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(jian)主(zhu)(zhu)要(yao)采(cai)用傳統濕型砂鑄(zhu)造工藝生(sheng)產(chan)鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件，在長期的生(sheng)產(chan)中，發現(xian)鑄(zhu)鋼件主(zhu)(zhu)要(yao)出現(xian)以下(xia)鑄(zhu)造缺陷，砂眼，粘砂，氣孔(kong)，孔(kong)，夾砂結ba，脹砂等等。
1.砂眼：砂眼缺陷處內部(bu)或表面有充塞著型(xing)(xing)(xing)（芯）砂的(de)小(xiao)孔，砂眼是一種常見的(de)鑄(zhu)(zhu)造缺陷，往往導致鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)平板(ban)鑄(zhu)(zhu)件報廢。砂眼是由于金屬液從砂型(xing)(xing)(xing)型(xing)(xing)(xing)腔表面沖(chong)下來(lai)的(de)砂粒(li)(li)（塊(kuai)），或者在造型(xing)(xing)(xing)，合箱操作中落人(ren)型(xing)(xing)(xing)腔中的(de)砂粒(li)(li)（塊(kuai)）來(lai)不及浮(fu)入澆冒系統，留在鑄(zhu)(zhu)件內部(bu)或表面而(er)造成的(de)。
砂眼的預防措施(shi)：
（1）嚴格控(kong)制型砂(sha)(sha)性(xing)能，提高砂(sha)(sha)型芯(xin)的(de)表面(mian)強度和緊實度，減少毛刺和銳(rui)角，減少沖砂(sha)(sha)。
（2）合箱前把型腔(qiang)和砂芯表面的浮砂處理干凈，平穩合箱，如果是明冒(mao)口或(huo)貫通出氣眼，應避免散砂從中掉(diao)人型腔(qiang)，合箱后要盡快澆注(zhu)。
（3）設置正確合(he)理的(de)澆冒系統(tong)，避(bi)免(mian)金屬液(ye)對型(xing)壁(bi)和(he)砂芯的(de)沖刷力過大(da)。
（4）澆口杯表面要光滑，不(bu)能有浮砂。
2.粘砂(sha)：在鑄鐵平板鑄件表面(mian)上，全部或部分覆蓋著一層(ceng)金屬(或金屬氧化(hua)物)與砂(sha)（或涂料(liao)）的混（化(hua)）合物或一層(ceng)燒(shao)結構的型砂(sha)，致使鑄件表面(mian)粗糙，難于(yu)清理(li)。
粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)多發生在型(xing)、芯表(biao)面(mian)受熱作(zuo)用(yong)強烈的(de)(de)部(bu)位，分(fen)機(ji)(ji)械粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)和化(hua)學粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)兩種。機(ji)(ji)械粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)是由金屬(shu)液滲(shen)(shen)入(ru)鑄型(xing)表(biao)面(mian)的(de)(de)微孔中形成的(de)(de)，當滲(shen)(shen)入(ru)shendu小于(yu)(yu)砂(sha)(sha)粒半徑時，鑄鐵平板鑄件不(bu)形成粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)，只(zhi)是表(biao)面(mian)粗糙，當滲(shen)(shen)入(ru)shendu大于(yu)(yu)砂(sha)(sha)粒半徑時， 形成機(ji)(ji)械粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)，化(hua)學粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)是金屬(shu)氧化(hua)物和造型(xing)材料相互(hu)進行化(hua)學作(zuo)用(yong)的(de)(de)產物，與鑄件牢固(gu)地結合在一起而形成的(de)(de)。
粘砂(sha)的預防措(cuo)施(shi)：
（1）選(xuan)用耐火度(du)(du)高的(de)砂(sha)，以提(ti)高型(xing)砂(sha)，芯砂(sha)的(de)耐火度(du)(du)，原砂(sha)的(de)SiO2含量(liang)在(zai)96（質量(liang)分數）以上，而且(qie)砂(sha)粒應對(dui)粗些(xie)。鑄鐵平板鑄件的(de)澆注溫(wen)度(du)(du)越(yue)高，壁厚越(yue)厚，對(dui)原砂(sha)中SiO2含量(liang)的(de)要求越(yue)高。
