离心铸造气缸套的质量问题与应对方法分析

程先军

摘要：为了提升离心铸造气缸套应用水平，要结合实际应用要求和标准提升具体问题具体分析的能力，并强化质量问题的处理效率，有效结合离心铸造气缸套力学性能标准完善应用方案，并避免缩松缺陷等问题产生的不良影响。本文分析了离心铸造气缸套质量问题，然后提出了应对处理的建议。

关键词：离心铸造;气缸套;质量问题;优化建议

中图分类号：TK425                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）16-0141-02

0  引言

离心铸造气缸套在高温和高压环境中应用，因此，要落实有效的质量控制方案，保证其力学性能良好，有效解决存在的质量问题，且组织致密性满足质量应用标准。

1  离心铸造气缸套的质量问题

1.1 抗拉强度不标准

对于气缸套应用控制工作而言，其抗拉强度非常关键，因此，要采取本体取样检测的方法进行分析，但是，依旧存在抗拉强度不达标的质量问题，究其原因，主要是因为同炉缸套中个别缸套的抗拉强度数值不符合应用标准。

1.2 硬度不足

为了提升离心铸造气缸套的应用水平，一般是在铸件本体时进行硬度检测分析，高P离心铸造气缸套的硬度标准一般在200HB到310HB之间，在抗拉强度要求较高的环境下，对硬度的要求也较高。但是，在实际应用中却存在硬度不足的现象，主要是因为冷却速度和化学成分不匹配实际应用环境，使得离心铸造气缸套的应用操作不能在规定的硬度应用规范内实现[1]。

1.3 石墨异常问题

石墨异常表现为形态不同，不仅会降低整个离心铸造气缸套的力学性能，还会增加磨损问题造成的不良影响。常见形态为图1。

呈现出非常规化A型石墨形态，而是D型过冷石墨，一般会在气缸套的外缘位置，影响其实际应用质量，严重者还会产生较大的断面结构，影响形核能力。

1.4 白斑组织结构

对于离心铸造气缸套而言，白斑是非常常见的缺陷问题，不仅会对离心铸造气缸套应用质量产生影响，也会造成离心力中心位置各相的沉浮效果出现差异，形成不均匀组织，最后造成离心铸造气缸套气孔问题。较为常见的白斑组织包括块状、圆月形、直线形（图2）等，究其原因，是奥氏体富集过程中由离心铸造气缸套自由面共析产生的，正是因为这些无游离石墨珠光体组织的存在，会严重制约离心铸造气缸套的应用质量水平。

1.5 砂眼缺陷问题

在离心铸造气缸套制作过程中，浇道和铸型内孔挂砂层要完成对应的冲洗工作才能避免脱落，但是，若是此时铁液在凝固前无法实现上浮，则砂粒就会直接滞留在离心铸造气缸套的内部，造成砂眼问题[2]（如图3）。

2  离心铸造气缸套质量优化建议

在离心铸造气缸套质量优化工作中，要充分关注各个阶段和质量控制标准，从抗拉强度、硬度参数、白斑组织控制等多方面落实更加合理的质量优化方案，着重关注冷却速度、孕育处理工藝等环节，确保能大大提升离心铸造气缸套的综合应用水平，为行业健康发展奠定坚实基础。

2.1 优化抗拉强度

第一，要从原材料的角度出发，在配料处理过程中要尽量减少生铁的用量，利用废钢完成原材料处理，一般要将废钢用量从20%上升到60%，此时，抗拉强度能有效提高13%。借助废钢和增碳剂共同处理的方式，有效利用铁液浇注处理的方式提升强度。

第二，要严格控制其基础化学成分，合理化选择ω（C）的含量，含量若是超标，则会造成基体割裂度增大的问题，对应的削弱程度也会增强。因此，在强度要求参数较高的环境中，要适当降低ω（C）的含量。与此同时，要合理化匹配适当的ω（P）含量，结合实际应用情况维持综合应用效果，若是抗拉强度要求在280MPa以上，则此时气缸套选取的ω（P）含量就要维持在0.4%到0.6%之间。

第三，优化孕育处理流程，为了全面促进石墨化发展进程，要尽量减少白口倾向处理，利用水冷控制模式，维持平衡态较为合理的孕育处理工艺方案。尤其是在高强度气缸套生产过程中，要尽量增大孕育量，并且完善铁液的预处理。除此之外，也要增大冷却速度，从而借助优化细化晶粒的方式优化离心铸造气缸套的力学性能[3]。

2.2 优化硬度参数

在硬度参数处理和控制工作中，要保证冷却速度处理工序和化学成分含量都能满足应用标准，打造更加合理科学的硬度处理框架，从而避免硬度不足或者是超标对其质量产生的不良影响。

