球铁铸件件产生缩孔、缩松的倾向比灰铸铁件大得多,防止收缩缺陷往往是工艺设计中棘手的问题。
在实际在生产过程中有人认为应该遵循顺序凝固的原则,在 后凝固的部位放置大冒口,以补充铸件在凝固过程中产生的体积收缩;有人认为球铁铸件件只需要采用小冒口,有时不用冒口也能生产出健全的铸件。要在铸件质量的条件下 大限度地提高工艺出品率,仅仅依靠控制铸铁的化学成分是不够的, 在了解球铁铸件凝固特性的基础上,切实控制铸铁熔炼、球化处理、孕育处理和浇注作业的全过程,而且要地控制铸型的刚度。
球铁铸件中的石墨是在奥氏体外壳包围的条件下长大的,石墨球长大所发生的体积膨胀主要是通过奥氏体外壳作用在相邻的共晶团上,有可能将其挤开,使共晶团之间的空隙扩大,也易于通过共晶团作用在铸型的型壁上,导致型壁运动。
铸件凝固过程中石墨化膨胀易使铸型发生型壁运动球铁铸件以糊状凝固方式凝固,铸铁件开始凝固时,铸型-金属界面处的铸件外表面层就比灰铸铁薄得多,而且增长很慢,即使经过了较长的时间,表层仍然是强度低、刚度差的薄壳。内部发生石墨化膨胀时,这种外壳不足以耐受膨胀力的作用下,就可能向外移动。如果铸型的刚度差,就会发生型壁运动而使型腔胀大。结果,不仅影响铸件的尺寸精度,而且石墨化膨胀以后的收缩得不到补充,就会在铸件内部产生缩孔、缩松之类的缺陷。
球铁铸件曲轴与传统的锻钢曲轴比较,有制造简便、成本低廉、又有吸震、对表面刻痕不敏感等锻钢材料所不具备的优良特性、球铁与巴氏合金、铅青铜、钢背铝合金的轴瓦均有良好的匹配性。石墨具有润滑作用和储存润滑油作用,其比钢好;球铁铸件在承受小能量多次冲击载荷条件下,其抗冲击性能也优于钢;球铁铸件曲轴通过合金化、合理球化、孕育处理等,其在扭转、弯曲疲劳应力状态下的疲劳强度,可达到甚至超过锻钢曲轴。
石墨形态不仅影响球铁铸件的静载荷性能,而且 显著地影响动载荷性能。稀土镁球铁中,球状和团状石墨(球化级别1~3级)的动态性能相差较少,当出现团片状石墨时,性能明显下降,尤其是组织中有厚片状石墨聚集分布时(球化级别6级),疲劳强度约下降20%,而小能量多次冲击韧性下降约5倍。镁球铁中,球化率65%的球铁比球化率93%的球铁抗拉强度σb下降8.2%,而疲劳强度σ-1下降26%。当石墨的体积 时,石墨的平均球径越大,单位面积视场中球墨个数越少,疲劳强度越低。石墨成行排列, 疲劳断裂,降低疲劳强度。实践证明:石墨球越细小,圆整、均布,球铁的疲劳强度就越高。