（2）適(shi)當降低澆注溫度和提高(gao)澆注速(su)度，減輕金屬液對砂型(xing)的熱(re)力(li)學(xue)和物理化學(xue)作用。
（3）砂型(xing)緊(jin)實度(du)要(yao)高（通常大于(yu)85）且均勻，減(jian)少砂粒間隙；型(xing)、芯修補到位，不(bu)能(neng)有(you)局(ju)部疏松。
（4）采用在高溫(wen)下不(bu)開裂、不(bu)燒(shao)結成熔洞的(de)涂料。
3.氣(qi)(qi)孔(kong)：在鑄件(jian)內(nei)部，表面或(huo)(huo)近于表面處，有大小不等的(de)光滑孔(kong)眼，形狀有圓(yuan)的(de)，長的(de)及不規則的(de)，有單個的(de)，也有聚集成片(pian)的(de)。顏(yan)色(se)有白(bai)色(se)的(de)或(huo)(huo)帶一層(ceng)(ceng)暗色(se)，有時覆(fu)有一層(ceng)(ceng)氧化皮。由于氣(qi)(qi)體的(de)來源和形成原因不同(tong)，氣(qi)(qi)孔(kong)的(de)表現形式也各不相同(tong)，有侵入性氣(qi)(qi)孔(kong)、析出性氣(qi)(qi)孔(kong)和反應性氣(qi)(qi)孔(kong)。
侵(qin)入性氣孔(kong)體(ti)積較大，形狀近(jin)似梨形，常出(chu)現在(zai)鑄鐵平板鑄件(jian)上部靠近(jin)型芯壁(bi)或澆注(zhu)位置(zhi)處(chu)，主要是由(you)于砂型芯中產生(sheng)的(de)(de)氣體(ti)侵(qin)入金屬中未能逸出(chu)造成的(de)(de)，梨形氣孔(kong)小端位置(zhi)表明氣體(ti)由(you)該處(chu)進(jin)入鑄人件(jian)。
析出性氣(qi)(qi)孔多(duo)而分(fen)散(san)，一般位于(yu)鑄(zhu)件表面，往往同(tong)一爐鑄(zhu)件幾乎都會出現，主要是由于(yu)金(jin)屬在熔煉過程中(zhong)吸收的(de)(de)氣(qi)(qi)體在凝(ning)固前(qian)未能全部析出， 在鑄(zhu)件中(zhong)形成(cheng)許多(duo)分(fen)散(san)的(de)(de)小氣(qi)(qi)孔。
反(fan)(fan)應性氣(qi)孔是由(you)于(yu)金屬一鑄型界面(mian)發生化(hua)學反(fan)(fan)應而產生的氣(qi)孔，因其(qi)分布均勻(yun)且往(wang)往(wang)在鑄件表皮(pi)以下(xia)1-3mm處（有(you)時在一層氧(yang)化(hua)皮(pi)下(xia)面(mian)）出現，所(suo)以又(you)稱為皮(pi)下(xia)氣(qi)孔。又(you)由(you)于(yu)這種氣(qi)孔多呈細長形針孔狀，其(qi)長軸(zhou)與鑄件表面(mian)垂直，又(you)可將其(qi)稱為針孔。
氣孔的(de)預防措施：
（1）采用潔(jie)凈干燥的(de)爐(lu)料，限制含氣量(liang)較多的(de)爐(lu)料的(de)使用，降低熔(rong)煉時(shi)金屬的(de)吸氣量(liang)；澆包(bao)要烘干燙包(bao)；可以適當提高澆注溫度(du)以利于(yu)氣體擴散。
（2）澆注鑄鐵平板時控制好壓頭(tou)和速度(du)，保證鋼水平穩充填(tian)砂型型腔，避免產(chan)生(sheng)紊流，防止卷(juan)入氣體。
（3）減少發氣量，控制型（芯）砂水分及發氣原料的含(han)量，減少砂型在澆注(zhu)過程中的發氣量，不使用(yong)受(shou)潮，生銹或(huo)有(you)油污的冷鐵和(he)芯撐等。
（4）gaishan砂型(xing)的透氣(qi)性，選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的砂型(xing)緊實(shi)度(du)，提高(gao)砂型(xing)和型(xing)芯的透氣(qi)性；合(he)理安排出氣(qi)眼(yan)，使(shi)型(xing)（芯）內氣(qi)體能(neng)順利排出。
（5）提高氣(qi)體進入金(jin)(jin)屬液的阻力.合理設計澆注系統,避免澆注時卷入氣(qi)體,在型（芯）表(biao)面(mian)涂刷涂料以減少(shao)少(shao)金(jin)(jin)屬一鑄型的界(jie)面(mian)作用。
4.縮孔、縮松
縮(suo)孔、縮(suo)松的預防措(cuo)施：
