系数和顶面辐射系数对凝固过程中的温度场和体积变化有很大影响。特别是浇注温度对体积 变化影响极大（图4）。 由图4可以看出，当浇注温度为1285℃时，开始总体积效应表现为收缩。这是由于多 数单元处于液态收缩阶段。接着由于石墨的析出，许多单元体积开始膨胀。膨胀与收缩相抵 消，最后导致总的体积效应为膨胀，曲线开始上升，D严为正值。继续冷却时，虽然由于某 些单元开始收缩，但膨胀和收缩相抵消的结果，总的体积效应仍然为膨胀，这样就保证了铸 件内部的致密.当浇注温度为1300℃以上时，由于液态收缩远远大于浇温为1285℃和1265℃ 时的液态收缩，故总体积效应D严虽然由于石墨化有所上升，但最终仍在零线以下，即最终 总体积效应为收缩。这意味着在轧辊铸件内部可能形成缩松，产生缺陷。当浇注温度为1265℃ 时，由于液态体积收缩很小，当浇注结束后许多单元立即产生石墨化膨胀，故总体积效应一开 始就处于膨胀阶段并一直保持D'为正值。这意味着若铸型有足够刚度时，铸件内部不仅不 会有缩松而且非常致密，性能优异。 从上面分析可见，浇注温度对铸件体积变化和铸件质量影响非常大。在制定无冒口铸造 工艺时必须严格控制浇注温度。在保证充填良好的情况下尽可能降低浇注温度。模拟计算可 为凝固过程控制提供定量的科学根据。 5球铁轧辊无冒口铸造试验 在模拟计算的基础上进行了球铁轧辊无冒口铸造试验。试验轧辊的尺寸及铸型如图5所 示。试验选择的条件和工艺参数如下： (1)浇注温度小于或等于1285℃。 (2)为有利于石墨更多析出，选高碳当量 和低含Mn量。球铁化学成分为3.60%C, Φ110 2.0%Si,0.38%Mn,P<0.04%,S<0.03%, 碳当量为4.20。 (3)为了充分利用石墨化膨胀来补偿收 缩，在浇注完毕后，浇口必须尽快凝固。故内 浇口采用长方形断面，内浇口厚度尽可能小 φ150 【4),本试验采用15mm。浇注完毕后停留一定 时间（按照计算结果确定），在冒口上端放一 顶端冷铁5（见图5)，强制冒口顶端液体立 即凝固。 (4)砂型必须要有足够的刚度以防型壁在 膨胀压力作用下发生位移，为此采用粘土干砂 型和金属型制作铸型。 4 (A) 123 (B) (5)采用快浇，浇注时间小于10s。 图5轧辊(A)和其铸型(B) 球铁铁水在100kg中频感应炉中熔化，出炉 Fig.5 Roll casting (A)and mold (B) 温度1460℃，用Ni-Mg合金进行球化，孕育 1 Gating System 2 Mold Cavity 剂采用硅铁合金，浇注温度为1280℃，浇注 3 Chill 4 Mola 5 Top Chill 121系数和 顶面辐 射系数对凝固过程 中的温 度场和体积变化有很大影响 。 特别是浇注温度对体积 变化影 响极大 图 。 由图 可以 看 出 ， 当浇注温 度为 ℃ 时 ， 开始总体积效应 表现 为收缩 。 这 是 由 于 多 数单元处于 液态收缩阶段 。 接着 由于石 墨 的析 出 ， 许多单元 体积开 始膨胀 。 膨胀 与收缩相抵 消 ， 最后导 致总 的体积效应 为膨胀 ， 曲线开始上 升 ， 犷 为正值 。 继续冷却 时 ， 虽然 由于某 些单 元开始收 缩 ， 但膨胀和收缩相抵消 的结果 ， 总的体积效应 仍然 为膨胀 ， 这样就保证了 铸 件内部的致密 。 当 浇注温度为 ℃ 以上 时 ， 由于液态 收缩远远 大于 浇温 为 ℃ 和 ℃ 时 的液态 收缩 ， 故 总体积效应 犷虽然 由于石墨化 有所上 升 ， 但最终仍在零线以 下 ， 即最 终 总体积效应为收缩 。 这意味 着在轧辊铸件内部可能形成缩松 ， 产 生缺陷 。 当浇注温度为 ℃ 时 ， 由于 液态 体积收 缩很小 ， 当浇注结 束后许多单元立即产生石 墨化膨胀 ， 故总体积 效应一开 始就 处 于膨胀 阶段并一直保持 犷为正值 。 这 意味 着若铸型有足够刚 度时 ， 铸件内部 不仅 不 会 有缩松 而且非 常致密 ， 性能 优异 。 从上 面分析可 见 ， 浇注温 度对铸件体积变化和铸 件质量影 响非 常大 。 在 制定 无 冒口 铸造 工艺 时必须严格控制 浇注温度 。 在保证 充填 良好 的情况下尽 可能降低浇注温 度 。 模拟计算可 为凝 固过程 控制提 供定 量的科学 根据 。 球铁轧辊无 冒 口 铸造试验 在 模拟计算 的基础上进行 了球铁轧辊无 冒 口 铸造试验 。 示 。 试 验选择的条件和工艺参数如下 试验轧 辊的尺 寸及铸型如图 所 浇注温 度小于或等于 ℃ 。 为有利于石 墨更 多析 出 ， 选 高碳 当量 和低含 量 。 球 铁 化 学 成 分 为 。 ， 。 ， 。 环 ， 。 ， 。 ， 碳 当量 为 。 为了充分利用 石 墨化膨胀 来 补 偿 收 缩 ， 在 浇注完毕后 ， 浇 口 必须尽快凝 固 。 故 内 浇 口 采用 长 方形断面 ， 内浇 口 厚度 尽 可 能 小 仁 “ ， 本试验采用 。 浇注完毕后停留一定 时 间 按照 计算结果确 定 ， 在 冒口 上端放一 顶端冷铁 见 图 ， 强制 冒 口 顶端液体立 即凝固 。 砂型必须要有足够的刚度以防 型壁在 膨胀压 力作用 下发生位 移 ， 为此 采用 粘土干 砂 型 和金属 型制作铸型 。 采用快浇 ， 浇 注时 间小于 。 球铁铁水在 。 。 中频感应护 中熔化 ， 出炉 温度 ℃ ， 用 一 合金进 行球化 ， 孕育 剂 采用 硅铁合金 ， 浇注温度 为 。 ℃ ， 浇 注 「刃 。 甲 巾 … 一巾 一谊 二 － 迅 皿 厄 … 扛，’ 醉 五 气 户 ’ ， · 一二自 、 广 二 乍 、 ‘ 几 … · 、 一 ‘ 口 气 、 … 犷 二 、 里 了 、 ‘ 了 户 二 了 寸 ‘ 矛 产 端 ， 了， … 七 ‘寸 · 、 ’ … … 叮之 ’ ’ 二二 少二 ‘ 七 二 电 二 ’ 之 …二 ， ’ 忱御冬 义卜 、 ， 粉 轧辊 、 图 。 和其 铸型