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(zhu)(zhu)要采用傳(chuan)統濕(shi)型砂(sha)鑄造(zao)(zao)工藝生產鑄鐵平板鑄件，在長期的生產中，發現(xian)鑄鋼件主(zhu)(zhu)要出現(xian)以下鑄造(zao)(zao)缺陷，砂(sha)眼，粘砂(sha)，氣孔(kong)，孔(kong)，夾砂(sha)結ba，脹砂(sha)等等。
1.砂眼：砂眼缺(que)陷(xian)處內部或(huo)(huo)表(biao)(biao)面有充塞(sai)著型(xing)（芯）砂的(de)小(xiao)孔(kong)，砂眼是(shi)一種常見的(de)鑄造缺(que)陷(xian)，往(wang)往(wang)導(dao)致(zhi)鑄鐵平板鑄件(jian)報廢。砂眼是(shi)由于金(jin)屬液從砂型(xing)型(xing)腔表(biao)(biao)面沖下來的(de)砂粒(li)（塊(kuai)），或(huo)(huo)者(zhe)在(zai)造型(xing)，合箱操作中落人型(xing)腔中的(de)砂粒(li)（塊(kuai)）來不及(ji)浮入(ru)澆冒系統(tong)，留在(zai)鑄件(jian)內部或(huo)(huo)表(biao)(biao)面而造成(cheng)的(de)。
砂眼的預防措施：
（1）嚴(yan)格控制型砂性(xing)能(neng)，提高砂型芯的表面強度和(he)緊實度，減少毛刺(ci)和(he)銳角，減少沖(chong)砂。
（2）合(he)箱(xiang)前把型腔和砂芯表面的(de)浮(fu)砂處(chu)理干凈，平穩(wen)合(he)箱(xiang)，如果(guo)是明冒口或貫通(tong)出(chu)氣眼，應避免散砂從中掉人型腔，合(he)箱(xiang)后要盡快澆注。
（3）設置正確合(he)理的澆(jiao)冒系(xi)統，避免金屬液對型壁和砂芯的沖刷力過(guo)大。
（4）澆口杯表面(mian)要光滑(hua)，不能有浮(fu)砂。
2.粘(zhan)砂(sha)：在鑄鐵平板鑄件表面(mian)上(shang)，全(quan)部(bu)(bu)或部(bu)(bu)分覆蓋著(zhu)一層(ceng)金屬(shu)(或金屬(shu)氧化物)與(yu)砂(sha)（或涂料(liao)）的混（化）合物或一層(ceng)燒結構的型砂(sha)，致使(shi)鑄件表面(mian)粗糙，難(nan)于清理。
粘砂(sha)多發生在型、芯(xin)表(biao)(biao)面受熱作(zuo)用強烈的部位(wei)，分機械粘砂(sha)和化(hua)學粘砂(sha)兩(liang)種。機械粘砂(sha)是(shi)由(you)金屬(shu)液滲(shen)入鑄型表(biao)(biao)面的微孔中形(xing)成的，當滲(shen)入shendu小于砂(sha)粒半(ban)徑時(shi)，鑄鐵平板鑄件不形(xing)成粘砂(sha)，只(zhi)是(shi)表(biao)(biao)面粗糙(cao)，當滲(shen)入shendu大于砂(sha)粒半(ban)徑時(shi)， 形(xing)成機械粘砂(sha)，化(hua)學粘砂(sha)是(shi)金屬(shu)氧化(hua)物(wu)和造(zao)型材料相互(hu)進行化(hua)學作(zuo)用的產物(wu)，與鑄件牢(lao)固(gu)地(di)結合(he)在一起而(er)形(xing)成的。
粘砂的(de)預防措施：
（1）選用耐(nai)火度(du)高的(de)(de)砂(sha)(sha)，以提高型砂(sha)(sha)，芯砂(sha)(sha)的(de)(de)耐(nai)火度(du)，原(yuan)砂(sha)(sha)的(de)(de)SiO2含量(liang)在96（質(zhi)量(liang)分數）以上，而且(qie)砂(sha)(sha)粒(li)應對(dui)粗些。鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件(jian)的(de)(de)澆注溫度(du)越高，壁(bi)厚越厚，對(dui)原(yuan)砂(sha)(sha)中SiO2含量(liang)的(de)(de)要求越高。
（2）適當降低(di)澆注溫(wen)度(du)和提高澆注速(su)度(du)，減輕金(jin)屬液對砂型的熱力學(xue)和物理化(hua)學(xue)作用。
（3）砂(sha)型緊實度要高（通常(chang)大于85）且均勻，減少砂(sha)粒間隙(xi)；型、芯修補到位，不能有(you)局部疏(shu)松(song)。
（4）采(cai)用在高溫(wen)下不開裂、不燒結(jie)成熔(rong)洞的涂料。