（1）盡(jin)量降低注溫度和澆(jiao)注速度,澆(jiao)注后(hou)期的補澆(jiao)要充分到位(wei)。（2）合理設(she)計澆(jiao)冒(mao)系統(tong),壁厚小且(qie)均勻的鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)要采用同時凝固,壁厚大且(qie)不均勻的鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)采用由(you)薄向厚的順序凝固,使鑄(zhu)(zhu)鐵平(ping)板鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)得到充分補縮。（3）在鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)厚斷面部位(wei),合理放置內,外冷鐵。（4）盡(jin)量減(jian)少鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)的熱節(jie)部位(wei)。
5.裂紋：裂紋分為熱(re)裂和(he)冷裂。熱(re)裂主(zhu)要由(you)S引(yin)起(qi)，多為不規則形狀,裂口處金(jin)屬表皮氧化;冷裂主(zhu)要由(you)P引(yin)起(qi),裂口較直,開裂處有金(jin)屬光澤,有時出(chu)現輕(qing)微氧化色。部分鑄鐵平板鑄件采用水爆清(qing)砂工藝(yi)，亦可導致裂紋。
裂(lie)紋的預防(fang)措(cuo)施(shi)：
（1）提高砂型(xing)和(he)砂芯的(de)(de)退讓性(xing)。（2）嚴格(ge)控制爐料及鐵(tie)水(shui)中的(de)(de)S、P含量。（3）鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)平板(ban)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)壁厚(hou)盡量均(jun)勻,避(bi)免壁厚(hou)的(de)(de)突然改變,條件(jian)(jian)允許時,可適(shi)當(dang)設(she)置加(jia)強筋,兩截面(mian)交(jiao)接(jie)部位(wei)采(cai)用圓角連接(jie),以減少應力集(ji)中。（4）調節(jie)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)平板(ban)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)各部位(wei)冷(leng)卻速(su)度,避(bi)免鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)局部過(guo)熱(re),在厚(hou)大斷面(mian)或(huo)熱(re)節(jie)處放(fang)置冷(leng)鐵(tie),內澆道適(shi)當(dang)分散,使(shi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)各部位(wei)溫度趨向均(jun)勻,澆冒口當(dang)應阻礙(ai)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)的(de)(de)收縮。（5）鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)平板(ban)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)澆注后,開(kai)型(xing)不能過(guo)早(zao),采(cai)用水(shui)爆清砂工藝的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)應掌握(wo)好溫度和(he)時間。
6.其他鑄造缺陷
（1）鑄件比較容易(yi)變形(xing).某(mou)些鑄件加工(gong)后(hou),放置一段時間(jian)后(hou)會出現變形(xing)。
預防措施：適(shi)當添加(jia)(jia)加(jia)(jia)強筋;適(shi)當增(zeng)加(jia)(jia)加(jia)(jia)工(gong)余量(liang);采用(yong)反變(bian)形工(gong)藝；將鑄件進行去應力退(tui)火,xiaochu鑄件的內應力；采用(yong)時效處理。
（2）冷隔 在鑄件上有未完全ronghe的縫隙或(huo)凹坑,其交界邊緣是圓滑的。
預防(fang)措施：提高澆注(zhu)溫度和澆注(zhu)速度;gaishan澆注(zhu)系統;澆注(zhu)時不斷流。
（3）澆(jiao)不足 由于金屬液未(wei)完全充滿型腔而產(chan)生的鑄(zhu)件缺肉。預防措施(shi);提(ti)高澆(jiao)注(zhu)溫度和(he)澆(jiao)注(zhu)速度;不要(yao)斷流和(he)防止跑火;澆(jiao)注(zhu)后期的點(dian)澆(jiao)補縮到(dao)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。
