鑄鐵平板生產過程中鑄造缺陷防止與解決方案 上
2019年09月11日
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鑄鐵平板在生產過程中經常會發生各種不同的鑄造缺陷，如何預防這些缺陷；一直是鑄鐵平板生產廠家關注的問題。本文正創主要介紹了這方面的一些認識和實踐經驗。
車間主(zhu)要(yao)采用傳統濕型砂(sha)(sha)鑄(zhu)造工(gong)藝生(sheng)產(chan)鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件，在長期的生(sheng)產(chan)中，發現鑄(zhu)鋼件主(zhu)要(yao)出(chu)現以下鑄(zhu)造缺(que)陷(xian)，砂(sha)(sha)眼，粘砂(sha)(sha)，氣孔，孔，夾砂(sha)(sha)結ba，脹砂(sha)(sha)等(deng)等(deng)。
1.砂眼：砂眼缺(que)陷(xian)處內部(bu)或(huo)表面(mian)有(you)充塞著型(xing)(xing)（芯）砂的小孔，砂眼是(shi)一種常見(jian)的鑄(zhu)造缺(que)陷(xian)，往往導致鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件報廢。砂眼是(shi)由于(yu)金屬液從砂型(xing)(xing)型(xing)(xing)腔表面(mian)沖下(xia)來(lai)的砂粒（塊(kuai)），或(huo)者在(zai)造型(xing)(xing)，合箱操作中(zhong)落(luo)人型(xing)(xing)腔中(zhong)的砂粒（塊(kuai)）來(lai)不及浮(fu)入澆冒(mao)系(xi)統，留在(zai)鑄(zhu)件內部(bu)或(huo)表面(mian)而造成(cheng)的。
砂(sha)眼(yan)的預防措施：
（1）嚴格控(kong)制型(xing)砂性能，提(ti)高砂型(xing)芯的表面強度和緊實度，減少(shao)毛刺和銳角，減少(shao)沖砂。
（2）合(he)(he)箱(xiang)前把型腔和砂芯表面的浮砂處理(li)干凈，平(ping)穩合(he)(he)箱(xiang)，如果(guo)是(shi)明(ming)冒(mao)口或貫通(tong)出氣眼，應(ying)避免散(san)砂從中掉人型腔，合(he)(he)箱(xiang)后要盡快(kuai)澆注(zhu)。
（3）設(she)置正(zheng)確合(he)理的澆冒系(xi)統，避免(mian)金(jin)屬(shu)液對型壁和砂(sha)芯的沖刷力過大(da)。
（4）澆(jiao)口(kou)杯(bei)表面要光滑，不能(neng)有浮砂。
2.粘砂：在(zai)鑄鐵平板鑄件表面上，全部(bu)或(huo)(huo)部(bu)分覆蓋著一(yi)層(ceng)金屬(或(huo)(huo)金屬氧化物(wu))與砂（或(huo)(huo)涂料）的混（化）合物(wu)或(huo)(huo)一(yi)層(ceng)燒結構的型砂，致使(shi)鑄件表面粗糙，難(nan)于(yu)清(qing)理(li)。
粘(zhan)砂(sha)多發生(sheng)在型、芯表面受熱作(zuo)用(yong)強烈的部位(wei)，分(fen)機(ji)械粘(zhan)砂(sha)和(he)化(hua)學粘(zhan)砂(sha)兩種。機(ji)械粘(zhan)砂(sha)是由(you)金屬液滲入(ru)鑄(zhu)型表面的微孔中形成(cheng)的，當滲入(ru)shendu小于(yu)砂(sha)粒(li)半徑(jing)時(shi)，鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件(jian)不形成(cheng)粘(zhan)砂(sha)，只是表面粗糙，當滲入(ru)shendu大于(yu)砂(sha)粒(li)半徑(jing)時(shi)， 形成(cheng)機(ji)械粘(zhan)砂(sha)，化(hua)學粘(zhan)砂(sha)是金屬氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)和(he)造型材(cai)料(liao)相互進行化(hua)學作(zuo)用(yong)的產(chan)物(wu)(wu)，與鑄(zhu)件(jian)牢固地(di)結合在一起而形成(cheng)的。
