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(gong)藝(yi)、冶(ye)金因素(su)：主要有冷(leng)卻速度，鐵液(ye)的過熱(re)處理、孕育處理、爐料(liao) 性等
（1）關(guan)于冷(leng)卻速度的影響
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）關于鐵液孕育處理的影響
孕育處(chu)(chu)理 是在鐵(tie)液(ye)(ye)進入鑄鐵(tie)平(ping)臺(tai)鑄件型(xing)腔前，把孕育劑附加到鐵(tie)液(ye)(ye)中(zhong)以(yi)改(gai)變鐵(tie)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)冶金狀態，從而可gaishan鑄鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)顯微組(zu)織和(he)性(xing)能。對(dui)(dui)灰鑄鐵(tie)而言(yan)，進行孕育處(chu)(chu)理是為(wei)了獲得A型(xing)石墨、珠(zhu)光體(ti)(ti)基體(ti)(ti)、細(xi)小共(gong)晶(jing)團的(de)(de)(de)(de)組(zu)織，以(yi)及減少鑄件薄壁(bi)(bi)或邊角處(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)白(bai)口傾(qing)向(xiang)和(he)對(dui)(dui)鑄件壁(bi)(bi)厚的(de)(de)(de)(de)mingan性(xing)；對(dui)(dui)可鍛(duan)鑄鐵(tie)而言(yan)，是為(wei)了縮短退(tui)火周期，zengda鑄件的(de)(de)(de)(de)允許壁(bi)(bi)厚和(he)gaishan組(zu)織的(de)(de)(de)(de)結構；對(dui)(dui)球墨鑄鐵(tie)而言(yan)，是為(wei)了減少鑄鐵(tie)平(ping)臺(tai)鑄件白(bai)口傾(qing)向(xiang)，提高球化率和(he)gaishan石墨的(de)(de)(de)(de)圓整(zheng)性(xing)。
（3）關于鐵液過熱(re)處(chu)理的影響。
提高鐵液過熱溫度(du)可以(yi)：
①增(zeng)加化(hua)合(he)碳(tan)含量(liang)和相應減少石(shi)墨(mo)碳(tan)含量(liang)
②細化(hua)石墨(mo)，并使枝晶(jing)石墨(mo)的形成(cheng)
③xiaochu鑄(zhu)鐵的“遺傳性”
④提高鑄鐵(tie)平(ping)臺鑄件斷(duan)面上組織的(de)均勻性
⑤有利于鑄件(jian)的(de)(de)補縮(suo)。同樣，鐵液(ye)保(bao)溫也有鐵液(ye)過熱的(de)(de)類似作用。
二、灰鑄鐵不(bu)可用熱處理的方法(fa)來達到(dao)牌號要求
一般說來(lai)，熱處理(li)能在很(hen)大(da)程度(du)上gaishan鑄(zhu)造合金的(de)組織(zhi)和性能，但在灰(hui)鑄(zhu)鐵(tie)條(tiao)件(jian)下，熱處理(li)所能發揮的(de)作用(yong)相對較小(xiao)。在灰(hui)鑄(zhu)鐵(tie)中，石墨對鑄(zhu)鐵(tie)性能的(de)影響很(hen)大(da)，而(er)任何(he)的(de)熱處理(li)方法都不能改(gai)變(bian)石墨的(de)形態和分(fen)布，故不可通過熱處理(li)來(lai)youxiao地提高灰(hui)鑄(zhu)鐵(tie)的(de)性能使之達到牌(pai)號要求。
但是，提高灰(hui)鑄鐵力學(xue)(xue)性能的(de)方法(fa)很(hen)多，如合(he)理選配(pei)化(hua)學(xue)(xue)成分、改變(bian)爐料組(zu)成、過熱(re)處理鐵液、孕育處理、微量(liang)或低合(he)金化(hua)等，都(dou)可取(qu)得(de)很(hen)好效果。
三、生產高(gao)牌號(hao)鑄(zhu)鐵(tie)平臺(tai)（孕育(yu)鑄(zhu)鐵(tie)）的注意(yi)事(shi)項
生(sheng)產高牌號(hao)鑄鐵(tie)平臺(一般(ban)指(zhi)HT200以上)時(shi)，為(wei)了獲(huo)得高的(de)(de)力(li)學(xue)性能，盡可能地減(jian)少石(shi)墨的(de)(de)數量、減(jian)小石(shi)墨的(de)(de)長度。傳統的(de)(de)方(fang)法 是降(jiang)低(di)鐵(tie)液的(de)(de)碳、硅含量、提(ti)高鐵(tie)液的(de)(de)冷凝(ning)速(su)度，但幅度稍大(da)時(shi) 會出現D型過冷石(shi)墨及(ji)白口，反而降(jiang)低(di)灰鑄鐵(tie)的(de)(de)力(li)學(xue)性能。
