活塞環在發動機中(zhōng)起密封、傳熱和支承等作用，因此要求活塞環有良好的耐磨性、彈性和熱穩定性，尤其是對一(yī)道環要求更高。球墨鑄鐵活塞環的開(kāi)發和應用是活塞環制造史上質的飛躍。如何穩定地制造球墨鑄鐵活塞環是活塞環行業面臨的難題。爲了解決這一(yī)難題，本廠從德國GOETZEA引進了單體(tǐ)雙片鑄造球墨鑄鐵活塞環的全部技術和相關設備。
    單體(tǐ)雙片鑄造的設計指導思想是利用銑刀把鑄坯的中(zhōng)心縮松及容易産生(shēng)針孔、夾渣缺陷的上下(xià)表面銑削，從而獲得優良的球墨鑄鐵活塞環。這種鑄造方式國外(wài)已經得到廣泛的應用，并且具有豐富的生(shēng)産經驗，國内許多廠家也接受并開(kāi)始了試制，但還不很成功。其主要原因是原材料問題及球墨鑄鐵活塞環的生(shēng)産工(gōng)藝過于複雜(zá)，很難确保球墨鑄鐵活塞環的基體(tǐ)組織，不能保證鑄件的合格率。雖然本廠引進了全部鑄造的軟硬件，但是在原材料供應、生(shēng)産工(gōng)藝等方面還存在許多問題，試制初期也經常出現球化率不高、球數合格率達不到要求等情況。經過試制和摸索，基本上掌握了适合本廠的生(shēng)産工(gōng)藝，較全面地解決了球墨鑄鐵活塞環鑄造上的技術問題，從而确保了球墨鑄鐵活塞環鑄件的合格率。下(xià)面簡要介紹本廠是如何試制球墨鑄鐵活塞環的。
    1、工(gōng)藝可行性分(fēn)析：
    德國專家一(yī)再強調“球墨鑄鐵活塞環生(shēng)産的關鍵在于原材料，沒有合格的原材料是很難生(shēng)産好球墨鑄鐵活塞環的。他們強調采用高純生(shēng)鐵或合成生(shēng)鐵，其成分(fēn)爲：38%～43%C，02%～04%SI，004%～015%Mn，P<0045%，S<001%，其它元素不得超過003%。而國内無此種新生(shēng)鐵資(zī)源，國内有可能供應的生(shēng)鐵成分(fēn)爲：38%～43%C，08%～13%Si，02%～05%Mn，P<007%，S<003%。這種生(shēng)鐵影響球化處理的關鍵元素Mn，P、S超高，給球墨鑄鐵活塞環的生(shēng)産帶來很大(dà)的不利因素。目前國内想找到滿足要求的原材料礦源或合成生(shēng)鐵是很困難的，引進原材料也不現實。因此在選擇原材料時，應盡可能符合國外(wài)要求，試驗選用的生(shēng)鐵成分(fēn)：40%～42%C，080%～09%Si，020%～04%Mn，004%～006%P，S<0026%。
    這種生(shēng)鐵與國外(wài)要求的生(shēng)鐵比較有如下(xià)幾個特點：
①矽量超高04%～06%。由于使用中(zhōng)頻(pín)爐熔煉，雖會限制回爐料的回收和利用，但還不會構成太大(dà)威脅。
②含錳量超高014%～02%。較高的含錳量會影響鑄态組織的控制，随後的鑄坯鐵素體(tǐ)化退火(huǒ)處理可解決這一(yī)難關。但過多的滲碳體(tǐ)出現将會影響球化的合格率及熱處理前後的尺寸控制。
③含磷量尚可。即使以後使用的新生(shēng)鐵含磷量稍高(<007%)，也不足以影響金相組織與力學性能。如含磷量太高，會導緻鑄件含磷量>01%，就會在晶界産生(shēng)磷共晶，使強度、韌性、塑性降低。
④含硫量超高0016%以上。較高的含硫量會直接消耗球化劑的用量，特别是凝固期間溶解态的硫對石墨球化的影響，會直接影響球化處理的效果，降低力學性能，增加鑄造缺陷(夾渣、皮下(xià)氣孔等)。
    碳硫分(fēn)析儀的使用爲及時掌握原鐵液的含硫量，正确控制球化劑的加入量創造了條件，同時M孕育劑的使用也爲球墨鑄鐵活塞環的生(shēng)産起到了輔助作用。經過以上工(gōng)藝分(fēn)析，采用國内的原材料是能夠生(shēng)産出合乎國外(wài)要求的球墨鑄鐵活塞環的。
    2、工(gōng)藝性試驗及分(fēn)析：
    采用40%～100%上述成分(fēn)的生(shēng)鐵，60%以下(xià)的回爐料，在150kg中(zhōng)頻(pín)爐中(zhōng)熔煉。加強操作工(gōng)藝，确保球化溫度達1500～1550℃，從鐵液出爐至澆注完畢的時間控制在10min之内，确保球化效果。

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