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(yao)采用(yong)傳統濕型砂鑄(zhu)(zhu)造(zao)工藝(yi)生產鑄(zhu)(zhu)鐵平板鑄(zhu)(zhu)件，在長期的生產中，發現(xian)鑄(zhu)(zhu)鋼件主要(yao)出現(xian)以下鑄(zhu)(zhu)造(zao)缺陷，砂眼，粘砂，氣孔，孔，夾砂結(jie)ba，脹砂等(deng)等(deng)。
1.砂(sha)(sha)眼(yan)(yan)：砂(sha)(sha)眼(yan)(yan)缺陷(xian)處內(nei)部或(huo)表面有充塞著型(xing)(xing)（芯(xin)）砂(sha)(sha)的(de)(de)小孔(kong)，砂(sha)(sha)眼(yan)(yan)是一種常見的(de)(de)鑄(zhu)造(zao)(zao)缺陷(xian)，往往導致鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件報廢。砂(sha)(sha)眼(yan)(yan)是由于(yu)金屬液(ye)從砂(sha)(sha)型(xing)(xing)型(xing)(xing)腔表面沖(chong)下來的(de)(de)砂(sha)(sha)粒（塊），或(huo)者在造(zao)(zao)型(xing)(xing)，合(he)箱操作中(zhong)落(luo)人型(xing)(xing)腔中(zhong)的(de)(de)砂(sha)(sha)粒（塊）來不(bu)及浮入澆冒(mao)系統，留在鑄(zhu)件內(nei)部或(huo)表面而造(zao)(zao)成的(de)(de)。
砂眼的預防措施(shi)：
（1）嚴格(ge)控制型砂性(xing)能，提高砂型芯的表面強度和(he)緊實度，減少毛刺(ci)和(he)銳(rui)角，減少沖砂。
（2）合箱(xiang)前把型(xing)腔和砂(sha)芯表面的浮砂(sha)處理干凈(jing)，平穩合箱(xiang)，如果是明冒口或(huo)貫通出氣眼，應避(bi)免(mian)散砂(sha)從中掉人型(xing)腔，合箱(xiang)后要盡快澆注。
（3）設置(zhi)正(zheng)確合理(li)的(de)澆冒系(xi)統(tong)，避(bi)免金屬液對型壁和砂芯(xin)的(de)沖刷(shua)力(li)過大。
（4）澆(jiao)口杯表面(mian)要光滑，不能有浮砂。
2.粘(zhan)砂：在鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件表面上，全(quan)部或(huo)部分(fen)覆蓋著(zhu)一(yi)層金屬(shu)(或(huo)金屬(shu)氧化物)與砂（或(huo)涂料(liao)）的(de)混（化）合物或(huo)一(yi)層燒結(jie)構的(de)型砂，致使(shi)鑄(zhu)件表面粗糙，難于清理。
粘(zhan)砂(sha)(sha)多發生在(zai)型、芯表面受熱作用(yong)強烈的部位(wei)，分機械粘(zhan)砂(sha)(sha)和化(hua)學粘(zhan)砂(sha)(sha)兩種。機械粘(zhan)砂(sha)(sha)是由金(jin)屬液滲(shen)(shen)入(ru)鑄(zhu)型表面的微(wei)孔中(zhong)形(xing)(xing)成的，當滲(shen)(shen)入(ru)shendu小于砂(sha)(sha)粒(li)半徑時(shi)，鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件不(bu)形(xing)(xing)成粘(zhan)砂(sha)(sha)，只是表面粗糙，當滲(shen)(shen)入(ru)shendu大(da)于砂(sha)(sha)粒(li)半徑時(shi)， 形(xing)(xing)成機械粘(zhan)砂(sha)(sha)，化(hua)學粘(zhan)砂(sha)(sha)是金(jin)屬氧(yang)化(hua)物和造型材料相互(hu)進行(xing)化(hua)學作用(yong)的產物，與鑄(zhu)件牢固地結合在(zai)一起而形(xing)(xing)成的。
粘砂的預防(fang)措(cuo)施：
（1）選用耐(nai)火度高(gao)(gao)的砂(sha)(sha)(sha)，以(yi)提高(gao)(gao)型砂(sha)(sha)(sha)，芯砂(sha)(sha)(sha)的耐(nai)火度，原(yuan)砂(sha)(sha)(sha)的SiO2含量在96（質量分數）以(yi)上，而且砂(sha)(sha)(sha)粒(li)應對粗些。鑄鐵平板鑄件的澆(jiao)注溫度越(yue)高(gao)(gao)，壁厚(hou)(hou)越(yue)厚(hou)(hou)，對原(yuan)砂(sha)(sha)(sha)中SiO2含量的要求越(yue)高(gao)(gao)。
