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鑄造工藝常見的缺陷及質(zhì)量控制措施

發(fā)布時間：

2024-12-12

來源：

感應(yīng)加熱世界

鑄造工藝過程復(fù)雜，影響鑄件質(zhì)量的因素很多，往往由于原材料控制不嚴(yán)，工藝方案不合理，生產(chǎn)操作不當(dāng)，管理制度不完善等原因，會使鑄件產(chǎn)生各種質(zhì)量缺陷。

鑄造工藝過程復(fù)雜，影響鑄件質(zhì)量的因素很多，往往由于原材料控制不嚴(yán)，工藝方案不合理，生產(chǎn)操作不當(dāng)，管理制度不完善等原因，會使鑄件產(chǎn)生各種質(zhì)量缺陷。如氣孔、砂眼、渣孔、殘渣、縮孔、縮松、裂紋、硬度不均勻、球鐵件球化不良等。本文主要分析了常見鑄造缺陷產(chǎn)生原因并提出質(zhì)量控制措施。

1、氣孔

特征描述：在鑄件內(nèi)部和鑄件表面上經(jīng)?？吹揭恍┐笮〔坏鹊墓饣锥矗@些就是氣孔，不同的氣孔，由于其成因和來源的不同，因此導(dǎo)致了表現(xiàn)形式有各種各樣。如常見的侵入性氣孔、析出性氣孔以及皮下氣孔等。

出現(xiàn)氣孔的原因分析：出現(xiàn)氣孔的原因有很多，例如爐料不干或含氧化物、雜質(zhì)多；澆注工具或爐前添加劑未烘干；型砂含水過多或起模和修型時刷水過多；型芯烘干不充分或型芯通氣孔被堵塞；澆注溫度過低或澆注速度太快等。

質(zhì)量控制措施：針對侵入性氣孔盡快控制型砂或芯砂中發(fā)氣物質(zhì)的含量，減少發(fā)氣量，而且要降低濕型砂的含水量，造型與修模時不能過多的和水，保證砂芯的干燥；析出性氣孔多而分散，一般情況下，對于同批澆注的鑄件其表面常常會發(fā)現(xiàn)有析出性氣孔。鑄造爐料要保證潔凈干燥，對于含氣量較多的爐料嚴(yán)禁使用，同時保證添加劑的干燥；對皮下氣孔的預(yù)防控制，包括適當(dāng)提高澆注溫度，減少各種添加劑的加入劑量，盡量減少澆注時間；孕育劑的加入量能控制在（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）0.4%～0.6%，孕育劑含Al量不宜超過1.5%；防止鐵液氧化，適當(dāng)補加接力焦，嚴(yán)格控制進(jìn)風(fēng)量；在保證球化的前提下，盡量減少球化劑的加入量；澆注時在鐵液表面覆蓋冰晶石粉，防止鐵液氧化。

2、砂眼、渣孔

特征描述：材料的缺陷處內(nèi)部或表面往往會充塞著型（芯）砂的小孔，這就是我們所謂的砂眼。如果是缺陷形狀呈現(xiàn)出不規(guī)則性，且缺陷內(nèi)部填充著夾雜物，這就稱為渣孔。

出現(xiàn)砂眼、渣孔的原因分析：型砂的強度過低、或者是砂型和型芯不夠結(jié)實、合箱時砂型出現(xiàn)了局部破壞、澆注系統(tǒng)不合理，內(nèi)澆口方向不對，金屬液沖壞了砂型；合型時型腔或澆口內(nèi)散砂未清理干凈。

砂眼、渣孔的質(zhì)量控制措施：砂眼的防止措施：一、盡量提高型砂的強度以及砂型的結(jié)實度，緊實度，減少砂芯的毛刺，從而防止出現(xiàn)沖砂的現(xiàn)象；二、合型前將型腔和砂芯表面的浮砂清理干凈，并抓緊時間澆注；三、設(shè)計科學(xué)有效的澆注程序，嚴(yán)格避免鐵液對型壁過大的沖刷力。渣孔的質(zhì)量控制措施：一、防止鐵液氧化，嚴(yán)格控制球化劑，孕育劑的加入量，球鐵采用隨流孕育一定要慎重；二、設(shè)計科學(xué)有效的澆注程序，在澆注過程中安置濾網(wǎng)片，盡量提高濾網(wǎng)片的檔渣能力，澆注過程中不能間斷；三、對二次渣要嚴(yán)格控制鐵液的殘余含鎂量。降低原鐵液含硫量，并提高處理溫度與澆注溫度，適當(dāng)提高球化劑的稀土含量，降低材料中鎂的含量。

3、殘渣

所謂殘渣，指的就是集中在鑄件表面上某處那些呈現(xiàn)出皺皮狀的缺陷。殘渣由很多的物質(zhì)組成，其中主要組成物為EPS模樣殘留物，較為光亮的皺皮狀物質(zhì)。

出現(xiàn)殘渣缺陷的原因分析：由于殘渣的主要組成物為EPS模樣殘留物，在滲透方面，EPS模樣分解的氣體向外逸出速度非常緩慢，因此其分解和消失的過程很漫長。

殘渣缺陷的質(zhì)量控制措施：一、保證良好的涂層透氣性和良好的型砂透氣性；二、適當(dāng)提高澆注溫度；三、適當(dāng)提高負(fù)壓；第四、適當(dāng)降低EPS物質(zhì)的密度和緊實程度；第五、適當(dāng)提高澆注的范圍。