粘砂的預防措(cuo)施：
（1）選(xuan)用(yong)耐火度高(gao)(gao)的(de)砂(sha)(sha)，以(yi)提高(gao)(gao)型砂(sha)(sha)，芯(xin)砂(sha)(sha)的(de)耐火度，原砂(sha)(sha)的(de)SiO2含(han)量(liang)在96（質量(liang)分數）以(yi)上，而且砂(sha)(sha)粒應對(dui)粗些。鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件(jian)的(de)澆注溫度越(yue)高(gao)(gao)，壁(bi)厚越(yue)厚，對(dui)原砂(sha)(sha)中SiO2含(han)量(liang)的(de)要求越(yue)高(gao)(gao)。
（2）適(shi)當降低澆(jiao)注溫(wen)度和提(ti)高澆(jiao)注速度，減輕(qing)金(jin)屬液對(dui)砂型的熱力學和物(wu)理化(hua)學作用。
（3）砂(sha)型(xing)緊實度要高(gao)（通常大于85）且均勻，減(jian)少砂(sha)粒間隙；型(xing)、芯修(xiu)補到位，不能有局部疏松。
（4）采用在高溫下(xia)不開裂、不燒(shao)結(jie)成熔洞的(de)涂料(liao)。
3.氣孔(kong)：在鑄件內部(bu)，表(biao)(biao)面或(huo)近于(yu)表(biao)(biao)面處，有(you)大小不等的(de)(de)光滑孔(kong)眼(yan)，形狀(zhuang)有(you)圓的(de)(de)，長的(de)(de)及不規(gui)則的(de)(de)，有(you)單個的(de)(de)，也(ye)有(you)聚集成(cheng)片的(de)(de)。顏色有(you)白色的(de)(de)或(huo)帶一層暗色，有(you)時覆(fu)有(you)一層氧化皮。由(you)于(yu)氣體的(de)(de)來源(yuan)和形成(cheng)原因(yin)不同，氣孔(kong)的(de)(de)表(biao)(biao)現形式也(ye)各不相同，有(you)侵入性氣孔(kong)、析(xi)出(chu)性氣孔(kong)和反應性氣孔(kong)。
侵入性氣(qi)孔體積較大，形(xing)狀近(jin)似梨形(xing)，常出(chu)現在(zai)鑄(zhu)鐵平板(ban)鑄(zhu)件上(shang)部靠近(jin)型芯壁或澆注位置(zhi)處，主要是(shi)由(you)(you)于(yu)砂型芯中(zhong)產生的(de)氣(qi)體侵入金(jin)屬(shu)中(zhong)未能逸出(chu)造成的(de)，梨形(xing)氣(qi)孔小端(duan)位置(zhi)表明氣(qi)體由(you)(you)該處進(jin)入鑄(zhu)人件。
析出性氣(qi)孔多而(er)分(fen)散，一(yi)般位(wei)于鑄(zhu)件(jian)表面，往(wang)往(wang)同一(yi)爐鑄(zhu)件(jian)幾乎都會出現，主要是(shi)由(you)于金(jin)屬在熔煉過程中吸收的氣(qi)體(ti)在凝固前未能全部析出， 在鑄(zhu)件(jian)中形(xing)成許多分(fen)散的小氣(qi)孔。
