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球墨铸铁件结构优化及材料选用及形成原因防止措施【一】、球墨铸铁件结构优化及材料选用
球墨铸铁件结构优化后，相对而言球墨铸铁件质量减轻，球墨铸铁件所受应力大，所以优化方案是否合理，是成败的关键。汽车上使用的许多球墨铸铁件承受的是高周疲劳应力，其失效的大部分原因是由疲劳断裂引起的。球墨铸铁件一旦设计完成，如何保证其使用寿命是一个很重要的问题。
球墨铸件设计企业通过CAE软件进行模拟分析，计算出球墨铸铁件所受应力大小和受力部位。铸造企业通过应力分析结果，结合所选用的球墨铸铁件材料，判断是否能达到球墨铸铁件要求的疲劳寿命，如果铸造企业盲目进行开发，一旦遇到球墨铸铁件结构或选择球墨铸铁件材料不合理，会给企业造成较大损失。
选择球墨铸铁件材料十分重要，许多企业将球墨铸铁件材料的抗拉强度作为球墨铸铁件所能承受应力大小的判断依据，这种判断方式值得商讨。
其原因主要是系数大小的确定比较困难，如果没有成熟的经验积累，选择抗拉强度作为设计依据会很困难。例如：在优化球墨铸铁件托臂梁时，就遇到过球墨铸铁件所受应力和材料匹配的问题，初也是使用抗拉强度作为设计依据，球墨铸铁件所受应力和球墨铸铁件材料的抗拉强度按照1：1设计。
球墨铸铁件局部大应力达到609MPa，而选用的材料抗拉强度≥600MPa，屈服强度≥370MPa，抗拉强度实测值为650~680MPa。
台架试验结果：3个球墨铸铁件15万次以内，全部发生断裂，而台架试验的寿命要求是不小于60万次。
【二】、机械球墨铸铁件形成原因防止措施
由于机械球墨铸铁件具有较高的强度、硬度、耐磨性、冲击韧度，其减摩性、减震性和屈服强度都优于铸钢，抗拉强度基本和铸钢不相上下，一般在400~1000MPa，因此被广泛地应用在汽车、农机等行业。但是，由于机械球墨铸铁件的含碳量在3.7%左右和存在石墨化膨胀现象，会使机械球墨铸铁件在消失模铸造过程产生一些缺陷，如皱皮、缩孔和缩松、气孔、增碳和粘结等，这些缺陷的存在会直接影响机械球墨铸铁件的组织和性能，从而造成废品率上升。因此，了解这些缺陷产生的原因，进而提出防治措施，减少缺陷的产生，提高机械球墨铸铁件的力学性能及其表面质量，从而使产品的合格率得到提高，提高经济效益。
1.形成原因
这类缺陷一般出现在铸铁件的上部(对于大件)、侧面(对于小薄壁件)和铸铁件的死角部位。这类缺陷的出现，会严重损害铸铁件的表面质量。
在生产消失模球铁件时，一般都采用EPS作模样材料，由于EPS分子式中含有苯环结构，含碳量较高(高达92%)，在高温下气化速度较慢，在进行浇注时，金属液的充型速度比EPS模样气化速度高时，EPS泡沫塑料来不及完全气化，其裂解产物液态聚苯乙烯的表面张力与高温熔化的铁液不同，进而会引起收缩，铁液冷却凝固后形成不连续的皱皮缺陷。
2防止措施
(l)选择合适的泡沫塑料选用低密度的EPS或STMMA作模型材料能够减少皱皮缺陷，因为模样密度越低，模样的质量越小，分 解所需要的热量越少，气化越容易，产生的分 解物的量也越少。
(2)提高浇注温度和浇注速度浇注温度高，可以改变铁液的流动性，加快充型速度，而且能够使模样的分 解速度加快，在进行消失模铸造时，机械球墨铸铁件铁液的浇注温度一般在1450~1470℃较好。加快浇注速度，一般由细流变粗流再变细流，浇注速度较快，可以保证足够的热量使泡沫塑料容易气化，且能够使铁液迅速充满型腔，减小皱皮缺陷的发生。
(3)提高涂料和型砂透气性涂料和型砂的透气性越好，越有利于泡沫模样热解产物的排出，减小皱皮缺陷的产生。
(4)通过在浇注系统中设置合适的集渣包。
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