鑄鋼件常見(jiàn)鑄造缺陷及預(yù)防措施

1、鑄鋼件常見(jiàn)鑄造缺陷及預(yù)防措施馮小濤（上海依維柯紅巖商用車(chē)有限公司鑄一車(chē)間）時(shí)間:2009-05-0841鑄鋼件在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生各種不同的鑄造缺陷，如何預(yù)防這些缺陷，一直是鑄件生產(chǎn)廠家關(guān)注的問(wèn)題。本文主要介紹了筆者在這方面的一些認(rèn)識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。我車(chē)間主要采用傳統(tǒng)濕型砂鑄造工藝生產(chǎn)鑄鋼件，在長(zhǎng)期的生產(chǎn)中，發(fā)現(xiàn)鑄鋼件主要出現(xiàn)以下鑄造缺陷，砂眼，粘砂，氣孔，縮孔，夾砂結(jié)疤，脹砂等等。1砂眼砂眼缺陷處內(nèi)部或表面有充塞著型（芯）砂的小孔，砂眼是一種常見(jiàn)的鑄造缺陷，往往導(dǎo)致鑄件報(bào)廢。砂眼是由于金屬液從砂型型腔表面沖下來(lái)的砂粒（塊），或者在造型，合箱操作中落人型腔中的砂粒（塊）來(lái)不及浮入澆冒系統(tǒng)，留在鑄

2、件內(nèi)部或表面而造成的。砂眼的預(yù)防措施：（1）嚴(yán)格控制型砂性能，提高砂型芯的表面強(qiáng)度和緊實(shí)度，減少毛刺和銳角，減少?zèng)_砂。（2）合箱前把型腔和砂芯表面的浮砂處理干凈，平穩(wěn)合箱，如果是明冒口或貫通出氣眼，應(yīng)避免散砂從中掉人型腔，合箱后要盡快澆注。（3）設(shè)置正確合理的澆冒系統(tǒng)，避免金屬液對(duì)型壁和砂芯的沖刷力過(guò)大。（4）澆口杯表面要光滑，不能有浮砂。2粘砂在鑄件表面上，全部或部分覆蓋著一層金屬（或金屬氧化物）與砂（或涂料）的混（化）合物或一層燒結(jié)構(gòu)的型砂，致使鑄件表面粗糙，難于清理。粘砂多發(fā)生在型、芯表面受熱作用強(qiáng)烈的部位，分機(jī)械粘砂和化學(xué)粘砂兩種。機(jī)械粘砂是由金屬液滲入鑄型表面的微孔中形成的，當(dāng)滲入深

3、度小于砂粒半徑時(shí)，鑄件不形成粘砂，只是表面粗糙，當(dāng)滲入深度大于砂粒半徑時(shí)，就形成機(jī)械粘砂，化學(xué)粘砂是金屬氧化物和造型材料相互進(jìn)行化學(xué)作用的產(chǎn)物，與鑄件牢固地結(jié)合在一起而形成的。粘砂的預(yù)防措施：（1）選用耐火度高的砂，以提高型砂，芯砂的耐火度，原砂的SiO2含量在96% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）以上，而且砂粒應(yīng)對(duì)粗些。鑄鋼件的澆注溫度越高，壁厚越厚，對(duì)原砂中SiO2含量的要求越高。（2）適當(dāng)降低澆注溫度和提高澆注速度，減輕金屬液對(duì)砂型的熱力學(xué)和物理化學(xué)作用。（3）砂型緊實(shí)度要高（通常大于 85）且均勻，減少砂粒間隙；型、芯修補(bǔ)到位，不能有局部疏松。（4）采用在高溫下不開(kāi)裂、不燒結(jié)成熔洞的涂料。3氣孔在鑄件內(nèi)

4、部，表面或近于表面處，有大小不等的光滑孔眼，形狀有圓的，長(zhǎng)的及不規(guī)則的，有單個(gè)的，也有聚集成片的。顏色有白色的或帶一層暗色，有時(shí)覆有一層氧化皮。由于氣體的來(lái)源和形成原因不同，氣孔的表現(xiàn)形式也各不相同，有侵入性氣孔、析出性氣孔和反應(yīng)性氣孔。侵入性氣孔體積較大，形狀近似梨形，常出現(xiàn)在鑄件上部靠近型芯壁或澆注位置處，主要是由于砂型芯中產(chǎn)生的氣體侵入金屬中未能逸出造成的，梨形氣孔小端位置表明氣體由該處進(jìn)入鑄人件。析出性氣孔多而分散，一般位于鑄件表面，往往同一爐鑄件幾乎都會(huì)出現(xiàn)，主要是由于金屬在熔煉過(guò)程中吸收的氣體在凝固前未能全部析出，就在鑄件中形成許多分散的小氣孔。反應(yīng)性氣孔是由于金屬一鑄型界面發(fā)生化