在爐(lu)前或(huo)在澆注(zhu)前往鐵(tie)(tie)液中(zhong)添加適量的(de)(de)、以硅鐵(tie)(tie)為主的(de)(de)鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)碎粒(li)被稱作孕育(yu)處(chu)(chu)理(li)。孕育(yu)處(chu)(chu)理(li)在鐵(tie)(tie)液中(zhong)提(ti)供大(da)量的(de)(de)、石(shi)墨借以生核(he)的(de)(de)生核(he)質點。youxiao的(de)(de)孕育(yu)將cujin石(shi)墨的(de)(de)析出，從而(er)xiaochu白口(kou)、細(xi)化(hua)片狀石(shi)墨并使過冷(leng)石(shi)墨轉變為無(wu)方向性(xing)(xing)均布(bu)石(shi)墨(A型石(shi)墨)，不(bu)但可大(da)幅度地提(ti)高(gao)綜合(he)力學(xue)性(xing)(xing)能，同時(shi)還提(ti)高(gao)鑄(zhu)態組織的(de)(de)均一性(xing)(xing)，減小鑄(zhu)件(jian)由于壁厚(hou)不(bu)均、邊角與心(xin)部的(de)(de)冷(leng)速不(bu)同而(er)造(zao)成的(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)能差別(bie)，因此對(dui)鐵(tie)(tie)液進行孕育(yu)處(chu)(chu)理(li)是一項生產高(gao)牌號(hao)灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(孕育(yu)鑄(zhu)鐵(tie)(tie))不(bu)可少(shao)的(de)(de)技術。
錳在高(gao)牌(pai)號灰(hui)鑄(zhu)(zhu)鐵(孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)鑄(zhu)(zhu)鐵)中(zhong)的(de)作用(yong)，除中(zhong)和硫(liu)的(de)影(ying)響外，尚有(you)一個 殊(shu)的(de)要求，即(ji)借(jie)助于(yu)它使灰(hui)鑄(zhu)(zhu)鐵能得到珠(zhu)光(guang)體組織，故高(gao)牌(pai)號灰(hui)鑄(zhu)(zhu)鐵(孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)鑄(zhu)(zhu)鐵)的(de)錳含量一般(ban)較高(gao)。硫(liu)能削弱孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)劑的(de)石墨化作用(yong)，因(yin)此常將硫(liu)限制(zhi)在0.12以(yi)下(xia)。近幾年來(lai)，也有(you)人認為(wei)為(wei)了(le)得到好的(de)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)效果，原鐵液的(de)硫(liu)量不(bu)能太低(di)。因(yin)此，在以(yi)后鐵液中(zhong)的(de)硫(liu)含量逐漸降低(di)的(de)情況(kuang)下(xia)，對于(yu)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)鑄(zhu)(zhu)鐵中(zhong)的(de)硫(liu)量究竟(jing)應(ying)如(ru)何(he)確定，看來(lai)是一個值得注意的(de)問題(ti)。
磷含量(liang)一般從力(li)學性能(neng)的(de)要求出發(fa)，常(chang)(chang)限制在0.15以下，但有些機床(chuang)灰(hui)鑄鐵(tie)件(jian)(常(chang)(chang)由孕育鑄鐵(tie)制造)需要耐磨，磷含量(liang)則可(ke)提(ti)高(gao)至0.3~0.5左(zuo)右或 高(gao)。
四(si)、用(yong)孕育劑進行鑄鐵平臺(tai)孕育處理時禁止的(de)四(si)則
灰鑄(zhu)鐵(tie)用的孕育(yu)劑(ji)可以(yi)按功能、主要元素、形狀等進(jin)行(xing)分類，在使用孕育(yu)劑(ji)進(jin)行(xing)灰鑄(zhu)鐵(tie)孕育(yu)處理時應禁忌四則：
一則，孕育劑在使用前烘干。
二則，禁止使(shi)用純硅或純硅鐵作孕育劑(ji)
三則，孕育劑不可草率加入，要講(jiang)究方法。
四則，孕育劑的(de)粒度
五、灰(hui)鑄鐵件可能出現(xian)的缺陷(xian)
