浇注了不同碳当量的高压油缸端盖球铁件,采用金相、拉伸和硬度测试方法,分析了铸件石墨形态、球化率和力学性能。研究结果表明：碳当量在4.03%～4.17%范围时,随着碳当量的升高,石墨的圆整度明显增加;当碳当量达到4.31%时,石墨出现衰退现象。碳当量为4.17%时,高压油缸端盖铸件的抗拉强度和硬度值达到峰值,分别为585 MPa和234 HB。高压油缸端盖铸件的屈服强度随着碳当量的增加呈减小趋势,碳当量从4.03%增加到4.31%时,屈服强度从480 MPa降至358 MPa。

对工程机械关键零部件高压油缸端盖的铸造工艺进行设计,实际生产过程中铸件表面产生砂眼、内部缩松和缩孔缺陷。利用MAGMA软件对高压油缸端盖铸件充型和凝固过程进行模拟,分析缺陷产生的原因,对铸造工艺进行优化设计,增加冒口数量和优化空间布置,同时增大冒口颈尺寸,模拟结果表明整个浇注过程金属液面平稳,基本实现了顺序凝固,对于特殊结构,热节模式、部分孤立液相利用石墨自补缩也能到致密铸件。实际试制结果也表明,冒口起到了显著的补缩效果,铸件表面没有发现缩孔、缩松、砂眼等缺陷。