4、縮孔、縮松

特征描述：在鑄件較為厚實的斷面處或者是軸心處常常會由于凝固而出現(xiàn)一些表面粗糙的孔洞，而且這些孔洞有些會帶有樹枝狀的結(jié)晶，這些孔洞中較大而且較為密集的稱為縮孔，較小而又分散的孔洞稱為縮松。

出現(xiàn)縮孔、縮松缺陷的原因分析：一旦金屬液遇冷凝固時，這個過程中產(chǎn)生的液態(tài)收縮和凝固收縮是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過于固態(tài)收縮的，而且鑄件表面凝固的地方往往很難得到應(yīng)有的金屬液。

縮孔、縮松缺陷的質(zhì)量控制措施：一、不同的鑄件，壁厚不同，相應(yīng)的化學(xué)成分不同，盡量控制好鎂的含量；二、設(shè)計科學(xué)的澆注系統(tǒng)，適當(dāng)降低澆注的溫度，盡量使得鑄件表面各處都能得到充分補縮；三、嚴(yán)格控制好爐前孕育劑的含量，一般情況下，0.3%～0.5%的含量較佳；四、避免鐵液氧化。

5、裂紋

裂紋特征描述：澆注好的鑄件表面一般都彎曲的裂紋。裂紋分熱裂和冷裂兩種。熱裂的裂口形狀不規(guī)則，端口表面的顏色往往呈現(xiàn)出深黑色，氧化現(xiàn)象較為明顯，且較為曲折。而冷裂的裂口和熱裂彎曲不同，裂口比較直，形狀較為規(guī)則，且鑄件斷口表面的氧化現(xiàn)象比較輕微，發(fā)出金屬光澤。

產(chǎn)生裂紋的原因分析：鑄件遇冷凝固收縮，在這個過程中會產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，一旦應(yīng)力大于材料的屈服極限，鑄件救出出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象。

預(yù)防裂紋的質(zhì)量控制措施：一、鐵液的化學(xué)成分必須要控制好。其中硫的含量能夠影響“熱脆性”的產(chǎn)生，在灰鑄鐵中，w(S)的含量不能低于0.11%，但是也不能太高，過高的話會影響孕育效果。磷的含量是影響鑄件發(fā)生“冷脆性”的因素，進(jìn)而產(chǎn)生冷裂缺陷，所以，灰鑄鐵中w(P)能低于0.13%；二、控制鑄件各個部位的冷卻速度，防止局部產(chǎn)生過熱現(xiàn)象；第三、當(dāng)進(jìn)行完澆注以后，不能過早的開型，只有當(dāng)型內(nèi)鑄件的溫度低于550℃時，才能夠開型；第四、盡量改變鑄件的結(jié)構(gòu)，避免發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。

6、硬度不均勻

硬度不均勻現(xiàn)象描述：加工以后的鑄件表面，往往會出現(xiàn)微觀的凹凸，局部可能會出現(xiàn)硬質(zhì)點，由于鑄件的表面硬度相差較大，因此，硬質(zhì)點部位的硬度可能超過標(biāo)準(zhǔn)。

避免出現(xiàn)硬度不均勻的質(zhì)量控制措施：一、提高鐵液出爐溫度；二、嚴(yán)格控制孕育劑的加入量；三、嚴(yán)禁使用合金鋼；四、澆注系統(tǒng)的設(shè)計要科學(xué)，保證鑄件的均勻冷卻。

7、不球化、球化不良

不球化球化不良特征描述：鑄件斷口氧化后呈現(xiàn)出灰黑色，力學(xué)性能降低，鑄件的殘余鎂含量大大降低，這就是不球化現(xiàn)象。如果鑄件斷呈現(xiàn)出銀灰色，且有較為分散的黑點，金相檢查可發(fā)現(xiàn)小部分石墨呈片狀或蠕蟲狀，這就是球化不良現(xiàn)象。

不球化、球化不良現(xiàn)象的質(zhì)量控制措施：一、嚴(yán)格控制球化劑的加入比例，這和鐵液的含硫量以及球化劑的鎂含量有著直接的關(guān)系；二、適當(dāng)延長球化處理時間，確保球化劑和鐵液之間的化學(xué)反應(yīng)時間，一般情況下，控制住在75～95秒這個范圍更合適；三、盡量做到脫硫處理，有效降低原鐵液的含硫量；四、嚴(yán)格控制生鐵中的反球化元素（如砷、鉛、鈦、鉍、鋁等的含量）；五、防止鐵液氧化，處理球鐵時溫度要適中，根據(jù)鐵液溫度的高低，來選擇球化劑的化學(xué)成分；六、如果是大斷面鑄件應(yīng)該盡量減少其中的稀土含量，必要時可加入少量銻中和稀土使球墨畸變的作用。

結(jié)語

鑄造是獲得機械產(chǎn)品毛坯的主要方法之一，是機械工業(yè)重要的基礎(chǔ)工藝。鑄件的合格率和缺陷鑄件的修復(fù)率是制約我國鑄造工業(yè)的瓶頸。因此，對常見鑄造缺陷產(chǎn)生原因進(jìn)行分析研究，并提出避免缺陷的質(zhì)量控制措施,對提高鑄造企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，提高我國機械化水平具有重大意義。

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