在鑄鐵(tie)平臺(tai)生(sheng)(sheng)產(chan)中，常(chang)見的(de)鑄件缺(que)陷(xian)有(you)：氣孔、成分與性能不合格、熱裂與冷(leng)裂、縮孔與縮松、渣眼與鐵(tie)豆、冷(leng)隔(ge)與澆(jiao)不足、砂眼與夾(jia)砂、多肉(rou)與錯輻、變形等。通常(chang)，產(chan)生(sheng)(sheng)這(zhe)些(xie)缺(que)陷(xian)的(de)原因(yin)(yin)不單是(shi)造型制芯(xin)問題，有(you)時還有(you)熔煉澆(jiao)注、配砂質量、落砂清理等許(xu)多生(sheng)(sheng)產(chan)工序的(de)問題，因(yin)(yin)此(ci)具(ju)體分析，以(yi)便采取相應的(de)合理措(cuo)施(shi)加以(yi)解決。
鑄鐵平臺鑄造生產中，怎(zen)樣辨別氣孔(kong)和縮孔(kong)的區別
鑄(zhu)(zhu)鐵平(ping)臺在(zai)鑄(zhu)(zhu)造生產(chan)中，鑄(zhu)(zhu)件氣孔(kong)(kong)和鑄(zhu)(zhu)件縮(suo)孔(kong)(kong)有時是伴生的(de)(de)(de)，有時是 立群在(zai)。當(dang)出現氣孔(kong)(kong)和縮(suo)孔(kong)(kong)時，我(wo)們(men)快速的(de)(de)(de)判(pan)斷(duan)出缺陷(xian)是氣孔(kong)(kong)，還是縮(suo)孔(kong)(kong)對于解(jie)決問(wen)題 要。要想快速判(pan)斷(duan)這(zhe)兩種缺陷(xian)， 首先入時對它(ta)們(men)的(de)(de)(de) 征(zheng) 了解(jie)。今天，我(wo)們(men) 從認識(shi)它(ta)們(men)的(de)(de)(de) 征(zheng)來(lai)教大家快速判(pan)斷(duan)鑄(zhu)(zhu)鐵平(ping)臺氣孔(kong)(kong)和縮(suo)孔(kong)(kong)缺陷(xian)。
氣孔類缺陷牲(sheng)與fangzhi方法
在(zai)鑄鐵平臺鑄造生產(chan)中，孔洞類缺(que)陷是(shi)常見缺(que)陷，也是(shi)給(gei)鑄造廠(chang)造成(cheng)損(sun)失比較大的缺(que)陷之一。孔洞類缺(que)陷分為(wei)氣孔和(he)縮孔。氣孔多為(wei)由(you)于金屬液中侵入、裹入、卷入氣體所至(zhi)。
鑄鐵平(ping)臺鑄件氣(qi)孔出現在(zai)鑄件上的(de)(de)(de)位(wei)置不同，其(qi)產生的(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)也不同。這(zhe) 要(yao)求我(wo)們的(de)(de)(de)鑄造(zao)技術員在(zai)判斷(duan)氣(qi)孔缺陷病因(yin)時，要(yao)掌握(wo)各(ge)類氣(qi)孔發生的(de)(de)(de)原(yuan)理，具有什么(me)樣(yang)的(de)(de)(de) 生。只有如此(ci)才(cai)能對癥下藥，將出現的(de)(de)(de)氣(qi)孔缺陷解(jie)決掉。
下面，我們再看(kan)看(kan)不同(tong)原因生成的氣孔 征(zheng)：
（1）卷(juan)入(ru)氣(qi)孔：金屬液在充(chong)型過程中因卷(juan)入(ru)氣(qi)體而在鑄件(jian)內形成氣(qi)孔，多呈孤立存在的圓形或橢圓形大氣(qi)孔，位置不固(gu)定(ding)，一般偏鑄件(jian)中上部。
（2）侵入(ru)氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)(kong)：由型、芯、涂(tu)料、芯撐(cheng)、冷鐵產生的氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)(kong)侵入(ru)鑄件表層而形(xing)(xing)成氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)(kong)，多(duo)呈梨形(xing)(xing)或橢圓形(xing)(xing)，尺寸較大，孔(kong)(kong)(kong)(kong)壁(bi)光滑，表面多(duo)呈氧化色(se)。
（3）反(fan)應氣孔：由金(jin)屬液(ye)內部(bu)某(mou)些成(cheng)分之(zhi)間或(huo)金(jin)屬液(ye)與(yu)型(xing)(xing)、芯在界面(mian)上發生化學反(fan)應而形成(cheng)群分布(bu)的氣孔。位(wei)于(yu)鑄(zhu)件表層(ceng)的針頭(tou)形或(huo)腰圓形反(fan)應氣孔稱(cheng)為表面(mian)針空與(yu)皮下氣孔，由金(jin)屬液(ye)與(yu)型(xing)(xing)、芯涂(tu)料(liao)發生界面(mian)反(fan)應所至；分散或(huo)成(cheng)群分布(bu)在鑄(zhu)鐵平(ping)臺鑄(zhu)件整個斷面(mian)上或(huo)某(mou)個局部(bu)區域的針頭(tou)反(fan)應氣孔。