（2）適當(dang)降低澆注溫度和(he)提(ti)高(gao)澆注速度，減輕金屬液(ye)對砂型(xing)的熱力學和(he)物理(li)化學作用。
（3）砂型緊實度要(yao)高（通常大于85）且(qie)均勻(yun)，減(jian)少砂粒間隙；型、芯修(xiu)補到位(wei)，不能有局部疏松(song)。
（4）采用在高(gao)溫下(xia)不(bu)開裂、不(bu)燒(shao)結成熔(rong)洞的涂料。
3.氣(qi)(qi)孔：在鑄件(jian)內部，表(biao)(biao)(biao)面(mian)或近于(yu)表(biao)(biao)(biao)面(mian)處，有(you)(you)大小(xiao)不(bu)(bu)等的(de)(de)光滑孔眼，形狀有(you)(you)圓的(de)(de)，長的(de)(de)及(ji)不(bu)(bu)規則的(de)(de)，有(you)(you)單個的(de)(de)，也(ye)有(you)(you)聚集成片(pian)的(de)(de)。顏(yan)色有(you)(you)白色的(de)(de)或帶一層暗色，有(you)(you)時覆有(you)(you)一層氧化皮。由于(yu)氣(qi)(qi)體的(de)(de)來源和(he)(he)形成原因不(bu)(bu)同，氣(qi)(qi)孔的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)現形式也(ye)各(ge)不(bu)(bu)相同，有(you)(you)侵入性氣(qi)(qi)孔、析出性氣(qi)(qi)孔和(he)(he)反應性氣(qi)(qi)孔。
侵入(ru)性氣(qi)孔(kong)體(ti)積較大，形(xing)狀(zhuang)近(jin)似梨(li)形(xing)，常出現在(zai)鑄(zhu)鐵平板(ban)鑄(zhu)件上部靠近(jin)型(xing)芯壁或澆注位(wei)置處(chu)，主(zhu)要是(shi)由于砂型(xing)芯中(zhong)產生的氣(qi)體(ti)侵入(ru)金屬中(zhong)未能逸(yi)出造成的，梨(li)形(xing)氣(qi)孔(kong)小端(duan)位(wei)置表(biao)明氣(qi)體(ti)由該處(chu)進入(ru)鑄(zhu)人件。
析出性氣孔多而分散(san)，一(yi)(yi)般位于(yu)鑄件表(biao)面，往(wang)往(wang)同(tong)一(yi)(yi)爐鑄件幾乎都(dou)會出現，主要是由(you)于(yu)金屬在(zai)熔(rong)煉過(guo)程中吸(xi)收的氣體在(zai)凝固(gu)前(qian)未(wei)能全部析出， 在(zai)鑄件中形成許多分散(san)的小氣孔。
反應性(xing)氣(qi)孔(kong)是由于金屬(shu)一(yi)鑄型界面發生化學反應而(er)產生的氣(qi)孔(kong)，因其分布均勻且往往在鑄件表皮以下(xia)(xia)1-3mm處（有時在一(yi)層氧(yang)化皮下(xia)(xia)面）出(chu)現，所以又(you)稱為(wei)(wei)皮下(xia)(xia)氣(qi)孔(kong)。又(you)由于這(zhe)種氣(qi)孔(kong)多呈細(xi)長形針孔(kong)狀(zhuang)，其長軸與鑄件表面垂直(zhi)，又(you)可將其稱為(wei)(wei)針孔(kong)。
氣孔(kong)的預(yu)防(fang)措(cuo)施(shi)：
（1）采(cai)用潔凈干燥的爐(lu)料，限制含氣(qi)量較多的爐(lu)料的使用，降低熔煉(lian)時金(jin)屬的吸(xi)氣(qi)量；澆包要烘干燙包；可(ke)以(yi)適當提高澆注溫度(du)以(yi)利(li)于氣(qi)體擴散。
（2）澆注鑄鐵(tie)平板時控制好壓頭和速度，保證鋼水平穩充填砂型型腔，避免產生(sheng)紊流，防止卷入氣體。
（3）減少(shao)發(fa)氣(qi)量(liang)，控(kong)制型（芯(xin)）砂水分及發(fa)氣(qi)原料(liao)的含量(liang)，減少(shao)砂型在澆注過程中的發(fa)氣(qi)量(liang)，不(bu)使用受潮，生銹或有(you)油(you)污的冷(leng)鐵和芯(xin)撐等(deng)。
（4）gaishan砂(sha)型的(de)透氣(qi)性(xing)，選擇合適(shi)的(de)砂(sha)型緊實度，提高砂(sha)型和型芯(xin)的(de)透氣(qi)性(xing)；合理安(an)排出氣(qi)眼，使型（芯(xin)）內(nei)氣(qi)體能順利排出。
（5）提高氣(qi)體(ti)進入金屬(shu)(shu)液的阻力.合理設計澆(jiao)注系統,避免(mian)澆(jiao)注時卷入氣(qi)體(ti),在型（芯）表面(mian)涂刷(shua)涂料以(yi)減少少金屬(shu)(shu)一鑄型的界面(mian)作用。
4.縮(suo)孔、縮(suo)松