反應(ying)性氣(qi)孔(kong)是由于金屬一鑄(zhu)(zhu)型界面發生化學(xue)反應(ying)而(er)產生的氣(qi)孔(kong)，因(yin)其分布(bu)均勻且(qie)往往在鑄(zhu)(zhu)件(jian)表皮以(yi)下1-3mm處（有時在一層氧(yang)化皮下面）出現，所以(yi)又稱為(wei)皮下氣(qi)孔(kong)。又由于這種氣(qi)孔(kong)多(duo)呈細長(chang)形針(zhen)孔(kong)狀，其長(chang)軸與鑄(zhu)(zhu)件(jian)表面垂直，又可將其稱為(wei)針(zhen)孔(kong)。
氣孔的預(yu)防措施：
（1）采(cai)用潔凈干(gan)燥(zao)的爐料，限制含氣量較多(duo)的爐料的使用，降低熔煉時金(jin)屬的吸氣量；澆包要(yao)烘干(gan)燙包；可以(yi)適當(dang)提高澆注溫度以(yi)利于氣體擴散。
（2）澆注鑄(zhu)鐵平板時控制好壓頭和速度，保證鋼水平穩(wen)充(chong)填砂(sha)型型腔(qiang)，避(bi)免產生(sheng)紊流(liu)，防止卷入氣(qi)體。
（3）減少發(fa)氣量(liang)，控制型（芯）砂水(shui)分及發(fa)氣原(yuan)料的(de)含(han)量(liang)，減少砂型在澆注(zhu)過程中的(de)發(fa)氣量(liang)，不(bu)使用(yong)受潮，生銹或有油(you)污的(de)冷(leng)鐵和芯撐(cheng)等(deng)。
（4）gaishan砂(sha)型(xing)(xing)(xing)的透氣(qi)性，選(xuan)擇(ze)合適的砂(sha)型(xing)(xing)(xing)緊實度，提高砂(sha)型(xing)(xing)(xing)和型(xing)(xing)(xing)芯的透氣(qi)性；合理安排出氣(qi)眼，使(shi)型(xing)(xing)(xing)（芯）內氣(qi)體能(neng)順利排出。
（5）提高氣體(ti)進入金屬液的(de)阻力.合理設(she)計澆注(zhu)系統,避(bi)免澆注(zhu)時卷(juan)入氣體(ti),在型(xing)(xing)（芯(xin)）表面涂(tu)刷涂(tu)料以減(jian)少少金屬一鑄型(xing)(xing)的(de)界(jie)面作用。
4.縮孔、縮松
縮孔、縮松的預防措施：
（1）盡(jin)量降低注(zhu)溫度(du)(du)和澆注(zhu)速度(du)(du),澆注(zhu)后(hou)期的(de)(de)補澆要充分到位。（2）合(he)理設計(ji)澆冒系統,壁厚(hou)小且均勻(yun)的(de)(de)鑄(zhu)件(jian)要采用同時凝(ning)固,壁厚(hou)大(da)且不均勻(yun)的(de)(de)鑄(zhu)件(jian)采用由薄向(xiang)厚(hou)的(de)(de)順序凝(ning)固,使鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件(jian)得到充分補縮。（3）在鑄(zhu)件(jian)厚(hou)斷面部(bu)位,合(he)理放(fang)置內,外冷鐵。（4）盡(jin)量減少鑄(zhu)件(jian)的(de)(de)熱節(jie)部(bu)位。
5.裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)：裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)分(fen)為熱裂(lie)(lie)(lie)(lie)和冷(leng)裂(lie)(lie)(lie)(lie)。熱裂(lie)(lie)(lie)(lie)主(zhu)要由(you)S引起，多為不規則形狀,裂(lie)(lie)(lie)(lie)口處金(jin)屬表皮(pi)氧化;冷(leng)裂(lie)(lie)(lie)(lie)主(zhu)要由(you)P引起,裂(lie)(lie)(lie)(lie)口較直,開(kai)裂(lie)(lie)(lie)(lie)處有金(jin)屬光澤,有時出現輕微氧化色。部分(fen)鑄(zhu)(zhu)鐵平板鑄(zhu)(zhu)件采用水爆清砂工藝(yi)，亦可導致裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)。
