鑄鐵平臺鑄造生產中缺陷產生的原因分析及預防措施
2019年09月16日
新聞詳情
工藝、冶(ye)金(jin)因素：主要(yao)有冷卻速度，鐵液(ye)的過熱處理(li)、孕(yun)育處理(li)、爐料 性(xing)等
（1）關于冷卻速度的影(ying)響
鑄鐵平臺鑄鐵是一種對冷卻速度mingan性很大的材料，同一鑄件的厚壁和薄壁部分，內部和外表都可能獲得相差懸殊的組織，俗稱為組織的不均勻性。因為石墨化過程在很大程度上取決于冷卻速度。影響鑄鐵平臺鑄件冷卻速度的因素較多：鑄件壁厚和重量、鑄型材料的種類、澆冒口和重量等等。由于鑄件的壁厚、重量和結構取決于工作條件，不能隨意改變，故在選擇化學成分時應考慮到它們對組織的影響。
（2）關于鐵液孕育處(chu)理的影響
孕育(yu)處理(li) 是(shi)在鐵(tie)(tie)液(ye)進入(ru)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平臺鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)型(xing)腔前，把孕育(yu)劑附加到鐵(tie)(tie)液(ye)中以改(gai)變鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)冶金狀態，從(cong)而可gaishan鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)顯微組(zu)織(zhi)和性(xing)能。對(dui)灰鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)而言，進行孕育(yu)處理(li)是(shi)為了獲得A型(xing)石墨、珠光體基體、細小共晶團(tuan)的(de)組(zu)織(zhi)，以及減少(shao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)薄壁或邊角處的(de)白口傾向和對(dui)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)壁厚的(de)mingan性(xing)；對(dui)可鍛鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)而言，是(shi)為了縮短(duan)退火周期，zengda鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)的(de)允許壁厚和gaishan組(zu)織(zhi)的(de)結(jie)構；對(dui)球墨鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)而言，是(shi)為了減少(shao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平臺鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)白口傾向，提高球化率(lv)和gaishan石墨的(de)圓(yuan)整性(xing)。
（3）關(guan)于鐵(tie)液(ye)過熱處理的影(ying)響。
提高(gao)鐵液過熱(re)溫度(du)可以：
①增加化合(he)碳(tan)含(han)量(liang)(liang)和相應減少石墨(mo)碳(tan)含(han)量(liang)(liang)
②細化(hua)石(shi)墨，并使枝晶石(shi)墨的形成(cheng)
③xiaochu鑄(zhu)鐵(tie)的(de)“遺(yi)傳性”
④提高(gao)鑄鐵(tie)平臺(tai)鑄件斷面上組(zu)織的均(jun)勻性
⑤有利于鑄件的補(bu)縮。同(tong)樣(yang)，鐵(tie)液保溫(wen)也有鐵(tie)液過(guo)熱的類(lei)似作用。
二、灰鑄鐵不可用(yong)熱處(chu)理的(de)方法來達到牌號要求
一般(ban)說來(lai)，熱處理能(neng)在很大程度(du)上(shang)gaishan鑄造合金的(de)(de)(de)組織(zhi)和性能(neng)，但在灰鑄鐵(tie)條(tiao)件(jian)下，熱處理所能(neng)發揮的(de)(de)(de)作用相對(dui)較小。在灰鑄鐵(tie)中，石(shi)墨對(dui)鑄鐵(tie)性能(neng)的(de)(de)(de)影響很大，而任何的(de)(de)(de)熱處理方法都不能(neng)改(gai)變石(shi)墨的(de)(de)(de)形態和分布，故不可通(tong)過熱處理來(lai)youxiao地提(ti)高灰鑄鐵(tie)的(de)(de)(de)性能(neng)使之達到(dao)牌號(hao)要求。
但是(shi)，提(ti)高灰鑄(zhu)鐵力學性(xing)能的方法很多(duo)，如(ru)合(he)理(li)選配(pei)化學成分、改變爐料組成、過熱處(chu)理(li)鐵液、孕育處(chu)理(li)、微量或低合(he)金(jin)化等，都可取得很好效果。
