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。
車間主要采用傳統濕型砂(sha)鑄(zhu)造工藝生(sheng)產鑄(zhu)鐵平板(ban)鑄(zhu)件(jian)，在長期的(de)生(sheng)產中，發現鑄(zhu)鋼件(jian)主要出(chu)現以下鑄(zhu)造缺陷(xian)，砂(sha)眼，粘砂(sha)，氣(qi)孔(kong)，孔(kong)，夾(jia)砂(sha)結ba，脹砂(sha)等等。
1.砂(sha)眼：砂(sha)眼缺陷(xian)處內(nei)部或(huo)表面有充塞著型（芯）砂(sha)的小孔，砂(sha)眼是(shi)一種常見的鑄(zhu)(zhu)造缺陷(xian)，往往導致鑄(zhu)(zhu)鐵平板鑄(zhu)(zhu)件(jian)報廢。砂(sha)眼是(shi)由于金屬(shu)液(ye)從砂(sha)型型腔表面沖下來的砂(sha)粒（塊），或(huo)者在(zai)造型，合(he)箱操(cao)作中落人型腔中的砂(sha)粒（塊）來不(bu)及浮入澆冒系統(tong)，留在(zai)鑄(zhu)(zhu)件(jian)內(nei)部或(huo)表面而造成(cheng)的。
砂眼的預防措施：
（1）嚴格控(kong)制型砂性能，提(ti)高(gao)砂型芯的表面強(qiang)度(du)和緊實度(du)，減(jian)少毛刺和銳角，減(jian)少沖砂。
（2）合(he)箱(xiang)前把(ba)型腔和砂(sha)芯表面(mian)的浮(fu)砂(sha)處理干凈，平穩合(he)箱(xiang)，如果是明(ming)冒口或(huo)貫通出氣眼(yan)，應避免散砂(sha)從中掉人型腔，合(he)箱(xiang)后(hou)要(yao)盡快澆(jiao)注。
（3）設置正確合理的澆冒(mao)系(xi)統，避免金屬(shu)液(ye)對型(xing)壁和砂芯的沖刷力過大。
（4）澆口(kou)杯(bei)表面要光滑，不能有浮(fu)砂(sha)。
2.粘砂：在鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件表面上，全部(bu)或部(bu)分覆蓋著一層金(jin)屬(或金(jin)屬氧(yang)化物)與砂（或涂料）的(de)混（化）合(he)物或一層燒結構的(de)型砂，致使鑄(zhu)件表面粗糙，難于清理。
粘(zhan)砂(sha)(sha)多發生在型、芯表面(mian)受熱作用強(qiang)烈的(de)部位，分機(ji)械粘(zhan)砂(sha)(sha)和化學粘(zhan)砂(sha)(sha)兩種。機(ji)械粘(zhan)砂(sha)(sha)是(shi)由金屬液滲入(ru)(ru)鑄(zhu)(zhu)型表面(mian)的(de)微(wei)孔中形(xing)(xing)成(cheng)的(de)，當滲入(ru)(ru)shendu小于砂(sha)(sha)粒(li)(li)半徑時，鑄(zhu)(zhu)鐵平板鑄(zhu)(zhu)件不(bu)形(xing)(xing)成(cheng)粘(zhan)砂(sha)(sha)，只(zhi)是(shi)表面(mian)粗糙，當滲入(ru)(ru)shendu大于砂(sha)(sha)粒(li)(li)半徑時， 形(xing)(xing)成(cheng)機(ji)械粘(zhan)砂(sha)(sha)，化學粘(zhan)砂(sha)(sha)是(shi)金屬氧化物(wu)(wu)和造型材料相互進行化學作用的(de)產物(wu)(wu)，與鑄(zhu)(zhu)件牢固地結合在一起而(er)形(xing)(xing)成(cheng)的(de)。
粘砂的預防措(cuo)施：
（1）選用耐火(huo)度(du)(du)高(gao)的(de)砂(sha)，以提高(gao)型砂(sha)，芯砂(sha)的(de)耐火(huo)度(du)(du)，原砂(sha)的(de)SiO2含(han)量(liang)在96（質量(liang)分數）以上，而且砂(sha)粒應對粗些(xie)。鑄鐵平(ping)板鑄件的(de)澆注溫度(du)(du)越高(gao)，壁(bi)厚越厚，對原砂(sha)中(zhong)SiO2含(han)量(liang)的(de)要求(qiu)越高(gao)。
（2）適當降(jiang)低澆注(zhu)溫度和提高澆注(zhu)速(su)度，減輕(qing)金屬(shu)液(ye)對砂型的熱力學(xue)和物理(li)化學(xue)作用。
（3）砂型緊實度要高（通常(chang)大(da)于85）且均勻(yun)，減少砂粒間隙；型、芯修補到位，不(bu)能有局部疏松。
（4）采用在高溫下不開裂、不燒結成熔(rong)洞的涂料。
