鐵型覆砂鑄造工藝的兩大特點(diǎn)是：①鑄型剛性好；②調(diào)節(jié)鑄型內(nèi)各個(gè)部位的覆砂層厚度，可以在一定程度上改變各部位的冷卻速度。所以，在工藝設(shè)計(jì)時(shí)要充分利用其優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于球墨鑄件來說，鑄型剛性好，能夠很加地發(fā)揮其石墨化膨脹的自補(bǔ)縮特性。一般認(rèn)為，在不發(fā)生石墨漂浮、沒有初生石墨析出的前提下，w（C）和w（Si）量越高，孕育作用越強(qiáng)，越有利于石墨化，而且石墨化膨脹量越大，自補(bǔ)縮作用就越好。

但是，正如前面所述，不管鑄型剛性有多好，球鐵鑄件總是需要補(bǔ)縮的。在鐵型覆砂工藝中，防止球墨鑄件縮孔縮松的方法有以下幾種，并結(jié)合實(shí)例給以說明。

1無冒口法

無冒口法是通過澆注系統(tǒng)進(jìn)行液態(tài)補(bǔ)縮，較大限度地利用石墨化膨脹完成自補(bǔ)縮。鐵型覆砂工藝較先成功應(yīng)用于曲軸的生產(chǎn)，曲軸的無冒口鑄造也是較為典型的，其工藝特點(diǎn)就是采用了厚大的澆注系統(tǒng)來給球墨鑄件提供液態(tài)補(bǔ)縮。無冒口法適用于球墨鑄件模數(shù)＞2.5cm的球墨鑄件，要求鐵液的冶金質(zhì)量高，采用小的扁薄內(nèi)澆道，多點(diǎn)分散引入鐵液，在不出現(xiàn)球墨鑄件冷隔的情況下，澆注溫度要低。

在凝固前期，曲軸扇板上的內(nèi)澆道就已經(jīng)封閉，主軸頸和連桿頸中心形成了整體粗大的液相區(qū)，后期完全依靠石墨化膨脹來實(shí)現(xiàn)自補(bǔ)縮。

2順序凝固法

順序凝固是指球墨鑄件按照由表及里、由薄向厚的方向進(jìn)行凝固，冒口設(shè)置在球墨鑄件凝固的部位，冒口頸比球墨鑄件晚凝固，冒口凝固。

在球墨鑄件凝固70%時(shí)，球墨鑄件中心還未凝固，而且呈現(xiàn)從冒口的較遠(yuǎn)端向冒口方向凝固的趨勢(shì)；在凝固90%時(shí)，球墨鑄件內(nèi)只有冒口附近還有液態(tài)金屬，而冒口內(nèi)還有大量液態(tài)金屬，整個(gè)凝固過程為順序凝固。

3直接實(shí)用冒口法

直接實(shí)用冒口法是利用冒口來補(bǔ)縮球墨鑄件的液態(tài)收縮。當(dāng)液態(tài)收縮終止或體積膨脹開始時(shí)，讓冒口頸或者內(nèi)澆道及時(shí)凝固，從而在鑄型內(nèi)共晶膨脹使金屬液處于正壓力之下，預(yù)防球墨鑄件內(nèi)部出現(xiàn)真空度。直接實(shí)用冒口適用于球墨鑄件模數(shù)<2.5cm的球墨鑄件，球墨鑄件工藝出品率高，冒口便于去除。

軸承蓋單件重3.6kg，輪廓尺寸為118mm×110mm×60mm，材質(zhì)為QT500—7，采用鐵型覆砂鑄造工藝時(shí)一型布置14件，使用直接實(shí)用冒口對(duì)球墨鑄件進(jìn)行液態(tài)補(bǔ)縮。此時(shí)冒口頸已經(jīng)凝固，球墨鑄件和冒口中的液態(tài)金屬已經(jīng)斷開。該工藝出品率達(dá)到76.5%，比粘土砂鑄造的工藝出品率（51.5%）提高了25%。