三、生(sheng)產高牌號(hao)鑄鐵平臺（孕(yun)育鑄鐵）的注(zhu)意事項
生產高(gao)牌號鑄(zhu)鐵平臺(一(yi)般(ban)指(zhi)HT200以上)時(shi)，為了獲(huo)得高(gao)的力(li)學(xue)性能(neng)，盡可能(neng)地減少石(shi)(shi)墨的數量(liang)、減小石(shi)(shi)墨的長度。傳統的方法 是降(jiang)低鐵液(ye)的碳、硅含量(liang)、提高(gao)鐵液(ye)的冷(leng)凝速度，但幅度稍大時(shi) 會出現D型過冷(leng)石(shi)(shi)墨及白口，反而降(jiang)低灰鑄(zhu)鐵的力(li)學(xue)性能(neng)。
在(zai)爐前或在(zai)澆注前往鐵(tie)(tie)液中(zhong)添加適量的(de)(de)(de)、以硅鐵(tie)(tie)為(wei)主的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)合金碎粒被稱作孕(yun)育(yu)處理。孕(yun)育(yu)處理在(zai)鐵(tie)(tie)液中(zhong)提供大量的(de)(de)(de)、石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)借以生(sheng)核(he)的(de)(de)(de)生(sheng)核(he)質點。youxiao的(de)(de)(de)孕(yun)育(yu)將cujin石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)的(de)(de)(de)析出，從而xiaochu白口、細化片狀石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)并使過冷石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)轉(zhuan)變(bian)為(wei)無方向性(xing)均布石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(A型石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo))，不(bu)(bu)但可(ke)大幅度(du)地提高綜合力(li)學性(xing)能，同(tong)時(shi)還(huan)提高鑄(zhu)態組織(zhi)的(de)(de)(de)均一性(xing)，減小(xiao)鑄(zhu)件(jian)由于(yu)壁(bi)厚不(bu)(bu)均、邊(bian)角(jiao)與心部(bu)的(de)(de)(de)冷速不(bu)(bu)同(tong)而造(zao)成的(de)(de)(de)力(li)學性(xing)能差(cha)別，因此對鐵(tie)(tie)液進行(xing)孕(yun)育(yu)處理是一項生(sheng)產高牌號灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(孕(yun)育(yu)鑄(zhu)鐵(tie)(tie))不(bu)(bu)可(ke)少的(de)(de)(de)技(ji)術。
錳在(zai)高牌號灰鑄(zhu)鐵(tie)(孕育鑄(zhu)鐵(tie))中的(de)(de)作(zuo)用，除中和(he)硫的(de)(de)影響外，尚有一(yi)個(ge) 殊的(de)(de)要求，即借(jie)助于它使(shi)灰鑄(zhu)鐵(tie)能(neng)得(de)到珠光體組織，故高牌號灰鑄(zhu)鐵(tie)(孕育鑄(zhu)鐵(tie))的(de)(de)錳含量一(yi)般較高。硫能(neng)削弱孕育劑的(de)(de)石墨化(hua)作(zuo)用，因(yin)此常將硫限制在(zai)0.12以下。近(jin)幾年來，也有人認為為了得(de)到好的(de)(de)孕育效果，原鐵(tie)液的(de)(de)硫量不能(neng)太低。因(yin)此，在(zai)以后鐵(tie)液中的(de)(de)硫含量逐漸降低的(de)(de)情況下，對(dui)于孕育鑄(zhu)鐵(tie)中的(de)(de)硫量究竟(jing)應如何(he)確(que)定(ding)，看來是一(yi)個(ge)值(zhi)得(de)注意的(de)(de)問題。
磷(lin)含量一般從力學性能的要(yao)求出(chu)發(fa)，常限制在0.15以下，但有些機床灰鑄鐵(tie)件(jian)(常由(you)孕育鑄鐵(tie)制造)需要(yao)耐磨(mo)，磷(lin)含量則(ze)可提高至0.3~0.5左右(you)或 高。
四(si)、用孕育劑進(jin)行鑄鐵平臺(tai)孕育處理時禁(jin)止(zhi)的四(si)則