3.氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)：在鑄(zhu)件內(nei)部，表(biao)面或近于(yu)表(biao)面處，有(you)(you)(you)大小不(bu)(bu)等的(de)(de)(de)光滑(hua)孔(kong)(kong)眼，形狀有(you)(you)(you)圓的(de)(de)(de)，長(chang)的(de)(de)(de)及不(bu)(bu)規(gui)則的(de)(de)(de)，有(you)(you)(you)單個的(de)(de)(de)，也有(you)(you)(you)聚集成片的(de)(de)(de)。顏(yan)色(se)(se)有(you)(you)(you)白(bai)色(se)(se)的(de)(de)(de)或帶一(yi)層暗色(se)(se)，有(you)(you)(you)時(shi)覆(fu)有(you)(you)(you)一(yi)層氧化(hua)皮。由于(yu)氣(qi)(qi)體的(de)(de)(de)來源和形成原(yuan)因不(bu)(bu)同，氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)表(biao)現形式(shi)也各(ge)不(bu)(bu)相同，有(you)(you)(you)侵入性氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)、析出性氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)和反應性氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)。
侵(qin)入性氣(qi)孔體積較(jiao)大，形(xing)狀近(jin)似梨(li)形(xing)，常出(chu)現在鑄(zhu)鐵平板(ban)鑄(zhu)件(jian)上部靠近(jin)型芯壁或澆注(zhu)位置處，主要(yao)是由于(yu)砂(sha)型芯中(zhong)產生的(de)氣(qi)體侵(qin)入金屬中(zhong)未能逸出(chu)造成的(de)，梨(li)形(xing)氣(qi)孔小(xiao)端位置表明氣(qi)體由該處進(jin)入鑄(zhu)人件(jian)。
析出(chu)(chu)性氣孔多(duo)而(er)分散(san)，一般位(wei)于鑄件表面(mian)，往往同一爐鑄件幾(ji)乎(hu)都(dou)會出(chu)(chu)現，主要是由于金屬(shu)在熔(rong)煉過(guo)程中吸(xi)收的(de)(de)氣體(ti)在凝(ning)固(gu)前未能全部(bu)析出(chu)(chu)， 在鑄件中形(xing)成許多(duo)分散(san)的(de)(de)小氣孔。
反應性氣孔(kong)是由(you)于金屬(shu)一(yi)鑄(zhu)型(xing)界面(mian)(mian)發生(sheng)化學反應而產生(sheng)的氣孔(kong)，因其(qi)(qi)分布(bu)均勻且往(wang)往(wang)在(zai)鑄(zhu)件(jian)(jian)表(biao)皮以(yi)下(xia)(xia)1-3mm處(chu)（有時在(zai)一(yi)層氧(yang)化皮下(xia)(xia)面(mian)(mian)）出現，所(suo)以(yi)又稱(cheng)為皮下(xia)(xia)氣孔(kong)。又由(you)于這種氣孔(kong)多(duo)呈細長(chang)形(xing)針(zhen)孔(kong)狀，其(qi)(qi)長(chang)軸(zhou)與鑄(zhu)件(jian)(jian)表(biao)面(mian)(mian)垂直，又可將(jiang)其(qi)(qi)稱(cheng)為針(zhen)孔(kong)。
氣(qi)孔(kong)的預防措施：
（1）采用潔凈(jing)干(gan)燥的(de)爐料(liao)(liao)，限制(zhi)含氣量(liang)較多的(de)爐料(liao)(liao)的(de)使用，降(jiang)低熔(rong)煉(lian)時金(jin)屬的(de)吸氣量(liang)；澆(jiao)包要烘干(gan)燙包；可以適(shi)當(dang)提高澆(jiao)注溫(wen)度以利于氣體(ti)擴(kuo)散。
（2）澆注鑄(zhu)鐵平板時(shi)控制好壓頭和速度，保證鋼(gang)水(shui)平穩充填砂(sha)型型腔，避免產(chan)生紊流(liu)，防止(zhi)卷(juan)入(ru)氣體。
（3）減少(shao)發(fa)氣量(liang)，控制(zhi)型（芯(xin)）砂水分及(ji)發(fa)氣原料的含(han)量(liang)，減少(shao)砂型在澆注過程中的發(fa)氣量(liang)，不使用受潮，生銹或有油(you)污的冷鐵和芯(xin)撐等。
（4）gaishan砂(sha)型(xing)的(de)(de)透氣(qi)(qi)性，選擇合(he)適的(de)(de)砂(sha)型(xing)緊實度，提高(gao)砂(sha)型(xing)和型(xing)芯的(de)(de)透氣(qi)(qi)性；合(he)理(li)安排(pai)出氣(qi)(qi)眼(yan)，使型(xing)（芯）內氣(qi)(qi)體能順(shun)利排(pai)出。
（5）提高(gao)氣體進入金(jin)屬液的(de)(de)阻力.合理設計(ji)澆(jiao)注(zhu)系統,避免澆(jiao)注(zhu)時卷入氣體,在型（芯）表面(mian)涂(tu)刷涂(tu)料以(yi)減少(shao)少(shao)金(jin)屬一(yi)鑄型的(de)(de)界面(mian)作用。
