得基体大面积裸露，与加工残留冷却液或者空气介质发生化学腐蚀，继而形成如图2所示的宏观样貌。

2.2CE分析

根据技术验收条件,原工艺化学成分控制如表1。根据CE=C+(Si+P)/3可计算出CE，测取3批次铸件化学成分，如表2所示；最后计算各自CE并取其平均值CE=4.557%，对于厚大件的球墨铸铁，应将CE的质量分数降至4.3%~4.4%[1,2]；结合表3中的关系趋势可知：本成分得到的CE过高，且属于过共晶成分，易形成石墨漂浮，加之铸件壁厚较厚，凝固缓慢，更加剧了石墨粗大，漂浮。

2.3浇注温度

浇注温度的提高，石墨漂浮，粗大开花的可能性也会增大。石墨漂浮现象与铸件壁厚，铁液成分(以液相共晶成分CEL表示，单位%)和浇注温度的关系如表3所示。可以看出：随着铸件壁厚的增加以及浇注温度的提高，临界最大液相共晶成分降低，也就是允许的碳当量降低[1]。查铸件壁厚101mm，原工艺中浇注温度控制范围1370~1390℃，结合表3综合推断：浇注温度在1370~1400℃时，允许的最大碳当量为4.21%和4.27%；所以分析可得出：原工艺浇注温度过高，需要降低浇注温度。

3改进工艺及验证

3.1工艺更改

需要结合表3中的规律，将工艺CE控制在4.3%~4.4%左右，浇注温度在1370℃左右。（1）将工艺CE控制在4.3%~4.4%，CE的控制通过降低C含量，Si含量，如表4所示。（2）降低浇注温度：结合表3中的温度与壁厚及CE关系以及实际生产经验，将原始浇注温度范围由1370~1390℃更改为1360~1370℃。

3.2生产验证

根据更改后的工艺生产验证，同样测取3批次铸件实际检验成分，如表5所示；最后计算各自CE图4QT500-7试样组织×100Fig.4MicrostructureofQT500-7图5最终QT500-7试样组织并取其平均值CE=4.35%，然后在铸件瓦口面处观察其显微组织，如图5所示，石墨球圆整，细小，分散，无粗大组织。满足客户验收要求，很好的解决了铸件石墨漂浮粗大的缺陷。

4结论

（1）对铸件表面点状锈蚀进行分析，确认为石墨漂浮，粗大引起石墨脱落，导致裸露基体与外部介质发生化学反应形成凹坑。（2）结合铸件壁厚，合理控制CE在4.3%~4.4%，降低浇注温度可消除石墨漂浮、粗大，获得组织致密的铸件。

参考文献：

[1]中国机械工程学会铸造分会.铸造手册.铸铁（第2卷）[M].北京:机械工业出版社,2002.

[2]王晓江.铸造合金及其熔炼[M].北京:机械工业出版社,2009.

[3]喜多新男.预防球墨铸铁铸造缺陷的措施[J].现代铸铁,1986(2):60-64.

作者：田永维 刘延坪 李磊 王斌 严江波 单位：海军驻兴平地区军事代表室