形成(cheng)原因
（1）由(you)于爐料潮(chao)濕、銹蝕、油污、氣候的潮(chao)濕，熔練(lian)工具和澆包未烘干，金(jin)屬液成分不當，合金(jin)液為煉(lian)(lian)與煉(lian)(lian)不足，使金(jin)屬液中(zhong)含有大量氣體(ti)或氣體(ti)物質，導(dao)致在鑄件中(zhong)析出氣孔(kong)或反應氣孔(kong)。
（2）型(xing)、芯(xin)未充分(fen)烘(hong)干，透氣性差，通氣不良，含(han)水分(fen)和發氣物質(zhi)過多(duo)，涂料未烘(hong)干或(huo)(huo)含(han)發氣成(cheng)(cheng)分(fen)過多(duo)，冷鐵、芯(xin)撐有銹斑、油(you)污或(huo)(huo)未烘(hong)干，金屬(shu)型(xing)排氣不良，在鑄件中形成(cheng)(cheng)侵入氣孔。
（3）澆注系統不合理，澆注和(he)充型速度過(guo)快，金屬型排氣不良，使金屬液在澆注和(he)充型過(guo)程中(zhong)產生紊流、渦(wo)流或(huo)斷流而(er)卷(juan)入氣體(ti)，在鑄(zhu)件中(zhong)形成卷(juan)入性氣孔。
（4）合(he)金液易可(ke)吸(xi)氣(qi)，鑄鐵平臺在熔煉和澆注(zhu)過(guo)程(cheng)中(zhong)未采取youxiao的煉、保護和凈化措施，使金屬液中(zhong)含有大量氣(qi)體、夾渣和夾氣(qi)成分，在充(chong)型和凝固過(guo)程(cheng)中(zhong)形成析出氣(qi)孔(kong)(kong)和反應(ying)氣(qi)孔(kong)(kong)。
（5）型砂、型芯和涂料配制不當，與金屬液(ye)發生界面(mian)反(fan)應，形(xing)成(cheng)表面(mian)針孔和皮下氣孔。
（6）澆注溫度過(guo)低，金(jin)屬(shu)型溫度過(guo)低，金(jin)屬(shu)液除渣不(bu)良(liang)，粘度過(guo)高(gao)，使在澆注和充型過(guo)程中卷(juan)入(ru)的氣體及由金(jin)屬(shu)液中析出的氣體來不(bu)及排(pai)出鑄型或上浮到(dao)冒口或出氣口中去。
（7）在(zai)氣(qi)候潮(chao)濕季節熔煉(lian)易吸氣(qi)的合(he)金時，合(he)金液大量吸氣(qi)，造成(cheng)鑄(zhu)件成(cheng)批(pi)報廢。
（8）樹(shu)脂砂(sha)的樹(shu)脂和(he)固化劑(ji)加入量過(guo)(guo)多，樹(shu)脂含氟量過(guo)(guo)高(gao)(gao)，原砂(sha)和(he)zaisheng砂(sha)的角形系(xi)數過(guo)(guo)高(gao)(gao)、粒度(du)過(guo)(guo)細，灼減量和(he)微(wei)粉含量過(guo)(guo)高(gao)(gao)，使型砂(sha)的發氣量過(guo)(guo)高(gao)(gao)，透氣性(xing)過(guo)(guo)低
防止方法(fa)
（1）非鐵合金熔煉時，爐料、溶(rong)劑(ji)、工(gong)具和澆包要充分預熱和烘干(gan)，去(qu)銹去(qu)油污，多次重熔爐料的加(jia)入(ru)量要適(shi)當限制。
（2）防止(zhi)金(jin)屬液在熔(rong)煉過程中(zhong)過度氧(yang)(yang)化(hua)和吸(xi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)，加以脫(tuo)氧(yang)(yang)、除氣(qi)(qi)(qi)(qi)和除渣，在澆(jiao)包內的(de)金(jin)屬熔(rong)池(chi)表面加覆(fu)蓋溶(rong)劑，防止(zhi)金(jin)屬二次氧(yang)(yang)化(hua)、吸(xi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)和有(you)害雜質返(fan)回(hui)熔(rong)池(chi)。