灰鑄鐵用(yong)的孕育(yu)劑可(ke)以按功能(neng)、主要元素、形(xing)狀等進(jin)行(xing)分類，在使用(yong)孕育(yu)劑進(jin)行(xing)灰鑄鐵孕育(yu)處理時應(ying)禁忌四則：
一則，孕育劑在使(shi)用(yong)前烘干(gan)。
二則，禁止使(shi)用純硅或純硅鐵作孕育劑
三則，孕育劑不可(ke)草率加入，要講究(jiu)方法。
四則，孕育劑的粒度
五、灰鑄鐵件可(ke)能出(chu)現的缺陷
在(zai)鑄鐵平臺生產(chan)中，常(chang)見(jian)的鑄件缺陷有：氣孔(kong)、成分與性能不合格、熱裂與冷裂、縮孔(kong)與縮松(song)、渣眼與鐵豆、冷隔與澆(jiao)不足、砂(sha)(sha)眼與夾砂(sha)(sha)、多肉(rou)與錯輻、變(bian)形等。通常(chang)，產(chan)生這些缺陷的原因(yin)不單是造型制芯(xin)問題，有時還有熔煉澆(jiao)注、配砂(sha)(sha)質量、落(luo)砂(sha)(sha)清理(li)等許(xu)多生產(chan)工序的問題，因(yin)此(ci)具體分析，以(yi)便采取相應的合理(li)措施加(jia)以(yi)解決。
鑄鐵平臺鑄造生產中，怎樣辨別氣孔(kong)(kong)和縮孔(kong)(kong)的區別
鑄鐵平(ping)臺(tai)在(zai)鑄造生產中(zhong)，鑄件(jian)氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)和(he)鑄件(jian)縮(suo)孔(kong)(kong)(kong)有時是(shi)(shi)(shi)伴生的，有時是(shi)(shi)(shi) 立群在(zai)。當出(chu)現氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)和(he)縮(suo)孔(kong)(kong)(kong)時，我(wo)們(men)快速的判斷(duan)出(chu)缺陷(xian)是(shi)(shi)(shi)氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)，還是(shi)(shi)(shi)縮(suo)孔(kong)(kong)(kong)對(dui)(dui)于解(jie)決(jue)問題 要。要想(xiang)快速判斷(duan)這兩種缺陷(xian)， 首先入時對(dui)(dui)它們(men)的 征 了解(jie)。今天，我(wo)們(men) 從(cong)認識它們(men)的 征來教(jiao)大家快速判斷(duan)鑄鐵平(ping)臺(tai)氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)和(he)縮(suo)孔(kong)(kong)(kong)缺陷(xian)。
氣孔類缺陷牲與fangzhi方(fang)法(fa)
在鑄(zhu)(zhu)鐵平臺鑄(zhu)(zhu)造(zao)生產中(zhong)，孔洞(dong)類(lei)缺(que)陷(xian)是(shi)常(chang)見缺(que)陷(xian)，也是(shi)給鑄(zhu)(zhu)造(zao)廠造(zao)成損失(shi)比較大的缺(que)陷(xian)之一(yi)。孔洞(dong)類(lei)缺(que)陷(xian)分為氣(qi)孔和(he)縮孔。氣(qi)孔多為由于金(jin)屬液中(zhong)侵入(ru)、裹入(ru)、卷入(ru)氣(qi)體所(suo)至。
鑄(zhu)鐵(tie)平臺(tai)鑄(zhu)件氣(qi)孔出現在鑄(zhu)件上(shang)的位置不同，其產生(sheng)的原(yuan)(yuan)因也不同。這(zhe) 要求我(wo)們(men)的鑄(zhu)造技(ji)術員(yuan)在判(pan)斷氣(qi)孔缺陷病因時，要掌握各類氣(qi)孔發生(sheng)的原(yuan)(yuan)理，具有什么樣的 生(sheng)。只(zhi)有如此才能(neng)對(dui)癥下(xia)藥，將出現的氣(qi)孔缺陷解決(jue)掉。
下面，我們再看(kan)看(kan)不同原(yuan)因生成(cheng)的氣(qi)孔(kong) 征：
（1）卷入氣(qi)孔(kong)(kong)：金屬液在充型過程(cheng)中(zhong)因卷入氣(qi)體而在鑄(zhu)件內(nei)形成(cheng)氣(qi)孔(kong)(kong)，多呈孤立存在的圓(yuan)形或橢圓(yuan)形大氣(qi)孔(kong)(kong)，位(wei)置不固(gu)定，一般(ban)偏(pian)鑄(zhu)件中(zhong)上部(bu)。
（2）侵(qin)入氣孔：由(you)型、芯、涂料、芯撐、冷鐵產生的氣孔侵(qin)入鑄件表層而形成氣孔，多(duo)呈(cheng)梨形或(huo)橢圓形，尺(chi)寸較大，孔壁光滑，表面多(duo)呈(cheng)氧化色(se)。
