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(che)間主要(yao)采(cai)用傳(chuan)統濕型砂鑄(zhu)造(zao)工(gong)藝生產(chan)鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件(jian)，在長期的生產(chan)中，發現鑄(zhu)鋼件(jian)主要(yao)出現以下鑄(zhu)造(zao)缺陷，砂眼，粘砂，氣孔，孔，夾(jia)砂結(jie)ba，脹砂等等。
1.砂(sha)眼：砂(sha)眼缺(que)陷處內(nei)部(bu)或(huo)表(biao)(biao)面(mian)有充塞著(zhu)型(xing)(xing)(xing)（芯）砂(sha)的(de)小孔(kong)，砂(sha)眼是一種常見的(de)鑄(zhu)造(zao)(zao)缺(que)陷，往往導致鑄(zhu)鐵平(ping)板(ban)鑄(zhu)件(jian)報廢(fei)。砂(sha)眼是由于(yu)金(jin)屬(shu)液從砂(sha)型(xing)(xing)(xing)型(xing)(xing)(xing)腔表(biao)(biao)面(mian)沖下來(lai)(lai)的(de)砂(sha)粒（塊(kuai)(kuai)），或(huo)者在(zai)造(zao)(zao)型(xing)(xing)(xing)，合箱操作中落(luo)人(ren)型(xing)(xing)(xing)腔中的(de)砂(sha)粒（塊(kuai)(kuai)）來(lai)(lai)不及(ji)浮入澆冒系統，留在(zai)鑄(zhu)件(jian)內(nei)部(bu)或(huo)表(biao)(biao)面(mian)而造(zao)(zao)成(cheng)的(de)。
砂(sha)眼的(de)預防措施：
（1）嚴格控制型(xing)砂性能，提(ti)高砂型(xing)芯的表面強度和緊實(shi)度，減少毛刺和銳角，減少沖砂。
（2）合箱(xiang)前把(ba)型(xing)腔(qiang)和砂(sha)芯(xin)表(biao)面的浮(fu)砂(sha)處理干凈，平穩合箱(xiang)，如果是明冒口或貫通出氣眼，應避免散砂(sha)從中掉人(ren)型(xing)腔(qiang)，合箱(xiang)后(hou)要盡(jin)快澆注(zhu)。
（3）設置(zhi)正確(que)合理的澆冒系(xi)統，避免金屬液對(dui)型(xing)壁和砂芯(xin)的沖刷力過(guo)大。
（4）澆口杯表(biao)面(mian)要光滑，不能有浮(fu)砂。
2.粘砂(sha)：在鑄(zhu)鐵(tie)平板鑄(zhu)件表(biao)面(mian)(mian)上，全部或部分(fen)覆蓋著(zhu)一層(ceng)金(jin)屬(shu)(或金(jin)屬(shu)氧化物)與砂(sha)（或涂(tu)料）的混（化）合物或一層(ceng)燒結構的型(xing)砂(sha)，致使鑄(zhu)件表(biao)面(mian)(mian)粗糙，難(nan)于清理。
粘(zhan)砂(sha)多發生在型(xing)(xing)、芯表面受熱作(zuo)(zuo)用強烈(lie)的(de)(de)部位，分(fen)機(ji)械粘(zhan)砂(sha)和化(hua)學粘(zhan)砂(sha)兩種。機(ji)械粘(zhan)砂(sha)是由金(jin)屬(shu)液(ye)滲入(ru)鑄(zhu)型(xing)(xing)表面的(de)(de)微孔(kong)中(zhong)形(xing)成的(de)(de)，當滲入(ru)shendu小于砂(sha)粒半徑時，鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件(jian)不形(xing)成粘(zhan)砂(sha)，只是表面粗(cu)糙(cao)，當滲入(ru)shendu大于砂(sha)粒半徑時， 形(xing)成機(ji)械粘(zhan)砂(sha)，化(hua)學粘(zhan)砂(sha)是金(jin)屬(shu)氧化(hua)物和造型(xing)(xing)材料相互進行化(hua)學作(zuo)(zuo)用的(de)(de)產物，與鑄(zhu)件(jian)牢固地(di)結(jie)合在一起(qi)而形(xing)成的(de)(de)。
粘砂(sha)的(de)預(yu)防(fang)措施：