用鋁(lv)對(dui)鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)、鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)脫(tuo)氧(yang)(yang)時，應嚴(yan)格(ge)控制殘(can)留含鋁(lv)量(liang)(liang)，吸(xi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)傾向嚴(yan)重的(de)鋼(gang)液，應盡量(liang)(liang)避免(mian)用鋁(lv)脫(tuo)氧(yang)(yang)，可采用AVD、VOD、多孔塞吹惰性氣(qi)(qi)(qi)(qi)體、噴(pen)粉法(fa)等(deng)對(dui)鋼(gang)液進行爐外練，脫(tuo)除鋼(gang)液中(zhong)的(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體與(yu)有(you)害雜質；對(dui)球墨(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)，應加強(qiang)脫(tuo)硫，降(jiang)(jiang)低原湯的(de)含流量(liang)(liang)，在保證球化(hua)的(de)前提下(xia)，盡量(liang)(liang)減少球化(hua)劑的(de)加入量(liang)(liang)，降(jiang)(jiang)低鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)的(de)殘(can)留鎂(mei)量(liang)(liang)，并加強(qiang)孕育處(chu)理。
（3）澆(jiao)注時(shi)金屬液不得斷(duan)流，充型速(su)度不宜太高(gao)，鑄件澆(jiao)注位置和澆(jiao)注系統的設置應保證金屬液平穩地(di)充滿(man)型腔，并(bing)利(li)于(yu)開腔內氣體能順利(li)排(pai)出。
（4）鑄(zhu)造時，應保證鑄(zhu)型(xing)(xing)和型(xing)(xing)芯排氣(qi)(qi)changtong，砂芯內要(yao)開排氣(qi)(qi)通(tong)道，合型(xing)(xing)時要(yao)填補芯頭間隙，以免(mian)鉆入(ru)金屬液堵塞(sai)排氣(qi)(qi)通(tong)道。
（5）增加直澆(jiao)道高度，以提高充型金(jin)屬液靜壓(ya)力。
（6）降低(di)樹(shu)脂(zhi)砂(sha)的(de)樹(shu)脂(zhi)和固化(hua)劑(ji)加入量(liang)，采用(yong)低(di)氮(dan)或無(wu)氮(dan)樹(shu)脂(zhi)及形料(liao)圓整、粒(li)度適(shi)中、灼減量(liang)和微粉含量(liang)低(di)的(de)原砂(sha)和zaisheng砂(sha)，以降低(di)樹(shu)脂(zhi)的(de)發氣量(liang)，提高樹(shu)脂(zhi)砂(sha)的(de)透氣性
縮孔(kong)類(lei)缺陷及fangzhi方法
而鑄(zhu)件(jian)產生縮孔、縮松，原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)很多(duo)，有(you)鑄(zhu)件(jian)與模樣設計(ji)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，有(you)砂(sha)箱設計(ji)不合(he)適的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，有(you)澆(jiao)冒口設計(ji)的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，有(you)型砂(sha)型避(bi)移(yi)位方(fang)面(mian)的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，另外還有(you)制(zhi)方(fang)面(mian)的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，有(you)金屬化(hua)學成分調配不當的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，有(you)熔(rong)煉環節操作不當原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，也(ye)有(you)澆(jiao)注方(fang)面(mian)的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)。
由于造成(cheng)鑄(zhu)(zhu)鐵平臺鑄(zhu)(zhu)件縮孔(kong)的原因眾(zhong)多，所以在查找根源(yuan)時，常常比較費時間(jian)。如何快速判(pan)定鑄(zhu)(zhu)件縮孔(kong)產生的內因，這(zhe)(zhe) 需(xu)要我們(men)多對照鑄(zhu)(zhu)件縮孔(kong)缺(que)陷案例，熟記(ji)理論 征，加強(qiang)學習，從而提高對這(zhe)(zhe)類缺(que)陷認識和解(jie)決能(neng)力。
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