冷激铸铁凸轮轴毛坯

冷激铸铁材料凸轮轴具有良好的耐磨性，但是工艺适用性差，这在一定程度上影响了它在汽车市场的应用。而通过合理控制其化学成分，进行型砂控制，则可以获得稳定合格的冷激铸铁凸轮轴毛坯。凸轮轴的材质主要可分为冷激铸铁、钢质、合金铸铁(可淬硬和亚弧重熔)、球墨铸铁、组合式等。各种材质的凸轮轴的工艺性、重量、耐久性、市场应用情况等各不相同。冷激铸铁材料凸轮轴具有良好的耐磨性，逐渐被轿车市场大量应用，但是其工艺适用性差，这在一定程度上影响了它的进一步发展。在实际生产中，材料的化学成份、型砂的控制、过程温度控制、炉前铁水孕育和球化的控制、模具及工艺设计等因素都会影响冷激铸铁凸轮轴的工艺使用性。下面从化学成份和型砂控制这两方面谈谈对冷激铸铁凸轮轴铸造的影响。

　1、合适的碳当量

　　决定冷激铸铁性能的主要因素是：冷激层碳化物的数量和形态以及石墨数量和金属基体的性能。当碳当量(CE=C+1/3Si)较高时易于形成冷激层，且冷激层中的碳化物量增加，这对于获得较高的冷激层硬度非常有利；但同时也带来石墨数量的增加、石墨形态恶化、基体组织变得粗大等不利影响。特别是当孕育条件不好或存在微量有害元素时，粗大石墨使金属基体能够承受载荷的有效面积减少，使金属基体的强度不能正常发挥，从而降低铸铁的强度。

　　在铸铁材料中，珠光体具有较好的强度和硬度，而铁素体则较软，强度也较低。随着C、Si数量的提高，会使珠光体数量减少，形态变得更为粗大，同时铁素体数量增加，这些都会降低材料的抗拉强度。因此，在确保获得足够的冷激层后，要将碳当量控制在一个较低的水平，以获得较高的产品机械性能。但是，当碳当量过低时，除了不利于获得好的冷激层以外，还会增加缩孔倾向，造成产品报废。所以，在熔炼过程中，控制碳当量是解决冷激铸铁凸轮轴材料性能的一个非常重要的因素。经过实践，笔者认为将CE值控制在3.9~4.2通常是比较合适的。

　　2、合金元素对材料性能的影响

　　在冷激铸铁凸轮轴中，常用的合金元素主要有Cr、Cu、Ni、Mo等，这些元素在铁水中的作用各不相同。Cr的主要作用是促进白口的形成，与C、Fe形成复合碳化物，以提高冷激层的硬度和耐磨性。但是，Cr的加入会使非冷激区中的碳化物量增多，使材料脆性增加，铁素体的数量减少甚至消失。同时，由于合金元素的加入，在一定程度上也细化了石墨，而且其中的铁素体由于有一定量的合金元素而得到固溶强化，使铸铁具有较高的强度性能。