4均衡凝固法

均衡凝固理論認(rèn)為，在鑄鐵中澆冒口的作用只是用來補(bǔ)充球墨鑄件冷卻、凝固時(shí)產(chǎn)生的脹縮的差值，冒口不必晚于球墨鑄件凝固，其核心是：冒口既要離開熱節(jié)又要靠近熱節(jié)，以減少冒口對(duì)球墨鑄件的熱干擾和利于補(bǔ)縮轉(zhuǎn)子材質(zhì)為QT500—7，球墨鑄件長(zhǎng)628mm，寬195mm，中間圓柱直徑65mm，中間圓柱與兩側(cè)平板相交，形成熱節(jié)。采用均衡凝固法，將冒口設(shè)置在熱節(jié)旁邊的圓臺(tái)側(cè)面，扁平的內(nèi)澆道向著圓柱的內(nèi)徑方向，避免鐵液直接對(duì)著熱節(jié)充型。中間圓柱的熱節(jié)處即將形成孤立的液相區(qū)，該液相區(qū)在后期的凝固過程中由石墨化膨脹抵消了其體積收縮。

5冷冒口法

對(duì)于無法達(dá)到自補(bǔ)縮條件的孤立熱節(jié)，可以采用冷冒口法，但要求冷冒口熱節(jié)大于孤立熱節(jié)，冷冒口凝固比熱節(jié)處要晚，否則效果適得其反。

某電梯基座材質(zhì)為QT500—7，重95kg。球墨鑄件已經(jīng)完全凝固，只有冷冒口中還有小部分金屬液未凝固，三個(gè)冷冒口所連接的即為球墨鑄件的三個(gè)大的熱節(jié)部位。

6激冷法

激冷法主要用于防止球墨鑄件孤立熱節(jié)處的縮孔縮松，加大孤立熱節(jié)處的凝固速度，其措施包括使用薄覆砂層、覆砂鐵芯、冷鐵等。

球墨鑄件重48kg，壁薄處厚度為12mm，壁厚處厚度為40mm，熱節(jié)在球墨鑄件外側(cè)的8個(gè)壁厚處，如果采用冷冒口法，需要在每個(gè)熱節(jié)處都設(shè)置冷冒口，會(huì)使工藝出品率大為降低，而且增加球墨鑄件清理工作量。實(shí)際實(shí)施方案采用了激冷法，通過設(shè)置薄覆砂層來對(duì)球墨鑄件熱節(jié)處進(jìn)行激冷。球墨鑄件壁厚處覆砂層厚度為3mm，在球墨鑄件壁薄處覆砂層厚度為9mm。

其二、泵體鑄件的輕量化方向

隨著國家環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，提高車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性能、降低汽車有毒有害尾氣的排放越來越迫切，實(shí)現(xiàn)汽車輕量化生產(chǎn)是達(dá)到上述要求的一項(xiàng)重要舉措。而泵體鑄件因其強(qiáng)度高、鑄造工藝性好，能夠承受較大的應(yīng)力，還能適合各種泵體鑄件結(jié)構(gòu)、形狀的特點(diǎn)，在汽車上得到普遍應(yīng)用，所以實(shí)現(xiàn)泵體鑄件輕量化，對(duì)減輕整車的質(zhì)量意義重大。

泵體鑄件的輕量化主要是2個(gè)方向：<1>使用的原泵體鑄件材料，只對(duì)泵體鑄件結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化或泵體鑄件集成;<2>使用性能高的泵體鑄件材料，同時(shí)將減速機(jī)殼鑄件結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和泵體鑄件集成。筆者主要研究通過提高泵體鑄件性能來實(shí)現(xiàn)輕量化的方法。泵體鑄件實(shí)現(xiàn)輕量化，且要滿足泵體鑄件的使用壽命，影響因素很多，其中包括：泵體鑄件的結(jié)構(gòu)、泵體鑄件材料的性能、泵體鑄件內(nèi)(外)部質(zhì)量、表面強(qiáng)化工藝。