4.縮孔、縮松
縮(suo)孔、縮(suo)松的預防措施：
（1）盡量(liang)降低注溫(wen)度(du)和澆注速(su)度(du),澆注后期的(de)補澆要(yao)充分到(dao)位。（2）合(he)理設計(ji)澆冒系(xi)統(tong),壁厚(hou)小且均勻的(de)鑄件要(yao)采(cai)用(yong)同時凝固(gu),壁厚(hou)大(da)且不均勻的(de)鑄件采(cai)用(yong)由薄向厚(hou)的(de)順(shun)序(xu)凝固(gu),使(shi)鑄鐵平板鑄件得到(dao)充分補縮(suo)。（3）在鑄件厚(hou)斷面部位,合(he)理放置(zhi)內,外冷鐵。（4）盡量(liang)減少鑄件的(de)熱(re)節(jie)部位。
5.裂(lie)(lie)紋：裂(lie)(lie)紋分(fen)為(wei)熱裂(lie)(lie)和冷(leng)裂(lie)(lie)。熱裂(lie)(lie)主要由(you)S引(yin)起，多(duo)為(wei)不規則形狀,裂(lie)(lie)口處金(jin)屬(shu)表皮氧(yang)化;冷(leng)裂(lie)(lie)主要由(you)P引(yin)起,裂(lie)(lie)口較(jiao)直,開裂(lie)(lie)處有(you)金(jin)屬(shu)光澤,有(you)時出現輕微(wei)氧(yang)化色。部分(fen)鑄鐵平板鑄件采用水爆清砂工藝，亦(yi)可導致裂(lie)(lie)紋。
裂紋的預防(fang)措(cuo)施(shi)：
（1）提高(gao)砂(sha)型(xing)和(he)砂(sha)芯的退(tui)讓(rang)性。（2）嚴格控(kong)制(zhi)爐料及(ji)鐵(tie)(tie)水(shui)中的S、P含量。（3）鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平板鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)壁(bi)厚(hou)盡量均勻,避免(mian)壁(bi)厚(hou)的突然(ran)改變,條件(jian)(jian)允許時(shi),可適(shi)當(dang)(dang)設(she)置加強筋,兩截面(mian)交接部位采(cai)用(yong)圓角連接,以減少應力集中。（4）調節鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平板鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)各部位冷卻(que)速(su)度,避免(mian)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)局部過熱,在(zai)厚(hou)大斷面(mian)或(huo)熱節處(chu)放置冷鐵(tie)(tie),內澆道適(shi)當(dang)(dang)分散,使鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)各部位溫度趨向均勻,澆冒口(kou)當(dang)(dang)應阻礙鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)的收縮。（5）鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平板鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)澆注后,開(kai)型(xing)不(bu)能(neng)過早,采(cai)用(yong)水(shui)爆(bao)清砂(sha)工藝的鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)應掌握(wo)好溫度和(he)時(shi)間。
6.其他(ta)鑄(zhu)造缺陷
（1）鑄件(jian)比較容易(yi)變(bian)形.某些鑄件(jian)加工后(hou),放置一段時(shi)間后(hou)會(hui)出現(xian)變(bian)形。
預(yu)防措施：適當添加加強筋;適當增加加工余量(liang);采用(yong)反變形工藝；將鑄件進行(xing)去應力退火,xiaochu鑄件的內(nei)應力；采用(yong)時效處理。
（2）冷隔(ge) 在鑄件上有(you)未完全ronghe的縫隙或凹(ao)坑,其交界邊緣是圓滑的。
預(yu)防措施：提高澆(jiao)注溫度和澆(jiao)注速度;gaishan澆(jiao)注系統;澆(jiao)注時不斷流。
（3）澆(jiao)(jiao)不(bu)足 由(you)于金(jin)屬液未完全充(chong)滿型(xing)腔(qiang)而產(chan)生的鑄件缺肉。預(yu)防(fang)措施;提高(gao)澆(jiao)(jiao)注溫(wen)度和澆(jiao)(jiao)注速度;不(bu)要斷流和防(fang)止跑火(huo);澆(jiao)(jiao)注后期的點澆(jiao)(jiao)補縮到位。
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。