（3）反(fan)應氣(qi)(qi)孔(kong)：由(you)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)液內部某(mou)些成分(fen)之間或(huo)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)液與(yu)型(xing)、芯(xin)在界(jie)面(mian)上(shang)發生化學反(fan)應而形成群分(fen)布的(de)氣(qi)(qi)孔(kong)。位于鑄件表層(ceng)的(de)針頭形或(huo)腰(yao)圓形反(fan)應氣(qi)(qi)孔(kong)稱為表面(mian)針空(kong)與(yu)皮(pi)下氣(qi)(qi)孔(kong)，由(you)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)液與(yu)型(xing)、芯(xin)涂料發生界(jie)面(mian)反(fan)應所至；分(fen)散或(huo)成群分(fen)布在鑄鐵平臺鑄件整個(ge)斷(duan)面(mian)上(shang)或(huo)某(mou)個(ge)局部區(qu)域的(de)針頭反(fan)應氣(qi)(qi)孔(kong)。
形(xing)成原因
（1）由于爐料潮(chao)濕、銹蝕、油污、氣(qi)候(hou)的(de)潮(chao)濕，熔(rong)練工具和(he)澆包未烘干(gan)，金(jin)屬(shu)液成分(fen)不當，合(he)金(jin)液為(wei)煉(lian)與(yu)煉(lian)不足，使金(jin)屬(shu)液中含有大量氣(qi)體或(huo)氣(qi)體物質，導致在鑄件中析出(chu)氣(qi)孔或(huo)反應氣(qi)孔。
（2）型(xing)、芯未充(chong)分(fen)烘干(gan)，透氣(qi)性差，通氣(qi)不良，含水分(fen)和發氣(qi)物(wu)質過多，涂料(liao)未烘干(gan)或含發氣(qi)成(cheng)分(fen)過多，冷(leng)鐵、芯撐有銹(xiu)斑、油(you)污或未烘干(gan)，金屬型(xing)排氣(qi)不良，在鑄件中形成(cheng)侵入(ru)氣(qi)孔。
（3）澆注系(xi)統不合理，澆注和(he)充型速度過快，金(jin)屬型排氣(qi)不良，使金(jin)屬液在澆注和(he)充型過程(cheng)中(zhong)(zhong)產(chan)生紊(wen)流(liu)、渦流(liu)或斷流(liu)而卷(juan)入氣(qi)體(ti)，在鑄(zhu)件中(zhong)(zhong)形成卷(juan)入性氣(qi)孔(kong)。
（4）合金(jin)液易(yi)可吸氣(qi)(qi)，鑄鐵平臺在熔煉(lian)和(he)(he)澆注過程中(zhong)未采取youxiao的煉(lian)、保護和(he)(he)凈化(hua)措施(shi)，使金(jin)屬液中(zhong)含有大量氣(qi)(qi)體、夾渣和(he)(he)夾氣(qi)(qi)成分，在充型和(he)(he)凝(ning)固過程中(zhong)形(xing)成析出氣(qi)(qi)孔和(he)(he)反應氣(qi)(qi)孔。
（5）型砂、型芯和涂料配制不當，與(yu)金屬液發生界面(mian)反應，形成表面(mian)針孔(kong)和皮(pi)下氣孔(kong)。
（6）澆(jiao)注溫(wen)度過(guo)低(di)，金屬型溫(wen)度過(guo)低(di)，金屬液除渣不(bu)良(liang)，粘度過(guo)高，使在(zai)澆(jiao)注和充型過(guo)程中卷入的(de)(de)氣體及由(you)金屬液中析出(chu)的(de)(de)氣體來不(bu)及排出(chu)鑄型或(huo)上浮到冒口或(huo)出(chu)氣口中去。
（7）在氣(qi)(qi)候潮(chao)濕季節熔煉易吸氣(qi)(qi)的合金時(shi)，合金液大量吸氣(qi)(qi)，造成(cheng)(cheng)鑄(zhu)件成(cheng)(cheng)批報(bao)廢。
（8）樹(shu)(shu)脂砂(sha)的樹(shu)(shu)脂和(he)固化劑(ji)加入(ru)量(liang)過(guo)多，樹(shu)(shu)脂含氟量(liang)過(guo)高(gao)，原砂(sha)和(he)zaisheng砂(sha)的角(jiao)形系數過(guo)高(gao)、粒度過(guo)細，灼(zhuo)減量(liang)和(he)微粉含量(liang)過(guo)高(gao)，使型砂(sha)的發氣(qi)量(liang)過(guo)高(gao)，透氣(qi)性過(guo)低
防止方法
（1）非(fei)鐵合金熔煉時(shi)，爐(lu)料、溶劑(ji)、工具和澆包要充分預熱和烘干，去銹去油(you)污，多次重(zhong)熔爐(lu)料的加入(ru)量(liang)要適當限制。