（1）選用耐火(huo)度(du)高的(de)砂(sha)(sha)，以提高型砂(sha)(sha)，芯砂(sha)(sha)的(de)耐火(huo)度(du)，原砂(sha)(sha)的(de)SiO2含量(liang)在96（質量(liang)分數(shu)）以上，而且(qie)砂(sha)(sha)粒應(ying)對(dui)粗些(xie)。鑄(zhu)鐵平(ping)板(ban)鑄(zhu)件(jian)的(de)澆注溫度(du)越(yue)高，壁厚(hou)(hou)越(yue)厚(hou)(hou)，對(dui)原砂(sha)(sha)中SiO2含量(liang)的(de)要求越(yue)高。
（2）適當降低澆注溫(wen)度(du)和提(ti)高澆注速度(du)，減輕金屬液對砂(sha)型(xing)的熱力學(xue)和物理化學(xue)作(zuo)用。
（3）砂(sha)型(xing)(xing)緊實度(du)要高（通常大于85）且均勻(yun)，減少(shao)砂(sha)粒間隙；型(xing)(xing)、芯修補到位，不(bu)能有局部疏松。
（4）采用在(zai)高溫下不開裂(lie)、不燒(shao)結成熔(rong)洞的(de)涂料。
3.氣(qi)孔：在鑄件內部，表(biao)面或近于(yu)表(biao)面處，有大小不(bu)等的(de)光滑孔眼，形(xing)狀(zhuang)有圓的(de)，長的(de)及不(bu)規則的(de)，有單個的(de)，也(ye)有聚集成片的(de)。顏(yan)色(se)有白色(se)的(de)或帶一(yi)層暗色(se)，有時覆有一(yi)層氧化皮。由于(yu)氣(qi)體(ti)的(de)來源和(he)形(xing)成原(yuan)因不(bu)同，氣(qi)孔的(de)表(biao)現(xian)形(xing)式(shi)也(ye)各不(bu)相(xiang)同，有侵入性氣(qi)孔、析出性氣(qi)孔和(he)反應性氣(qi)孔。
侵(qin)入性氣(qi)孔體(ti)(ti)積(ji)較大，形狀近似(si)梨形，常(chang)出現在鑄鐵平板鑄件上部靠近型(xing)芯壁或澆注位置(zhi)處(chu)，主要是由(you)于砂型(xing)芯中(zhong)產生的氣(qi)體(ti)(ti)侵(qin)入金屬中(zhong)未能逸出造成(cheng)的，梨形氣(qi)孔小端位置(zhi)表明氣(qi)體(ti)(ti)由(you)該處(chu)進入鑄人(ren)件。
析(xi)出(chu)性(xing)氣(qi)(qi)孔多(duo)而分散(san)，一(yi)般位于(yu)鑄件(jian)表面，往(wang)往(wang)同一(yi)爐鑄件(jian)幾(ji)乎都(dou)會出(chu)現，主要是由于(yu)金屬在(zai)熔煉過程中吸收(shou)的(de)氣(qi)(qi)體在(zai)凝固(gu)前未能全部析(xi)出(chu)， 在(zai)鑄件(jian)中形成許多(duo)分散(san)的(de)小氣(qi)(qi)孔。
反應性(xing)氣孔(kong)是(shi)由(you)于(yu)金屬一鑄型界面發(fa)生化學(xue)反應而產生的氣孔(kong)，因(yin)其分布均勻且往往在鑄件表皮以下1-3mm處（有時在一層氧化皮下面）出(chu)現，所以又稱(cheng)為(wei)皮下氣孔(kong)。又由(you)于(yu)這種氣孔(kong)多(duo)呈細長形針孔(kong)狀，其長軸與(yu)鑄件表面垂直，又可將其稱(cheng)為(wei)針孔(kong)。
氣孔的預防措施：
（1）采用潔(jie)凈干燥的(de)爐料，限制含氣(qi)量較多(duo)的(de)爐料的(de)使(shi)用，降(jiang)低熔煉時金屬的(de)吸氣(qi)量；澆(jiao)包(bao)要烘干燙包(bao)；可以(yi)適(shi)當提(ti)高澆(jiao)注溫度以(yi)利于氣(qi)體擴散。
（2）澆注鑄鐵平板時控制(zhi)好壓頭和速度，保證鋼水平穩充填砂型型腔，避(bi)免產生紊流，防止(zhi)卷入氣體。
（3）減少發(fa)氣量，控(kong)制型(xing)（芯）砂(sha)水分(fen)及發(fa)氣原料的(de)(de)含量，減少砂(sha)型(xing)在澆注過程中的(de)(de)發(fa)氣量，不使用受潮，生銹或有(you)油污的(de)(de)冷鐵和芯撐等。
（4）gaishan砂型(xing)的透氣(qi)(qi)性，選擇合適(shi)的砂型(xing)緊實度，提(ti)高(gao)砂型(xing)和型(xing)芯的透氣(qi)(qi)性；合理安排出氣(qi)(qi)眼，使(shi)型(xing)（芯）內氣(qi)(qi)體能順利(li)排出。