裂紋的預防(fang)措施：
（1）提高(gao)砂(sha)型和(he)砂(sha)芯的退(tui)讓性。（2）嚴格控(kong)制爐料及(ji)鐵水中的S、P含量。（3）鑄(zhu)(zhu)鐵平板鑄(zhu)(zhu)件壁(bi)厚(hou)盡量均勻,避免壁(bi)厚(hou)的突然(ran)改變,條件允(yun)許時,可適當(dang)設置(zhi)加強筋,兩截面(mian)交接部(bu)(bu)位(wei)采(cai)用圓(yuan)角連接,以減少應(ying)力集中。（4）調節(jie)鑄(zhu)(zhu)鐵平板鑄(zhu)(zhu)件各(ge)(ge)部(bu)(bu)位(wei)冷卻速度,避免鑄(zhu)(zhu)件局部(bu)(bu)過(guo)(guo)熱(re),在厚(hou)大斷(duan)面(mian)或熱(re)節(jie)處放(fang)置(zhi)冷鐵,內(nei)澆(jiao)(jiao)道適當(dang)分散,使鑄(zhu)(zhu)件各(ge)(ge)部(bu)(bu)位(wei)溫(wen)度趨(qu)向均勻,澆(jiao)(jiao)冒口當(dang)應(ying)阻礙(ai)鑄(zhu)(zhu)件的收(shou)縮。（5）鑄(zhu)(zhu)鐵平板鑄(zhu)(zhu)件澆(jiao)(jiao)注后,開型不能過(guo)(guo)早,采(cai)用水爆清砂(sha)工藝的鑄(zhu)(zhu)件應(ying)掌(zhang)握(wo)好溫(wen)度和(he)時間(jian)。
6.其他鑄造缺陷
（1）鑄件(jian)比較容易變形.某些鑄件(jian)加工后(hou),放置一(yi)段時間后(hou)會出現變形。
預(yu)防措施(shi)：適當添(tian)加(jia)加(jia)強筋;適當增加(jia)加(jia)工余量;采(cai)用反(fan)變(bian)形工藝；將鑄件進行(xing)去應(ying)力退火,xiaochu鑄件的內應(ying)力；采(cai)用時效處理(li)。
（2）冷隔 在(zai)鑄件上有未(wei)完全ronghe的縫隙或凹坑,其交(jiao)界(jie)邊緣是圓滑的。
預防措施：提高澆(jiao)注溫度(du)和澆(jiao)注速(su)度(du);gaishan澆(jiao)注系(xi)統;澆(jiao)注時不斷流(liu)。
（3）澆(jiao)不(bu)足 由(you)于金屬液未完全充滿型腔而產生的(de)鑄件缺肉。預防措施;提(ti)高(gao)澆(jiao)注溫(wen)度(du)(du)和(he)澆(jiao)注速度(du)(du);不(bu)要斷流(liu)和(he)防止跑火(huo);澆(jiao)注后期的(de)點澆(jiao)補縮(suo)到位。
鑄鐵平板（鑄鐵平臺）消失模鑄造是一種近無切削加工鑄造工藝，具有鑄件度高、設計靈活、無砂芯、生產環境清潔、投資和生產成本低等優點。此項技術在國內外發展 迅速，各項相關技術都取得了長足進步。消失模鑄造技術在鑄鋁、鑄銅、鑄鐵等材料上得到較好的應用，但在鑄鋼生產的應用上則相對滯后。雖然在高錳鋼、耐磨鋼等鋼種上也有成功應用的報道，但在實際的生產過程中，由于鑄件在澆注充型過程中，金屬液的流動前沿是熱解的消失模產物（氣體和液體），會與金屬液發生反應并影響到金屬液質量，如果熱解產物不能順利排出， 容易引起氣孔、增碳、增氫等缺陷，使該技術的應用受到一定的限制。消失模鑄鐵件的常見缺陷 是氣孔，因此對其產生的原因進行分析并提出相應的防止措施，為消失模鑄造技術 地應用于鑄鐵件的生產提供指導是 要的。