一方面，要科学规范对应的冷却速度，因为小型离心铸造气缸套的体积参数较小，对应的冷却速度就会加快，若是硬度较差，则会减少冷却水量的冷却效果，基于此，要结合实际应用环境评估冷却速度。

另一方面，为了避免硬度较差等问题对离心铸造气缸套应用质量产生影响，要提高ω（C）的含量，并且降低磷元素、锰元素等硬化相价位明显的元素含量[4]。

2.3 避免石墨异常

为了保证离心铸造气缸套应用的合理性，要结合冷却速度、CE含量以及孕育处理工艺的标准要求完善综合质量控制，着重避免石墨异化问题对其应用效果产生的不良影响。在合理性控制对应操作的同时，也要保证形核能力等应用效果符合预期。

第一，要对冷却速度予以集中控制，过冷度是造成石墨过冷问题的原因，在铁液转变期间，冷却速度的增加会造成奥氏体枝晶数量呈现出增长的趋势，细化程度越来越大，这就会导致石墨出现异常趋势，因此，要在实际生产工艺和处理工作中尽量降低冷却水的用量几率，从而避免冷却速度异常。

第二，要有效控制CE，若是铁液的CE过低，则会使得石墨的化学能力受到影响。所以，要尽量集中搜索CE，并且落实对应的处理机制，确保CE满足实际应用标准和用量[5]。

第三，要全面提升孕育处理工艺的稳定性和规范性，并且降低整个孕育处理模式的过冷度，从而维持A型石墨应用标准，从根本上避免D型石墨，强化形核能力的同时，还能提升孕育处理效果。

2.4 处理白斑组织

第一，提高CE。为了保证离心铸造气缸套各个结构分布的均匀性，要适当提高CE的含量，维持应用效果的同时，保证离心铸造气缸套能呈现出较为合理有效的应用组织结构，最大程度上提高其应用水平和控制质量[6]。

第二，增大冷却速度。要结合实际应用环境和应用标准适当增大冷却速度，避免冷却不及时产生的组织富集等问题。

第三，降低铸型转速。合理性控制离心铸造气缸套铸型处理的速度，避免高速产生的组织抽离等问题，有效维持石墨分布的正规化和正常化。

第四，强化孕育处理，优化孕育处理工艺的整体水平，维持综合控制效果。

2.5 避免砂眼问题

为了避免砂眼问题对离心铸造气缸套应用产生的影响，就要结合实际应用要求完善控制流程和要素，从而提高离心铸造气缸套的应用质量。

第一，要强化日常工作流程的监管和控制水平，确保操作人员能按照标准化流程完成综合处理工序，从而减少人为因素造成砂眼问题的几率，提升其整体质量水平，并维持规范化质控流程，最大程度上提高离心铸造气缸套的质量。

第二，要着重关注浇道和挂砂过程，维持对应工序的合理性和科学性，避免砂粒出现剥落等问题影响离心铸造气缸套的生产质量，并着重维持工序的完整性和规范性。例如，应用耐火砖进行浇道修砌处理，并且匹配自动喷涂等方式，减少人为操作问题的同时，还能提高整体应用流程的规范性，满足离心铸造气缸套的质量要求标准[7]。

第三，要对浇注温度、浇注流程和浇注时间等予以集中调研，尤其是对温度参数的控制，要保证砂粒能充分上浮到气缸套内的表面位置，维持加工应用的效果，并优化机械加工的整体水平。

3  結束语

总而言之，要结合离心铸造气缸套的应用标准和质量管控要求，提高铸造工艺改进水平，并尽量避免抗拉强度不合格、硬度不达标、过冷石墨、白斑组织等问题对离心铸造气缸套产生的不良影响，打造更加高标准的生产过程，提升铸件的应用效率和整体工艺水准，促进工业实现可持续健康发展。

参考文献：

[1]俞树吉，朱学梅，王建荣.一种柴油机气缸套离心铸造工艺改进[J].铸造设备与工艺，2021（1）：10-11，34.

[2]刘书胜.多工位智能化气缸套毛坯离心铸造机研讨[J].内燃机与配件，2019（13）：88-89.

[3]宗显宝，唐松，潘建平.280系列发动机气缸套离心铸造工艺开发[J].轨道交通装备与技术，2018（2）：16-18.

[4]田永维，李飞，周茜.离心铸造气缸套的质量问题及解决措施[J].现代铸铁，2017，37（5）：61-63，73.

[5]JURGENRADSTAKE.离心铸造气缸套对新涂料的需求[C].//2017中国铸造活动周.2017：1-5.

[6]林雪冬，孙建，叶京川，等.离心铸造自生颗粒增强Al-22Si-6Mg复合材料气缸套的制备及性能检测[J].铸造，2017，66（11）：1150-1154.

[7]熊昌盛，熊宝录，熊晗颖.柴油机气缸套金属型覆砂层离心铸造工艺[J].铸造技术，2016，37（8）：1762-1764.