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制作

(一)嚴格要求化學(xué)成分，對原鐵液要求的碳硅含量比灰鑄鐵高，降低球墨鑄鐵中錳，磷，硫的含量

(二)鐵液出爐溫度比灰鑄鐵更高，以補償球化，孕育處理時鐵液溫度的損失

(三)進行球化處理，即往鐵液中添加球化劑

(四)加入孕育劑進行孕育處理

(五)球墨鑄鐵流動性較差，收縮較大，因此需要較高的澆注溫度及較大的澆注系統(tǒng)尺寸，合理應(yīng)用冒口，冷鐵，采用順序凝固原則

(六)進行熱處理

折疊編輯本段生產(chǎn)

國內(nèi)

在河南鞏縣鐵生溝西漢中、晚期的冶鐵遺址中出土的鐵?，經(jīng)過金相檢驗，具有放射狀的球狀石墨，球化率相當于現(xiàn)代標準一級水平。而現(xiàn)代的球墨鑄鐵則是遲至1947年才在國外研制成功的。我國古代的鑄鐵，在一個相當長的時期里含硅量都偏低，也就是說，在約2000年前的西漢時期，我國鐵器中的球狀石墨，就已由低硅的生鐵鑄件經(jīng)柔化退火的方法得到。這是我國古代鑄鐵技術(shù)的重大成就，也是*冶金的奇跡。

球墨鑄鐵以其優(yōu)良的性能，在使用中有時可以代替昂貴的鑄鋼和鍛鋼，在機械制造工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。冶金行業(yè)過去一直認為球墨鑄鐵是英國人于1947年發(fā)明的。西方某些學(xué)者甚至聲稱，沒有現(xiàn)代科技手段，發(fā)明球墨鑄鐵是不可想象的。1981年，我國球鐵專家采用現(xiàn)代手段，對出土的513件古漢魏鐵器進行研究，通過大量的數(shù)據(jù)斷定漢代我國就出現(xiàn)了球狀石墨鑄鐵。有關(guān)論文在第18屆*科技史大會上宣讀，轟動了鑄造界和科技史界。冶金史專家于1987年對此進行驗證后認為:古代中國已經(jīng)摸索到了用鑄鐵柔化術(shù)制造球墨鑄鐵的規(guī)律，這對*冶金史作重新分期劃代具有重要意義。

國外

1947年英國H.Morrogh發(fā)現(xiàn)，在過共晶灰口鑄鐵中附加鈰，使其含量在0.02wt%以上時，石墨呈球狀。1948年美國A.P.Ganganebin等人研究指出，在鑄鐵中添加鎂，隨后用硅鐵孕育，當殘余鎂量大于0.04wt%時，得到球狀石墨。從此以后，球墨鑄鐵開始了大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。球墨鑄鐵作為新型工程材料的發(fā)展速度是令人驚異的。1949年*球墨鑄鐵產(chǎn)量只有5萬噸，1960年為53.5萬噸，1970年增長到500萬噸，1980 年為760萬噸，1990年達到915萬噸。2000年達到1500萬噸。球墨鑄鐵的生產(chǎn)發(fā)展速度在工業(yè)發(fā)達*特別快球墨鑄鐵產(chǎn)量的75%是由美國、日本、德國、意大利、英國、法國六國生產(chǎn)的。中國球墨鑄鐵生產(chǎn)起步很早，1950年就研制成功并投入生產(chǎn)，中國的球墨鑄鐵年產(chǎn)量達230萬噸，位于美國、日本之后，居*第三位。適合中國國情的稀土鎂球化劑的研制成功，鑄態(tài)球墨鑄鐵以及奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵等各個領(lǐng)域的生產(chǎn)技術(shù)和研究工作均達到了很高的技術(shù)水平。

(1)鑄態(tài)珠光體球墨鑄鐵曲軸和鑄態(tài)鐵素體球墨鑄鐵汽車底盤零件分別在我國第二汽車廠、南京汽車廠和*汽車廠相繼投產(chǎn)。這標志著中國鑄態(tài)球墨鑄鐵生產(chǎn)達到了較高水平。與之相適應(yīng)的包外脫硫、雙聯(lián)法熔煉、瞬時孕育、孕育塊技術(shù)以及音頻檢測和熱分析快速分析等技術(shù)的采用，則標志著中國大量流水生產(chǎn)汽車鑄件的技術(shù)水平與水平的差距正在縮小。

