针对液压多路阀灰铸铁阀体材料组织与性能研究

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1、２０１４年３月机床与液压Ｍａｒ２０１４第４２卷第５期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ４２Ｎｏ５ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１－３８８１２０１４０５００９液压多路阀灰铸铁阀体材料组织与性能研究王守仁１，刘延利１，朱艳华１，郭培全１，王敏２（１山东英才学院机械制造及自动化工程学院，山东济南２５０１０４；２山东大学产业集团，山东济南２５００６１）摘要：采用复合型壳熔模铸造工艺制备出了液压插装阀灰铸铁阀体，并测试其力学性能指标。利用ＯＭ、ＳＥＭ、ＥＤＳ分析了灰铸铁的微观组织特征。实验结果表明：石墨片长度为１４４６μｍ左右

2、，为石墨８级；主要基体组织为铁素体＋珠光体，渗碳体簇＜３％，为碳３级；灰铸铁中的磷共晶组织影响其力学性能。关键词：液压插装阀；灰铸铁；力学性能；组织中图分类号：ＴＨ１３７文献标识码：Ａ文章编号：１００１－３８８１（２０１４）５－０３１－４ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＧｒａｙＧｒａｐｈｉｔｅＣａｓｔＩｒｏｎｆｏｒＣａｒｔｒｉｄｇｅＶａｌｖｅ１，１１１２ＷＡＮＧＳｈｏｕｒｅｎＬＩＵＹａｎｌｉ，ＺＨＵＹａｎｈｕａ，ＧＵＯＰｅｉｑｕａｎ，ＷＡＮＧＭｉｎ（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａ

3、ｎｄｏｎｇＹｉｎｇｃａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＪｉｎａｎＳｈａｎｄｏｎｇ２５０１０４，Ｃｈｉｎａ；２ＩｎｄｕｓｔｒｙＧｒｏｕｐＣｏｍｐａｎｙ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＪｉｎａｎＳｈａｎｄｏｎｇ２５００６１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｅｋｉｎｄｏｆｇｒａｙｇｒａｐｈｉｔｅｃａｓｔｉｒｏｎｆｏｒｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇｃａｒｔｒｉｄｇｅｖａｌｕｅｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．ＴｈｅｉｒｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙＯＭ，ＳＥＭ，ＥＤＳ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｇｒａｐｈ

4、ｉｔｅｌｅｎｇｔｈｉｓａｂｏｕｔ１４４６μｍ（Ｄｅｇｒｅｅ８）．Ｔｈｅｖｏｌｕｍｅｏｆｃｅｍｅｎｔｉｔｅｉｓｌｏｗｅｒｔｈａｎ３％（Ｄｅｇｒｅｅ３）．Ａｎｄｔｈｅｍａｔｒｉｘｉｓｍａｄｅｏｆｆｅｒｒｉｔｅａｎｄｐｅａｒｌｉｔｅ．Ｔｈｅｐｈｏｓｐｈｉｄｅｅｕｔｅｃｔｉｃｉｎｇｒａｙｇｒａｐｈｉｔｅｃａｓｔｉｒｏｎｈａｓａｌａｒｇｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃａｒｔｒｉｄｇｅｖａｌｖｅ；Ｇｒａｙｃａｓｔｉｒｏｎ；Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［７－９］液压多路插装

5、阀阀体材料一般采用铸铁。由于灰增加。如在产生缩松、夹渣的地方就会渗漏，在铸铁材料具有耐磨性能好、消振性能好、铸造性能和气孔存在的地方，液体也会顺着气孔而渗出，白口倾切削加工性能好等特点，在液压阀中广泛采用［１－２］。向大与石墨漂浮都极易导致多路阀阀体大量漏油而报但是，在灰铸铁多路插装阀使用过程中经常发现渗漏废。裂纹、泥芯撑熔接不良等也会造成不致密，引起现象，渗漏现象始终是灰铸铁在生产中突出的问题之铸件渗漏。因此，研究液压多路插装阀阀体灰铸铁材一，主要表现形式是试压过程中表面冒汗或渗油现料的关键制造技术具有必要性和迫切性。象［３－４］。铸铁石墨本身及石墨与基体界面是

6、不渗漏１试验条件的，但其中存在着不均匀性，当介质压力达到相当高选用优质本溪Ｑ１０低磷铁、普通宝鸡Ｚ１４低磷时，产生局部破裂，石墨通过对强度的削弱，就会通铁、北台Ｑ１０低磷铁作为试验用原材料，采用复合过铸件壁厚在这些不均匀处引起渗漏［５－６］。灰铸铁产型壳精铸工艺制备出了灰铸铁多路插装阀阀体，见图品产生渗漏的原因主要有：石墨的数量、形状及石墨１所示。复合型壳精铸工艺是一种面层与过渡层采用的分布和紧密程度。铸件在承受载荷时，在石墨边缘硅溶胶锆英砂制壳工艺，背层采用水玻璃莫来石粉制造成应力集中，冲击载荷增加了应力不均匀性，这种壳工艺，并采用硅溶胶锆英砂型壳轻型悬挂在线干

7、急加载荷，时间短，速度快，变形速，载荷使应力积燥，采用水玻璃莫来石粉制壳自动覆砂、挂浆、干燥聚在石墨表面，来不及向外扩散，达到一定程度时就等生产工艺，可变换浇注位置，改变液态金属充填方会在石墨的边缘形成裂纹，因而液体的压力渗漏往往式，从而改变液态金属的凝固顺序，改善组织形态，先从组织中的石墨析出处发生。另外，生产实际中，减少缺陷，提高阀体致密性。利用碳硫分析仪和光谱铸件由于存在着多种铸造缺陷，产生渗漏的概率大大仪分析其化学成分，灰铸铁的化学成分见表１。并确收稿日期：２０１３－０２－２５基金项目：山东省自然科学基金资助项目（ＺＲ２０１１ＥＭＭ００３）作者简介：王守仁

8、（１９６６