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原工艺存在的问题
在有些公司生产的某品牌系列柴油机发动机缸体缸盖铸件案列中（不镶缸套）有些铸件要求重 50～250 kg，平均壁厚为5 mm，材质HT250。要求本体抗拉强度≥207 MPa，硬度179-241 HB，铸件不允许有砂眼、渣眼、缩松、裂纹等缺陷。
采用10吨中频感应电炉熔化铁液，供应铸造树脂砂覆膜砂，过热温度为 1 510～1 530 ℃。2012年前，配料时生铁:废钢:回炉料为5:2:3，熔炼时在中频炉底部1/3处随炉料加入50kg未经过高温煅烧的普通增碳剂，熔化过程中加入Si、Cu、Mn、Cr、Sn元素，出炉时加入硅钡孕育剂进行孕育处理，浇注时加入硅锶孕育剂随流孕育，浇注时间为18～22分钟。
原工艺生产的缸体缸盖熔炼时生铁及合金加入比例大，生产成本高，铸件组织粗大，A型石墨大小通常在3级左右，铸件本体强度及硬度散差大，铸件精加工表面RZ＞15，铸件机械加工性能差，气密性试验时铸
件泄露率在2％以上，客户抱怨大。因此，优化熔化工艺，改善铸件力学性能，提高铸件基体组织的致密性、改善铸件加工性能、降低生产成本成为笔者公司近年来面临的重点课题。
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覆膜砂球墨铸铁无冒口铸造的条件
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从球墨铸铁的凝固特点不难看出，球墨铸铁件要实现无冒口铸造的难度较大。笔者根据自己多年的生产实践经验，对球墨铸铁实现无冒口铸造工艺所需具备的条件作了一些归纳总结，在此与同行分享。
铁液成分的选择
碳当量（CE）
在同等条件下，微小的石墨在铁液中容易溶解并且不容易生长；随着石墨长大，石墨的生长速度也变快，所以使铁液在共晶前就产生初生石墨对促进共晶凝固石墨化是非常有利的。过共晶成分的铁液就能满足这样的条件，但过高的CE值使石墨在共晶凝固前就长大，长大到一定尺寸时石墨开始上浮，产生石墨漂浮缺陷。这时，由石墨化引起的体积膨胀只会造成铁液液面上升，不但对铸件的补缩毫无意义，而且由于石墨在液态时吸收了大量的碳，反而造成在共晶凝固时铁液中的w（C）量低不能产生足够的共晶石墨，也就不能抵消由于共晶凝固造成的收缩。实践证明，能够将CE值控制在4.30%~4.50%是理想的。
硅（Si）
一般认为在Fe-C-Si系合金中，供应铸造树脂砂， Si是石墨化元素，w（Si）量高有利于石墨化膨胀，能够减少缩孔的发生。很少有人知道，Si是阻碍共晶凝固石墨化的。所以，不论从补缩的角度考虑，还是从防止碎块状石墨产生的角度考虑，只要能通过强化孕育等措施防止白口产生，都要尽可能地降低w（Si）量。
碳（C）
在合理的CE值条件下，尽可能提高w（C）量。事实证明球墨铸铁的w（C）量控制在3.60%~3.70%，铸件具有***1小的收缩率。
硫（S）
S是阻碍石墨球化的主要元素，球化处理的主要目的就是脱S，但球墨铸铁孕育***快与w（S）量太低有直接关系；所以，适当的w（S）量是必要的。可以将w（S）量控制在0.015%左右，利用MgS的成核作用增加石墨***质点以增加石墨球数，减少***。
镁（Mg）
Mg也是阻碍石墨化的元素，所以在保证球化率能够达到90%以上的前提下，Mg应尽可能低。在原铁液w（O）、w（S）量不高的条件下，残留w（Mg）量能够控制在0.03%~0.04%是理想的。
其它元素
Mn、P、Cr等所有阻碍石墨化的元素越低越好。
要注意微量元素的影响，如Ti。当w（Ti）量低时，是强力促进石墨化元素，同时Ti又是碳化物形成元素，又是影响球化促进蠕虫状石墨产生的元素，所以w（Ti）量控制得越低越好。笔者公司曾经有一个非常成熟的无冒口铸造工艺，由于一时原材料短缺而使用了w（Ti）量为0.1%的生铁，生产出的铸件不但表面有缩陷，加工后内部也出现了集中型缩孔。
总之，纯净原材料对提高球墨铸铁的自补缩能力是有利的。
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原材料采用生铁、无锈或少锈的废钢和回炉料；对原铁液进行炉外加纯碱（Na2CO3）脱硫；采用福士科390预处理剂在包内进行预脱氧处理；采用福士科球化剂进行球化处理；采用碳化硅和硅铁联合孕育。
新工艺原铁液成分控制：ω（C）=(3.70%~3.90%、ω（Si）=0.80%~1.20%[铸件ω（Si终）=2.60%~3.00%]、ω（Mn）≤0.30%、ω（P）≤0.05%、ω（S）≤0.02%。当原铁液ω（S）量超过0.02%时，采用工业用纯碱进行炉前脱硫处理，因脱硫反应是吸热反应，要求脱硫温度控制在1500℃左右，纯碱加入量根据炉前熔清时的ω（S）量高低控制在1.5 % ~2.5 %。同时，球化处理包采用普通的堤坝式处理包，首先把福士科NODALLOY7RE牌号球化剂1.7%加入包底堤坝一侧，扒平压实，用0.2%的粉末状碳化硅和0.3%的小块状75SiFe先后覆盖一层，捣实后用压铁盖上，在铁液包的另一侧加入0.3%的福士科390孕育剂。出铁时首先冲入总铁液量的55%~60%，铸造树脂砂厂家信息，待球化反应完毕后，加入1.2%的75SiFe-C孕育剂后冲入剩余铁液，扒渣浇注。
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