(2)試驗研究了大斷面(壁厚大于120mm)球墨鑄鐵的冶金因素以及相應(yīng)的生產(chǎn)工藝措施。采用適量的釔基重稀土復(fù)合球化劑、強制冷卻、順序凝固、延后孕育，必要時添加微量銻、鉍等可防止球墨鑄鐵件中心部位的石墨畸變和組織疏松等，現(xiàn)已成功地制作了38噸重的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，17.5噸重的柴油機體、截面為805mm的球墨鑄鐵軋輥等。

(3)奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵的研究與應(yīng)用。20世紀70年代初，幾乎同時中國、美國、芬蘭3個*宣布研究成功了具有高強度、高韌性的奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵(上統(tǒng)稱ADI)，這種材質(zhì)的抗拉強度達1000MPa，因此它廣泛應(yīng)用于齒輪以及各種結(jié)構(gòu)件，與合金鋼相比，奧-貝球墨鑄鐵具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

(4)球墨鑄鐵管和水平連續(xù)鑄造球墨鑄鐵型材。中國已相繼建成幾個球墨鑄鐵管廠，且近幾年還將有幾個球墨鑄鐵管廠建成。2000年，中國年產(chǎn)離心鑄造球墨鑄鐵管達90萬噸。此外，中國自行研制的水平連續(xù)鑄造球墨鑄鐵型材生產(chǎn)線已通過*鑒定，并已有多家企業(yè)投產(chǎn)。再加上中國引進的一條生產(chǎn)線，至2002年，中國年產(chǎn)球墨鑄鐵型材的能力達數(shù)萬噸。

(5)系統(tǒng)地測定了稀土鎂球墨鑄鐵的力學(xué)性能及其他性能，為設(shè)計人員提供了有關(guān)數(shù)據(jù)。測定了稀土鎂球墨鑄鐵的比重、導(dǎo)熱性、電磁性等物理性能，結(jié)合金相標準研究了石墨和基體組織對球墨鑄鐵性能的影響規(guī)律。系統(tǒng)地測定了鐵素體球墨鑄鐵在常溫、低溫、靜態(tài)和動態(tài)條件下的各種性能。此外，還研究了稀土鎂球墨鑄鐵的應(yīng)力應(yīng)變性能、小能量多沖抗力和斷裂韌性，并開始用于指導(dǎo)生產(chǎn)。結(jié)合球墨鑄鐵齒輪的應(yīng)用，還系統(tǒng)地研究了球墨鑄鐵的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度，以及球墨鑄鐵齒輪的點蝕、剝落機理等。 (6)稀土鎂球墨鑄鐵。在高強度低合金球墨鑄鐵方面，除了對銅、鉬研究較多外，還對鎳、鈮等進行了研究。在利用天然釩鈦生鐵制作釩鈦合金球墨鑄鐵方面，中國國內(nèi)一些單位進行了大量、系統(tǒng)的工作。中錳球墨鑄鐵雖然在性能上不夠穩(wěn)定，在系統(tǒng)研究與生產(chǎn)應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟效益。

折疊編輯本段應(yīng)用

球墨井蓋主要應(yīng)用領(lǐng)域:市政道路，高速公路，通信，電力，自來水，小區(qū)，學(xué)校等各種園區(qū)。

標準分類

井蓋標準比較

現(xiàn)有的 8 個標準分別為:

EN 124《車道步行道的泄水溝蓋和檢查井蓋》、CJ/T 3012-93《鑄鐵檢查井蓋》、CJ/T 121-2000《再生樹脂復(fù)合材料檢查井蓋》、JC 889-2001《鋼纖維混凝土檢查井蓋》、CJ/T 211-2005《聚合物基復(fù)合材料檢查井蓋》、CJ/T 130-2001《再生樹脂復(fù)合材料水箅》、JC 948-2005 《鋼纖維混凝土水箅蓋》、CJ/T 212-2005《聚合物基復(fù)合材料水箅》。其中歐洲標準 EN124 是上通用的，由 CEN(排水裝置技術(shù)委員會)于 1994 年 6 月 6 日批準通過，適用各種材質(zhì)的井蓋，它規(guī)定了任何情況下該標準是毫無爭議的標準。歐洲以外的*也都是執(zhí)行該標準，說明該標準的性和性。 2 井蓋標準對試驗荷載和使用位置的規(guī)定(表 1)