3.氣(qi)孔(kong)(kong)：在鑄(zhu)件內部，表(biao)(biao)面(mian)或近于表(biao)(biao)面(mian)處，有(you)(you)大小不(bu)(bu)等的(de)(de)(de)(de)光滑孔(kong)(kong)眼，形狀有(you)(you)圓的(de)(de)(de)(de)，長的(de)(de)(de)(de)及不(bu)(bu)規則的(de)(de)(de)(de)，有(you)(you)單個的(de)(de)(de)(de)，也(ye)有(you)(you)聚(ju)集(ji)成(cheng)片的(de)(de)(de)(de)。顏色有(you)(you)白色的(de)(de)(de)(de)或帶一層暗(an)色，有(you)(you)時覆(fu)有(you)(you)一層氧(yang)化(hua)皮(pi)。由(you)于氣(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)來源和(he)形成(cheng)原因不(bu)(bu)同，氣(qi)孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)現形式也(ye)各不(bu)(bu)相同，有(you)(you)侵入性氣(qi)孔(kong)(kong)、析出(chu)性氣(qi)孔(kong)(kong)和(he)反應性氣(qi)孔(kong)(kong)。
侵入性(xing)氣孔體積較(jiao)大(da)，形狀近似梨(li)形，常出現在鑄鐵(tie)平板鑄件上部靠近型芯壁或澆注位置處(chu)(chu)，主(zhu)要是由(you)于砂型芯中產生(sheng)的(de)氣體侵入金(jin)屬中未能逸出造成的(de)，梨(li)形氣孔小端位置表明氣體由(you)該(gai)處(chu)(chu)進入鑄人件。
析出性氣孔多而(er)分散(san)，一般位于(yu)鑄件表面(mian)，往往同一爐鑄件幾乎(hu)都(dou)會出現，主(zhu)要是由于(yu)金屬在(zai)熔煉(lian)過程(cheng)中吸收的(de)氣體在(zai)凝固前(qian)未能(neng)全部析出， 在(zai)鑄件中形(xing)成許多分散(san)的(de)小氣孔。
反(fan)應性氣(qi)孔是由于金屬一鑄型(xing)界面發(fa)生化(hua)學反(fan)應而(er)產生的(de)氣(qi)孔，因其(qi)分布均勻且往往在鑄件(jian)表(biao)皮(pi)以下(xia)1-3mm處（有時在一層氧化(hua)皮(pi)下(xia)面）出現，所以又(you)稱為(wei)皮(pi)下(xia)氣(qi)孔。又(you)由于這種氣(qi)孔多(duo)呈細長形針(zhen)孔狀，其(qi)長軸與鑄件(jian)表(biao)面垂直，又(you)可將(jiang)其(qi)稱為(wei)針(zhen)孔。
氣孔的預防措(cuo)施：
（1）采用(yong)潔(jie)凈干(gan)燥的(de)爐料，限制(zhi)含氣量較(jiao)多(duo)的(de)爐料的(de)使用(yong)，降低熔煉時金屬的(de)吸氣量；澆包(bao)要(yao)烘(hong)干(gan)燙包(bao)；可以適(shi)當提高(gao)澆注(zhu)溫度以利(li)于氣體擴散(san)。
（2）澆注鑄鐵平(ping)板時控(kong)制好壓頭和速(su)度，保(bao)證鋼水平(ping)穩充填砂型型腔，避免產(chan)生紊流，防(fang)止卷入氣體。
（3）減少發(fa)氣(qi)量(liang)(liang)，控制型（芯）砂水分及(ji)發(fa)氣(qi)原料的(de)(de)含量(liang)(liang)，減少砂型在(zai)澆(jiao)注過(guo)程中的(de)(de)發(fa)氣(qi)量(liang)(liang)，不(bu)使用受(shou)潮，生銹或有油污的(de)(de)冷鐵和(he)芯撐等。
（4）gaishan砂(sha)(sha)(sha)型的透(tou)氣(qi)性，選(xuan)擇合適的砂(sha)(sha)(sha)型緊實度(du)，提高砂(sha)(sha)(sha)型和型芯的透(tou)氣(qi)性；合理安排(pai)出(chu)氣(qi)眼，使(shi)型（芯）內(nei)氣(qi)體能順利(li)排(pai)出(chu)。
（5）提高氣體進入金屬(shu)液的阻力.合理設計澆注系統,避免澆注時(shi)卷入氣體,在(zai)型(xing)（芯）表面涂(tu)刷涂(tu)料以減少少金屬(shu)一鑄型(xing)的界面作用。
4.縮孔、縮松
縮孔、縮松的預防措施(shi)：
