铸造工艺相关书籍及案例研究：断裂事故分析与现场试验

在机械铸件生产中，凸轮轴断裂可是个让人头疼的问题，既影响效率又增加成本，究竟是什么原因造成的，又该如何改进？咱们一起来分析分析。

断裂部位情况剖析

凸轮轴断裂部位竟集中在小头端第一个桃尖圆柱面处，着实让人意外！现场调查中发现，粗加工都是按正规机加工工艺，切削速度和进刀量都正常操作，可就这么奇怪地连续断了好几根。从断口看，那效果跟刀切割似的，属于正断，轴外观没撞击痕迹，也没变形，很显然是在切削加工时裂开的，问题就这么摆在眼前，得赶紧找原因

成分分析结果显因

从断口钻孔取样分析成分，含碳量还符合凸轮轴技术要求，可磷含量那是明显超标了！这过高的磷含量定是“罪魁祸首”之一。磷超标就容易形成磷共晶，它分布在晶团界面上，会严重破坏金属基体连续性，让铸件变得更脆，这凸轮轴哪经得起这么“折腾”，不断才怪

断口形貌特征判断

在宏观下看断口，有轻度油迹，不过形貌仍清晰可辨。放到ASM - SX扫描电镜下观察，断口是准解理花样加球状石墨，还有解理面上的木纹状花样和河流花样，典型的脆性断口！这种断口就显示了材料是脆性破裂的特质，而凸轮轴以这样的姿态断裂，说明铸件本身有很大缺陷。

金相组织检查情况

金相样品显示，石墨形态为球状，但还有微量显微缩松。球化级别是符合规定了，可一元磷共晶呈块状，二元磷组织延伸，这就是穿晶断裂的表现。并且珠光体含量超过85%柴油泵凸轮轴断，高于设计要求。资料说珠光体多到90%以上会降低疲劳强度，而凸轮轴断成这样，和这珠光体过量肯定脱不了干系。

脆断直接原因判断

综合各方面分析，凸轮轴脆断直接原因，一是磷含量过高以磷共晶形式分布在晶团界面上，破坏基体连续性增加脆性；二，珠光体数量超90%使疲劳强度大幅下降。再加上机械加工中组织应力变化，原本就“脆弱”的凸轮轴自然不堪重负。想想每断一根轴都得浪费多少人力物力，真得赶紧解决才行！

避免脆断改进措施

要防止脆断得先严格把控原料，别用高磷生铁生产球墨铸铁。虽说磷高铁液流动性强，球墨圆整度好，但它也容易形成显微缩松，必须限制。要是磷共晶含量低于2%，可以高温正火工艺处理，让它分散在基体里，保证基体连续性。还有正火处理时要把珠光体数量控制在80%左右，减少组织应力，还能避免球墨边缘微裂纹。通过这些措施柴油泵凸轮轴断，应该能大大减少凸轮轴脆断情况！大家说说，觉得这里面哪个改进措施是最关键的？