（5）提高(gao)氣體進入(ru)金屬(shu)液的(de)阻力.合理設計澆注(zhu)系(xi)統,避免澆注(zhu)時卷入(ru)氣體,在型（芯）表(biao)面涂刷涂料以(yi)減(jian)少(shao)少(shao)金屬(shu)一鑄型的(de)界面作用。
4.縮(suo)孔(kong)、縮(suo)松
縮(suo)孔、縮(suo)松的預防措施(shi)：
（1）盡量(liang)降低注(zhu)溫度和澆注(zhu)速度,澆注(zhu)后(hou)期(qi)的(de)補(bu)澆要(yao)充分到(dao)位。（2）合(he)理(li)設計澆冒系統,壁厚(hou)(hou)小且均勻(yun)的(de)鑄(zhu)件(jian)(jian)要(yao)采(cai)用同時凝固,壁厚(hou)(hou)大且不(bu)均勻(yun)的(de)鑄(zhu)件(jian)(jian)采(cai)用由薄向(xiang)厚(hou)(hou)的(de)順序凝固,使鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件(jian)(jian)得到(dao)充分補(bu)縮。（3）在鑄(zhu)件(jian)(jian)厚(hou)(hou)斷面部位,合(he)理(li)放(fang)置內,外冷(leng)鐵。（4）盡量(liang)減少鑄(zhu)件(jian)(jian)的(de)熱(re)節部位。
5.裂(lie)紋(wen)：裂(lie)紋(wen)分(fen)為熱裂(lie)和冷裂(lie)。熱裂(lie)主要(yao)由(you)S引(yin)起(qi)，多(duo)為不規則形狀,裂(lie)口處金(jin)屬表(biao)皮氧化(hua);冷裂(lie)主要(yao)由(you)P引(yin)起(qi),裂(lie)口較直,開裂(lie)處有金(jin)屬光澤,有時出現輕微氧化(hua)色(se)。部分(fen)鑄鐵平板鑄件采用水爆清砂工(gong)藝，亦(yi)可導致(zhi)裂(lie)紋(wen)。
裂(lie)紋的預(yu)防措施：
（1）提高砂型(xing)和砂芯的(de)退(tui)讓性。（2）嚴格(ge)控制(zhi)爐(lu)料及鐵水(shui)中的(de)S、P含量。（3）鑄鐵平板鑄件(jian)(jian)壁厚(hou)盡量均勻,避免壁厚(hou)的(de)突然改變,條件(jian)(jian)允(yun)許時,可適當(dang)(dang)(dang)設置(zhi)加強(qiang)筋,兩截面交接部位(wei)采用圓角連接,以減少應力集中。（4）調節鑄鐵平板鑄件(jian)(jian)各部位(wei)冷卻速(su)度,避免鑄件(jian)(jian)局部過(guo)熱,在厚(hou)大斷面或熱節處放置(zhi)冷鐵,內(nei)澆(jiao)道適當(dang)(dang)(dang)分散(san),使鑄件(jian)(jian)各部位(wei)溫(wen)度趨向均勻,澆(jiao)冒(mao)口當(dang)(dang)(dang)應阻礙鑄件(jian)(jian)的(de)收縮。（5）鑄鐵平板鑄件(jian)(jian)澆(jiao)注后(hou),開型(xing)不(bu)能過(guo)早(zao),采用水(shui)爆清砂工(gong)藝的(de)鑄件(jian)(jian)應掌握好溫(wen)度和時間。
6.其他鑄造(zao)缺陷(xian)
（1）鑄件比較容易變形(xing).某些(xie)鑄件加工后(hou),放置一段時間后(hou)會出(chu)現變形(xing)。
預防措施：適當添加加強筋;適當增(zeng)加加工余量;采(cai)用反變形工藝；將(jiang)鑄件進行去應(ying)力退火,xiaochu鑄件的內(nei)應(ying)力；采(cai)用時效處理。
（2）冷隔 在鑄件上(shang)有(you)未完全ronghe的縫隙或凹坑,其交界邊(bian)緣(yuan)是圓滑的。
預防措施(shi)：提高澆注(zhu)(zhu)溫度和澆注(zhu)(zhu)速度;gaishan澆注(zhu)(zhu)系統(tong);澆注(zhu)(zhu)時不(bu)斷流。
（3）澆不足 由于(yu)金(jin)屬液未完全充滿型腔而產生的鑄(zhu)件缺肉。預防措施(shi);提高澆注溫度(du)(du)和澆注速度(du)(du);不要斷流和防止跑火;澆注后期的點澆補縮(suo)到位(wei)。
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。