縮孔、縮松(song)的(de)預(yu)防(fang)措施：
（1）盡(jin)量降(jiang)低注溫度和澆(jiao)(jiao)注速度,澆(jiao)(jiao)注后期的(de)(de)補澆(jiao)(jiao)要充分(fen)到(dao)(dao)位(wei)(wei)。（2）合(he)理設計(ji)澆(jiao)(jiao)冒系統(tong),壁(bi)厚(hou)小且(qie)均勻(yun)的(de)(de)鑄(zhu)件要采(cai)(cai)用(yong)同時凝固,壁(bi)厚(hou)大且(qie)不(bu)均勻(yun)的(de)(de)鑄(zhu)件采(cai)(cai)用(yong)由薄向厚(hou)的(de)(de)順序凝固,使鑄(zhu)鐵平(ping)板(ban)鑄(zhu)件得(de)到(dao)(dao)充分(fen)補縮。（3）在鑄(zhu)件厚(hou)斷面(mian)部(bu)(bu)位(wei)(wei),合(he)理放置內,外冷鐵。（4）盡(jin)量減少鑄(zhu)件的(de)(de)熱節部(bu)(bu)位(wei)(wei)。
5.裂(lie)紋：裂(lie)紋分(fen)(fen)為熱(re)裂(lie)和冷(leng)裂(lie)。熱(re)裂(lie)主要(yao)由(you)S引起(qi)(qi)，多為不規則形狀,裂(lie)口處金(jin)屬表皮氧化(hua);冷(leng)裂(lie)主要(yao)由(you)P引起(qi)(qi),裂(lie)口較直,開(kai)裂(lie)處有金(jin)屬光澤,有時出現輕微氧化(hua)色。部分(fen)(fen)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)平板鑄(zhu)(zhu)件(jian)采用水爆清砂工藝，亦可導致裂(lie)紋。
裂紋的預防(fang)措施(shi)：
（1）提高砂型和砂芯的(de)(de)退讓性。（2）嚴格控制爐料(liao)及鐵(tie)水(shui)中的(de)(de)S、P含量(liang)。（3）鑄鐵(tie)平(ping)板鑄件(jian)(jian)(jian)壁(bi)(bi)厚盡量(liang)均(jun)勻(yun),避(bi)免壁(bi)(bi)厚的(de)(de)突(tu)然改變,條件(jian)(jian)(jian)允許時,可適當(dang)設置加強筋(jin),兩截(jie)面交接(jie)部(bu)位(wei)采用圓角(jiao)連接(jie),以減少應力集中。（4）調節鑄鐵(tie)平(ping)板鑄件(jian)(jian)(jian)各(ge)部(bu)位(wei)冷卻速度,避(bi)免鑄件(jian)(jian)(jian)局部(bu)過熱,在厚大斷面或熱節處放置冷鐵(tie),內澆道適當(dang)分(fen)散,使鑄件(jian)(jian)(jian)各(ge)部(bu)位(wei)溫度趨(qu)向均(jun)勻(yun),澆冒口(kou)當(dang)應阻礙鑄件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)收縮。（5）鑄鐵(tie)平(ping)板鑄件(jian)(jian)(jian)澆注(zhu)后,開型不能過早,采用水(shui)爆清砂工(gong)藝(yi)的(de)(de)鑄件(jian)(jian)(jian)應掌握好溫度和時間。
6.其(qi)他鑄造缺陷
（1）鑄件比較容易變形(xing).某些鑄件加工后,放置一段(duan)時間(jian)后會出(chu)現變形(xing)。
預(yu)防措施：適當(dang)添(tian)加(jia)(jia)加(jia)(jia)強筋;適當(dang)增加(jia)(jia)加(jia)(jia)工余量;采用反(fan)變形(xing)工藝；將鑄件(jian)進行去應力退火,xiaochu鑄件(jian)的內(nei)應力；采用時效處理。
（2）冷隔(ge) 在鑄(zhu)件上有未(wei)完全(quan)ronghe的(de)縫隙或凹(ao)坑,其交界邊緣是圓滑的(de)。
預(yu)防措施：提高澆(jiao)(jiao)(jiao)注溫度和(he)澆(jiao)(jiao)(jiao)注速度;gaishan澆(jiao)(jiao)(jiao)注系統;澆(jiao)(jiao)(jiao)注時不斷流。
（3）澆(jiao)(jiao)不(bu)足 由于金屬液(ye)未完(wan)全充滿型腔(qiang)而產(chan)生的(de)鑄(zhu)件缺肉。預防措(cuo)施;提高澆(jiao)(jiao)注(zhu)溫度和(he)(he)澆(jiao)(jiao)注(zhu)速度;不(bu)要(yao)斷流和(he)(he)防止跑火;澆(jiao)(jiao)注(zhu)后(hou)期的(de)點(dian)澆(jiao)(jiao)補(bu)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。
