汽車(chē)前橋中多種零部件采用球墨鑄鐵，鑄鐵自從1947年問(wèn)世以后，大體經(jīng)歷了十年的過(guò)程，便以一種新型的工業(yè)金屬材料投人了工業(yè)生產(chǎn)，并得到了快速的發(fā)展，生產(chǎn)比例不斷增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年度世界球鐵件產(chǎn)量已達(dá)到1959萬(wàn)噸，我國(guó)球鐵件產(chǎn)量達(dá)到583萬(wàn)噸。美國(guó)雜志《M0dern Casting》預(yù)測(cè)，全球球墨鑄鐵件產(chǎn)量的年增長(zhǎng)率達(dá)到3.8％，高于全球金屬鑄件產(chǎn)量的年平均增長(zhǎng)率，位居第二。球鐵產(chǎn)量之所以能迅速發(fā)展的一個(gè)重要原因是，隨著制造業(yè)的發(fā)展，厚大斷面球鐵在冶金、機(jī)械、交通運(yùn)輸及核燃料儲(chǔ)運(yùn)等方面得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，需求量迅猛增加。

 一般認(rèn)為，鑄件壁厚l00mm以上的球墨鑄鐵件稱為大斷面球墨鑄鐵件。大斷面球鐵件尺寸大，重量大，壁厚大，鑄造時(shí)的熱容量大，凝固緩慢，極易造成球化衰退與孕育衰退，從而導(dǎo)致鑄件的組織和基體發(fā)生變化，特別是在鑄件的心部更加嚴(yán)重。主要表現(xiàn)為石墨球粗大，石墨球數(shù)量減少，石墨漂浮，石墨球產(chǎn)生畸變，形成各種非球狀石墨，主要有偽片狀、蠕蟲(chóng)狀。爆裂狀和碎塊狀。同時(shí)由于凝自時(shí)溶質(zhì)元素的再分配還會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的元素偏析及晶間碳化物等一系列問(wèn)題，其結(jié)果使得球墨鑄鐵的力學(xué)性能變差，特別是延伸率和塑性明顯降低，從而制約了大斷面球墨鑄鐵的推廣使用。隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，在技術(shù)條件上，對(duì)大型球鐵件的內(nèi)外在質(zhì)量要求越來(lái)越高，鑄造工作者面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

針對(duì)大斷面球鐵生產(chǎn)中存在的問(wèn)題，義和車(chē)橋鑄造分廠提出了多種質(zhì)量控制措施，鑄造大型球墨鑄鐵件的關(guān)鍵工藝措施之一是加快鑄件的冷卻。通過(guò)各種冷卻手段，縮短凝固時(shí)間，有效控制大斷面球鐵鑄件的質(zhì)量。一些研究結(jié)果認(rèn)為，鐵液的凝固時(shí)間應(yīng)控制在2h之內(nèi)。對(duì)大斷面球鐵鑄件，各種型砂都難于滿足快速冷卻的要求。提高冷卻速度的常規(guī)辦法是加冷鐵，強(qiáng)制冷卻、冷鐵和強(qiáng)制冷卻配合應(yīng)用。

1)加冷鐵冷鐵的熱導(dǎo)率大，蓄熱能力強(qiáng)，是應(yīng)用最廣的加強(qiáng)冷卻材料。冷鐵工作面第一次使用前要加工，不得有氣孔、砂眼等缺陷，重復(fù)使用時(shí)必須把工掰彩作面磨光且干燥處理，根據(jù)實(shí)際情況控制冷鐵使用次數(shù)。實(shí)驗(yàn)表明，冷鐵只能在一定范圍內(nèi)起作用，鑄件壁厚尺寸太大時(shí)，仍然不能消除碎塊狀石墨。   

2)強(qiáng)制冷卻強(qiáng)制冷卻是指使用水冷或水、汽  冷或空氣冷等強(qiáng)制措施，強(qiáng)化鑄件凝固，減少凝固時(shí)間，保證需要的結(jié)晶組織。但在使用時(shí)，一定要注意強(qiáng)制水冷的安全性。

3)冷鐵與強(qiáng)制冷卻配合為了能夠充分發(fā)揮冷鐵的冷卻作用，特別是石墨冷鐵的冷卻作用，可在冷鐵的內(nèi)部或外表面采用強(qiáng)制冷卻措施。最常用的冷卻介質(zhì)是空氣、霧化水、液氧和水，選用哪種介質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，需依具體條件而定。例如，齊齊哈爾二機(jī)床企業(yè)集團(tuán)鑄造分廠，在進(jìn)行大斷面高伸長(zhǎng)率球墨鑄鐵制造研究過(guò)程中，采用在冷鐵中間放置通氣管，造型時(shí)將冷鐵按位置安放好并接通管路，澆注時(shí)將壓縮空氣通人管道中連續(xù)供氣，顯著加快鑄件的冷卻速度并保證石墨形態(tài)，取得了良好的效果。

4)澆注時(shí)加入懸浮劑均勻分布于鐵水內(nèi)部，起到“內(nèi)冷鐵”的作用。通常的懸浮鑄造工藝應(yīng)考慮介質(zhì)的顆粒大小、比重、成份等物化性能，鐵液的溫度、流動(dòng)性以及采用的懸浮劑性能等工藝參數(shù)，其加入量一般不超過(guò)5％，但對(duì)于厚大斷面球鐵，由于保持液態(tài)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，在選擇合適微型鐵的基礎(chǔ)上，加入量可以增加至10％。有實(shí)驗(yàn)證明，粒度為5.7mm，成分接近大斷面球鐵模擬試樣的化學(xué)成分的白口組織的鐵丸作為微型冷鐵加人到金屬液中，可有效地抑制大斷面球鐵的球化衰退，改善組織的均勻性及其雜質(zhì)元素的分布形態(tài)，提高機(jī)械性能。