（2）防止金屬(shu)(shu)液(ye)在(zai)熔煉過程中過度(du)氧化和(he)吸氣(qi)，加以脫(tuo)(tuo)氧、除氣(qi)和(he)除渣，在(zai)澆包內的金屬(shu)(shu)熔池表(biao)面加覆蓋溶劑，防止金屬(shu)(shu)二次(ci)氧化、吸氣(qi)和(he)有害雜質返回(hui)熔池。用鋁(lv)(lv)(lv)對(dui)鑄(zhu)鋼、鑄(zhu)鐵(tie)脫(tuo)(tuo)氧時(shi)，應(ying)嚴格控制殘(can)留(liu)含鋁(lv)(lv)(lv)量，吸氣(qi)傾向嚴重(zhong)的鋼液(ye)，應(ying)盡量避免用鋁(lv)(lv)(lv)脫(tuo)(tuo)氧，可采用AVD、VOD、多(duo)孔塞吹(chui)惰性氣(qi)體(ti)、噴粉法等(deng)對(dui)鋼液(ye)進行爐(lu)外(wai)練，脫(tuo)(tuo)除鋼液(ye)中的氣(qi)體(ti)與有害雜質；對(dui)球(qiu)墨鑄(zhu)鐵(tie)，應(ying)加強脫(tuo)(tuo)硫，降(jiang)低原湯的含流量，在(zai)保證球(qiu)化的前提下，盡量減少球(qiu)化劑的加入(ru)量，降(jiang)低鑄(zhu)鐵(tie)的殘(can)留(liu)鎂量，并加強孕(yun)育處理(li)。
（3）澆注(zhu)(zhu)時金屬液不得斷流，充型速(su)度不宜太高，鑄件澆注(zhu)(zhu)位置(zhi)(zhi)和澆注(zhu)(zhu)系(xi)統的設置(zhi)(zhi)應保證金屬液平(ping)穩地(di)充滿型腔，并利(li)于開腔內氣體能(neng)順利(li)排出(chu)。
（4）鑄(zhu)造(zao)時，應保(bao)證鑄(zhu)型和型芯排(pai)氣(qi)changtong，砂(sha)芯內(nei)要(yao)(yao)開(kai)排(pai)氣(qi)通道(dao)，合型時要(yao)(yao)填(tian)補芯頭間隙，以免鉆入(ru)金屬液堵(du)塞排(pai)氣(qi)通道(dao)。
（5）增加(jia)直澆道高(gao)度(du)，以提(ti)高(gao)充型金屬液靜(jing)壓力。
（6）降低(di)(di)樹脂(zhi)(zhi)砂(sha)的(de)樹脂(zhi)(zhi)和(he)固化劑加(jia)入(ru)量(liang)，采用低(di)(di)氮或無氮樹脂(zhi)(zhi)及形(xing)料圓整、粒度適中(zhong)、灼減量(liang)和(he)微粉(fen)含量(liang)低(di)(di)的(de)原砂(sha)和(he)zaisheng砂(sha)，以降低(di)(di)樹脂(zhi)(zhi)的(de)發氣量(liang)，提高樹脂(zhi)(zhi)砂(sha)的(de)透氣性
縮孔類缺陷(xian)及fangzhi方法(fa)
而鑄件產生縮孔(kong)、縮松(song)，原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)很多(duo)，有(you)(you)(you)鑄件與模(mo)樣設(she)計(ji)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)，有(you)(you)(you)砂箱設(she)計(ji)不(bu)合適的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)，有(you)(you)(you)澆(jiao)(jiao)冒(mao)口(kou)設(she)計(ji)的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)，有(you)(you)(you)型砂型避移位方(fang)面的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)，另外還有(you)(you)(you)制方(fang)面的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)，有(you)(you)(you)金屬化學成分調(diao)配不(bu)當的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)，有(you)(you)(you)熔煉(lian)環(huan)節操(cao)作不(bu)當原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)，也有(you)(you)(you)澆(jiao)(jiao)注(zhu)方(fang)面的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)。
由于造(zao)成鑄鐵平(ping)臺鑄件縮孔的(de)原因眾多(duo)，所以(yi)在查找根源時(shi)，常常比較費時(shi)間。如何快速判(pan)定鑄件縮孔產生的(de)內因，這 需要我們多(duo)對照(zhao)鑄件縮孔缺陷案例，熟記理論 征，加強學習，從而提高對這類(lei)缺陷認(ren)識和解決能力。
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