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目前我国的铸造工业的生产规模，铸件的产量品种，都已经处于世界前列。雄厚的工业基础为众多行业提供了大量的铸件(毛坯和零件)。

近年来，我国的铸造工业已进入到厂点多、产量大、门类齐全的世界铸造大国行列，同时我国铸件出口增长较快，仅今年1-3月份我国铸钢件、铸铁件产量分别达到2,469,140吨，1,040,613吨，同比增长13.32 % ，12.54 % 。出口产品也由简单件进展到要求较高的形状复杂的铸件。但与美、日、德、法等铸造强国相比，还有相当的差距。

主要表现在，我国的铸件以‘老’‘　大’‘　黑’‘　粗’而出名，主要原因在于我国铸造业存在废品率较高的现象。我国普通铸铁件的废品率约为10 % 左右，复杂件、高1档件在10 % 到15 % 左右，铝合金压铸件在8 % 到10 % 左右。同时缺陷主要集中在铸件表面或内部出现的气孔、砂眼等。其中80 % 左右的缺陷都是可以通过修复来挽救的。导致缺陷原因很多，在工艺安排、材料选择、铸造模具设计与制作、浇注成型等过程中，如果不能科学和严谨的设计与执行，都将导致废品率的出现和提高。

随着世界经济的发展，我国成为铸造强国，铸造生产要必须走优质、高效、低耗、清洁的可持续发展道路。根本的方法是：铸件由低附加值产品向中、高1档铸件发展。这要求必须提高整个铸造的技术水平，但是铸造技术水平是一个系统工程，受制于现实的情况，短期内很难得到大幅度的提高。当务之急是降低铸件的废品率，由此铸件的修复效益已经越来越被企业看重，即使是技术实力雄厚的知名外资企业和国有大型企业也纷纷采用铸件修复的方式来弥补现有铸造技术的不足。各企业在挽救缺陷铸件方面因各自情况往往采取不同的方式。

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众所周知，对铸铁液进行孕育，白口深度将变浅，共晶凝固温度将上升。因此，对片状石墨铸铁液进行孕育的结果，D 型石墨变成 A 型石墨，抗拉强度将增大(图 1)。而对球状石墨球铁液进行孕育，则石墨颗粒数增加，缩孔倾向减少。根本原因在其凝固形态发生了变化。

2 铸铁的宏观凝固

片状石墨铸铁的凝固过程是先析出初生奥氏体，之后开始共晶凝固。而球状石墨铸铁，通常先析出初生石墨，之后开始共晶凝固。对片状石墨铸铁液进行激冷，即加快凝固速度(铸件的壁厚减薄)则产生白口组织，同时易析出 D 型石墨(如图 2)。图 2 的上方是白口倾向测试试样，越往右凝固速

度越大，凝固速度大的部分将产生白口组织，这与凝固温度—凝固速度曲线相一致。与此相对应，直径 30mm 的圆棒凝固时间为 5min。这个圆棒的凝固速度为 15mm/5min = 180mm/h。这个速度被称为宏观凝固速度。

3 铸铁的微观凝固组织

具有共晶成分的片状石墨铸铁液在 1500℃保温，孕育对试样的共晶团的影响如图 3 所示。从图中可知，保温时间越长共晶团晶粒直径越大，孕育处理使共晶团晶粒直径变小。未进行孕育处理的共晶团晶粒的直径大约 0.9mm，而进行孕育处理的试样的共晶团晶粒的直径大约 0.25mm 左右。这个共晶凝固过程产生的结晶称为共晶团。在前边叙述过的直径为 30mm 的试样的宏观凝固速度是 180mm/h。这时各个共晶团凝固时间与

试样完全凝固时间大约相同。因此，未进行孕育处理的试样的共晶团直径为 0.9mm，5min 凝固完毕，其微观凝固速度为 10.8mm/h。与此相对应，进行孕育处理的试样微观凝固速度为 3.0mm/h。由此可知，由于孕育处理使微观凝固速度大幅度变小。结合图 2 分析，可观察到孕育使共晶团的凝固速度从 10.8mm/h 减小到 3.0mm/h。即可以认为图 2 中的凝固速度从右向左移。由于孕育处理微观使凝固速度变小，结果 D 型石墨变成 A 石墨，白口变成 D 型石墨。对球状石墨铸铁进行孕育，则增加石墨数量(石墨的直径变小)。球状石墨铸铁来讲，一个石墨形成一个共晶团。因此，孕育处理使球状石墨铸铁减小微观凝固速度。

直径为 30mm 的圆棒铸型里浇注球墨铸铁液，得到的石墨半径大约为 10μm 的石墨。其详情这里不在叙述，但由此可求得球墨铸铁共晶团的半径为 24μm。不管是球墨铸铁还是片状石墨铸铁铸件完全凝固时间大约相同（直径 30mm 试样），凝固时间需约 5min。因此，球状石墨铸铁的微观凝固速度约为 290μm/h = 0.3mm/h。与片状石墨铸铁的 10.8mm/h 相比，可知球铁石墨铸铁的凝固速度很缓慢。同时这个现象带来了球墨铸铁的共晶凝固温度的下降。

4 结言

孕育处理，片状石墨铸铁还是球状石墨铸铁都有细化共晶团的作用，其结果使微观凝固速度变慢。这个现象减少了白口化倾向，造成共晶温度上升。而且，片状石墨球铁中通过石墨的 A 型化，带来了抗拉强度的上升，而球墨铸铁孕育处理可减少缩孔和防止异常石墨的生成。

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1、结构分析

（1）此碟阀属园饼形结构，内部空腔由8根加强筋连接支撑，顶部Φ620孔与内腔相通，其余部分均为封闭形状，砂芯难以固定，且易变形，同时对砂芯排气和内腔的清理都带来很大困难，如图1。

（2）铸件壁厚相差很大，max壁厚处达380mm，min壁厚只有36mm。铸件凝固时温差较大，收缩不均匀极易产生缩孔、缩松缺陷致水压试验渗水。

2、工艺方案设计：

1.分型面如图一所示，将有孔的一端放在上箱，中间内腔做一个整体砂芯，芯头适当加长，以方便砂芯的紧固和翻箱时砂芯的稳定，侧面两个盲孔悬臂泥芯芯头长度要大于孔的长度，使整个砂芯重量中心偏向芯头一侧，确保砂芯固定平稳。

2.采用半封闭式浇注系统，∑F内：∑F横：∑F直＝1：1.5：1.3，直浇道用内径Φ120陶瓷管，底部放置两块200×100×40mm耐火砖，以防铁水直接冲击砂模，横浇道底部设置150×150×40泡沫陶瓷过滤网，内浇道用12根内径Φ30陶瓷管通过过滤网底部集水槽均匀连接至铸件底部形成底注式浇注方案，如图2。

（3）上模放置14个∮20型腔通气孔，芯头中间放置一根Φ200砂芯排气孔，在厚大部位放置冷铁激冷，确保铸件实现均衡凝固，利用石墨化膨胀原理取消补缩冒口，以提高工艺出品率，砂箱尺寸3600×3600×1000/600mm，用25mm厚钢板焊接保证足够的强度和刚性。

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