5、學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的氣孔，因其分布均勻且往往在鑄件表皮以下1-3 e處(有時(shí)在一層氧化皮下面)出現(xiàn)，所以又稱(chēng)為皮下氣孔。又由于這種氣孔多呈細(xì)長(zhǎng)形針孔狀，其長(zhǎng)軸與鑄件 表面垂直，又可將其稱(chēng)為針孔。氣孔的預(yù)防措施：(1)采用潔凈干燥的爐料，限制含氣量較多的爐料的使用，降低熔煉時(shí)金屬的吸氣量；澆包要烘干燙包；可以適當(dāng)提高澆注溫度以利于氣體擴(kuò)散。(2)澆注時(shí)控制好壓頭和速度，保證鋼水平穩(wěn)充填砂型型腔，避免產(chǎn)生紊流，防止卷入氣體。(3)減少發(fā)氣量，控制型(芯)砂水分及發(fā)氣原料的含量， 減少砂型在澆注過(guò)程中的發(fā)氣量，不使用受潮，生銹或有油污的冷鐵和芯撐等。(4)改善砂型的透氣性，選擇合適的砂型緊實(shí)度，提高砂型和

6、型芯的透氣性；合理安排出氣眼，使型(芯) 內(nèi)氣體能順利排出。(5)提高氣體進(jìn)入金屬液的阻力.合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，避免澆注時(shí)卷入氣體，在型(芯)表面涂刷涂料以減少 少金屬一鑄型的界面作用。4縮孔、縮松在鑄件厚斷面內(nèi)部，熱節(jié)處或軸心等最后凝固的地方，形成不規(guī)則的表面粗糙的孔洞，該處晶粒粗大，往往帶有 樹(shù)枝晶.孔洞大而集中的為縮孔，孔眼小而分散的稱(chēng)為縮松.主要是由于鑄件在冷卻凝固時(shí)所產(chǎn)生的液態(tài)收縮和凝 固收縮遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于固態(tài)收縮，且在鑄件最后凝固的地方得不到金屬液的補(bǔ)充造成的。縮孔、縮松的預(yù)防措施：(1)盡量降低注溫度和澆注速度，澆注后期的補(bǔ)澆要充分到位。(2)合理設(shè)計(jì)澆冒系統(tǒng)，壁厚小且均勻的鑄件要采用同

7、時(shí)凝固，壁厚大且不均勻的鑄件采用由薄向厚的順序凝固，使鑄件得到充分補(bǔ)縮。(3)在鑄件厚斷面部位，合理放置內(nèi)，外冷鐵(4)盡量減少鑄件的熱節(jié)部位。5夾砂、結(jié)疤夾砂是指在鑄件表面上，有一層金屬瘤狀物或片狀物，在金屬瘤片和鑄件之間夾有一層型砂或涂料，結(jié)疤是由于金屬液在鑄型表面局部沖去了一塊砂的地方或在發(fā)生攪拌或沸騰現(xiàn)象的地方出現(xiàn)了一塊凸出的疤痕，脫落的砂夾在疤塊中或鑄件的其他部位中。在澆注時(shí)，濕型型腔表面的水分因受到鋼液的高溫烘烤而向砂型內(nèi)部發(fā)生遷移,形成強(qiáng)度較低的水分凝聚區(qū)，易使型腔表面脫層而造成鑄鋼件結(jié)疤 ，、夾砂等缺陷.o夾砂、結(jié)疤的預(yù)防措施：(1)嚴(yán)格控制型砂、芯砂性能。(2)澆注時(shí)間盡量短

8、；澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)使金屬液進(jìn)入型腔時(shí)平穩(wěn)而沖擊力不大，內(nèi)澆口的布置要適當(dāng)分散以避免鑄型局部過(guò)熱，同時(shí)盡快地覆蓋住下型面。(3)大平面的板狀鑄件可采用傾斜澆注；(4)鑄型上扎氣眼以利于水水蒸氣及其他氣體的排除，使水分凝聚區(qū)后移和降低其中的水分，減少氣體壓力對(duì)型腔表面的拱托作用。(5)修型時(shí)避免用壓勺來(lái)回壓大平面，防止分層。6裂紋裂紋分為熱裂和冷裂。熱裂主要由S引起，多為不規(guī)則形狀，裂口處金屬表皮氧化；冷裂主要由P引起，裂口較直，開(kāi)裂處有金屬光澤，有時(shí)出現(xiàn)輕微氧化色。部分鑄件采用水爆清砂工藝，亦可導(dǎo)致裂紋。裂紋的預(yù)防措施：(1)提高砂型和砂芯的退讓性。(2)嚴(yán)格控制爐料及鋼水中的 S、P含量。(3

9、)鑄件壁厚盡量均勻，避免壁厚的突然改變，條件允許時(shí)，可適當(dāng)設(shè)置加強(qiáng)筋，兩截面交接部位采用圓角連 接，以減少應(yīng)力集中。(4)調(diào)節(jié)鑄件各部位冷卻速度，避免鑄件局部過(guò)熱，在厚大斷面或熱節(jié)處放置冷鐵，內(nèi)澆道適當(dāng)分散，使鑄件各 部位溫度趨向均勻，澆冒口當(dāng)應(yīng)阻礙鑄件的收縮。(5)鑄件澆注后，開(kāi)型不能過(guò)早，采用水爆清砂工藝的鑄件應(yīng)掌握好溫度和時(shí)間。7其他鑄造缺陷(1)變形 長(zhǎng)、板狀鑄件比較容易變形.某些鑄件加工后，放置一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)變形。預(yù)防措施：適當(dāng)添加加強(qiáng)筋；適當(dāng)增加加工余量；采用反變形工藝；將鑄件進(jìn)行去應(yīng)力退火，消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力；采用時(shí)效處理。(2)冷隔在鑄件上有未完全融合的縫隙或凹坑 ，其交界邊緣是圓滑的。預(yù)防措施：提高澆注溫度