試驗荷載和使用位置的規(guī)定井蓋標準

EN 124

CJ/T 3012-93

CJ/T121-2000

CJ/T 211-2005

JC 889-2001

等級 A15 B125 C250 D400 E600 F900

輕型重型輕型普通型重型輕型普通型重型 A 級 B 級 C 級 D 級 D400

試驗荷載/kN 15 125 250 400 600 900 210 360 20 100 240 90 180 270

裂縫荷載/kN

180 105 50 10

400

使用場合

僅供行人步行或自行車行駛或綠化帶人行道、非機動車道、小車停車場適用于安裝在馬路邊的泄水溝蓋、從邊石開始向車道延伸至 0.5 m 內(nèi) 道路、停車場、可行使各種機動車碼頭、機場跑道機場跑道禁止機動車通行和停放的人行道、場地機動車行駛、停放的道路、場地禁止機動車進入的綠地、自行車道、人行道汽 10 級及以下車輛通行的道路或停放場機動車通行的道路或停放場地小型車慢速行走的道路、場地、居民小區(qū)、綠化地等一般場所車流量大的機動車行駛、停放的道路、場地貨運站、碼頭等重型車較多的道路、場地機場或可供直升機起降的高速公路等特種道路和場地機動車行駛、停放的城市道路、公路和停車場慢車道、居民住宅小區(qū)通道和人行道綠化帶及機動車輛不能行駛、停放的小巷和場地道路、停車場、可行使各種機動車

標準比較

從上述標準分別規(guī)定的試驗荷載(或裂縫荷載) 與相應(yīng)使用范圍可以清楚的看出:

1) EN124

規(guī)定的荷載等級全面，使用范圍清晰，對照我國標準便可以清楚地看出了我國標準的差距。實際上按我國標準生產(chǎn)的各種井蓋均達不到歐洲標準 EN124 的要求。因此，我國所有出口井蓋的企業(yè)，做出口井蓋時均按 EN124 生產(chǎn)。

2) CJ/T3012-93

雖然僅簡單劃分重型、輕型兩個等級，但規(guī)定重型井蓋試驗荷載為 360 kN 與 EN124 規(guī)定的適合于各種機動車的 D400 相接近。十多年的實踐證明達此荷載的井蓋在道路上使用是基本安全的。

3) CJ/T 121-2000

規(guī)定試驗荷載僅為 100 kN 的普通型井蓋可以適合"汽 10 級及以下車輛通行或停放場地"。試驗荷載為 240 kN 的重型井蓋與 EN124 的 C250 和 CJ/T 3012-93 的輕型井蓋試驗荷載相當，但它可以適合"機動車行駛、停放的道路、場地"。機動車道上的井蓋的試驗荷載指標降低了，井蓋的承載能力自然降低了，安全隱患就存在了。

4) JC 889-2001

標準規(guī)定在車行道上的井蓋的相應(yīng)試驗荷載太低。如裂痕荷載 180 kN 的 A 級井蓋，相當于 EN124 標準中 B125 型井蓋和 CJ/T3012 的輕型井蓋，規(guī)定僅用于"人行道、非機動車道" 的井蓋，而 JC889 可以"用于機場或可供直升機起降的高速公路等特種道路和場地"，而裂痕荷載僅為 105 kN 的 B 級井蓋就可以用在"城市道路、公路和停車場"了，這種井蓋用于城市道路易被壓壞。綜上所述，《鑄鐵井蓋》對重型井蓋定的承載能力(36 t)基本合理，與 EN124 的 D400 井蓋(40 t) 接近。而輕型井蓋(21 t)禁止機動車行駛時，有可能承載能力過剩，應(yīng)象 EN124 標準一樣多分幾個等級，使用起來會更合理經(jīng)濟些?！对偕鷺渲瑥?fù)合材料井蓋》標準，重型井蓋承載能力僅為 24 t，肯定是不夠的;《鋼纖維混凝土井蓋》的 A 型井蓋"裂縫荷載"僅為 18 t，指標嚴重偏低。雖然國內(nèi)有 3 個標準，但 3 個標準均存在一定局限，均不能涵蓋現(xiàn)有各種材質(zhì)的井蓋。井蓋的承載能力是衡量井蓋能否在道路上使用的關(guān)鍵指標，如果承載能力不高，使用時被壓壞則與鑄鐵井蓋被盜并無區(qū)別。因此，不論使用何種材質(zhì)作井蓋，在道路上使用，至少要達到《鑄鐵井蓋》標準規(guī)定的 36 t 的試驗荷載。隨著城市的發(fā)展，道路越來越寬，車流量越來越大，載重量越來越高，對井蓋的承載能力要求也越來越高。因此，新型材料的井蓋不僅要達到現(xiàn)有《鑄鐵井蓋》標準，而且應(yīng)超過此標準。如果要制定新井蓋標準，建議承載能力的劃分和規(guī)定應(yīng)參照歐洲標準 EN124，機動車道上使用的井蓋的承載能力不低于 40 t。