（1）問(wèn)題的提出    某廠在進(jìn)行引進(jìn)柴油機(jī)零件國(guó)產(chǎn)化時(shí)，要對(duì)關(guān)鍵件進(jìn)行工藝論證，從工藝角度確保產(chǎn)品符合零件的驗(yàn)收要求，并達(dá)到穩(wěn)定生產(chǎn)。其做法為：解剖零件看內(nèi)部是否致密。在對(duì)主軸承蓋進(jìn)行解剖后，從剖面上可以清晰地看到一種現(xiàn)象：沿輪廓邊沿的表層與內(nèi)部有一條明顯的色差界限，金相分析發(fā)現(xiàn)深色部分為石墨形態(tài)變異層（見(jiàn)圖5-15）。

球化合格的鐵液為何進(jìn)入鑄型內(nèi)，球化石墨又衰退成片狀石墨？衰退層有多厚？針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，該廠做了一些分析工作。

（2）分析

組織異常區(qū)的定性分析結(jié)果。用熒光X射線對(duì)異常處、正常處進(jìn)行分析后的結(jié)果如表5-7所示，在金相異常處檢出大量的影響球化的元素。

組織異常區(qū)的定量分析結(jié)果。用碳硫分析儀進(jìn)行異常處、正常處分析后的結(jié)果如表5-8所示：影響球化的硫異常多、MgS較多；開(kāi)花狀石墨區(qū)分析結(jié)果，碳量偏高。

從以上分析可看出，元素S是使石墨銳變的主要因素。在用呋喃樹(shù)脂而又用苯磺酸做固化劑的樹(shù)脂砂中，型砂中S來(lái)源于固化劑中的對(duì)甲苯磺酸。

除S以外，還會(huì)不會(huì)有其他元素引起球化衰退呢？為此，把再生砂、涂料、球化劑一起進(jìn)行分析。對(duì)涂料、球化劑進(jìn)行熒光X射線分析，排除了這幾種材料含有影響球化元素的可能。關(guān)于再生砂，采取w（N）含量以及灼燒減量（LOI）的測(cè)定，看N和LOI對(duì)球化衰退是否有影響，其結(jié)果見(jiàn)表5-9.

（3）球化衰退原因推測(cè)    除S高之外，型砂中灼燒減量高、氮異常高也是引起球化衰退的原因。為此，測(cè)定了用不同的型砂鑄造的主軸承蓋的球化衰退層的厚度。

1. 型砂：新砂（AFS45）10%+再生砂（LOI值3.79）；型砂配比：樹(shù)脂"w(N)28%"0.97%+固化劑0.52%（樹(shù)脂的54%）；衰退層厚度：8~10mm(讀數(shù)顯微鏡測(cè)定）。
   
2. 型砂：新砂（AFS45）100%；型砂配比：樹(shù)脂“w（N）2.8%”1.2%+固化劑0.65%（樹(shù)脂的54%）；衰退層厚度：2mm（讀數(shù)顯微鏡測(cè)定）。

在用含N呋喃樹(shù)脂而又用苯磺酸做固化劑的樹(shù)脂砂中，型砂的硫量隨固化劑加入量而增加，灼燒減量、w(N)量與樹(shù)脂加入量呈線性關(guān)系；而樹(shù)脂加入量則與砂型終強(qiáng)度指標(biāo)、樹(shù)脂比強(qiáng)度、原砂質(zhì)量以及砂中含塵量等有直接關(guān)系。如該廠所用型砂的灼燒減量為：灼燒減量3.79%+樹(shù)脂0.97%+固化劑0.52%（樹(shù)脂的54%）=5.28%。型砂（包括部分回用砂通過(guò)鐵液高溫加熱后）經(jīng)過(guò)再生而又回復(fù)到3.7%左右。通過(guò)換算，當(dāng)LOI值在3.79%時(shí)，砂中的w（S）量約為0.31%。從以上分析中可以推知：型砂的灼燒減量與S、N亦成正比例關(guān)系。那么，如何控制樹(shù)脂砂中S、N含量呢？大家知道，樹(shù)脂砂中S來(lái)源于固化劑中的對(duì)甲苯磺酸，N來(lái)源于呋喃樹(shù)脂中的尿素；有研究表明，固化劑中的S在砂中聚積很難用機(jī)械再生去除。因而減少型砂中S、N含量，控制源頭是最有效的辦法。

灼燒減量（LOI）與所使用的再生設(shè)備有直接關(guān)系。國(guó)外有些廠家把再生砂的灼燒減量控制在1%~2.5%之間，值得關(guān)注。

針對(duì)以上分析，該從減少S、N以及灼燒減量入手，選擇固化劑的總酸度，樹(shù)脂中含N量，以及增加新砂加入量，以期減少砂子的灼燒減量值，并重新鑄造主軸承蓋，其結(jié)果達(dá)到了需要的目標(biāo)值，衰退層厚度從2mm降為0.3mm。

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