（1）盡量降低(di)注溫度和澆(jiao)注速度,澆(jiao)注后期(qi)的(de)(de)補(bu)澆(jiao)要充分到位。（2）合理設計(ji)澆(jiao)冒系統,壁厚(hou)(hou)小且均(jun)勻(yun)的(de)(de)鑄(zhu)件要采(cai)用同(tong)時凝(ning)固,壁厚(hou)(hou)大且不均(jun)勻(yun)的(de)(de)鑄(zhu)件采(cai)用由(you)薄向厚(hou)(hou)的(de)(de)順(shun)序凝(ning)固,使鑄(zhu)鐵(tie)平板鑄(zhu)件得(de)到充分補(bu)縮。（3）在鑄(zhu)件厚(hou)(hou)斷面部位,合理放置(zhi)內,外冷鐵(tie)。（4）盡量減少鑄(zhu)件的(de)(de)熱節部位。
5.裂(lie)(lie)紋(wen)：裂(lie)(lie)紋(wen)分(fen)為熱(re)裂(lie)(lie)和冷裂(lie)(lie)。熱(re)裂(lie)(lie)主要(yao)(yao)由S引起，多為不(bu)規則(ze)形狀,裂(lie)(lie)口處金屬表皮氧化(hua);冷裂(lie)(lie)主要(yao)(yao)由P引起,裂(lie)(lie)口較(jiao)直,開裂(lie)(lie)處有(you)金屬光澤,有(you)時出現輕微氧化(hua)色。部分(fen)鑄鐵(tie)平板鑄件采用水爆(bao)清砂工藝，亦(yi)可導致裂(lie)(lie)紋(wen)。
裂紋的預防(fang)措(cuo)施：
（1）提高砂型和砂芯的(de)(de)(de)退讓性。（2）嚴格控制爐料及(ji)鐵(tie)(tie)水中(zhong)的(de)(de)(de)S、P含量(liang)。（3）鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平板鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)壁(bi)(bi)厚盡量(liang)均勻(yun),避免壁(bi)(bi)厚的(de)(de)(de)突然改變,條(tiao)件(jian)(jian)允(yun)許(xu)時,可適(shi)當設置(zhi)加(jia)強筋,兩(liang)截面交接(jie)(jie)部(bu)位(wei)采(cai)用(yong)圓角連接(jie)(jie),以減(jian)少(shao)應(ying)(ying)力集中(zhong)。（4）調(diao)節鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平板鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)各(ge)(ge)部(bu)位(wei)冷(leng)卻速(su)度,避免鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)局部(bu)過(guo)熱(re),在厚大斷(duan)面或熱(re)節處放置(zhi)冷(leng)鐵(tie)(tie),內澆道適(shi)當分散(san),使鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)各(ge)(ge)部(bu)位(wei)溫度趨向均勻(yun),澆冒口當應(ying)(ying)阻礙鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)收縮。（5）鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平板鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)澆注后,開型不能過(guo)早,采(cai)用(yong)水爆清砂工(gong)藝的(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)應(ying)(ying)掌(zhang)握好(hao)溫度和時間。
6.其他鑄造缺陷
（1）鑄件比較容易變形(xing).某些鑄件加工后(hou),放(fang)置一段時間后(hou)會出現變形(xing)。
預防措施：適當(dang)添(tian)加加強(qiang)筋;適當(dang)增加加工(gong)余量;采用(yong)反(fan)變(bian)形工(gong)藝；將鑄(zhu)件進行去應力(li)退(tui)火(huo),xiaochu鑄(zhu)件的內應力(li)；采用(yong)時(shi)效處理(li)。
（2）冷隔 在鑄(zhu)件(jian)上有未完全(quan)ronghe的(de)(de)縫隙或凹坑,其交(jiao)界邊緣是(shi)圓滑的(de)(de)。
預(yu)防措施(shi)：提(ti)高澆(jiao)(jiao)注(zhu)溫度和澆(jiao)(jiao)注(zhu)速(su)度;gaishan澆(jiao)(jiao)注(zhu)系統(tong);澆(jiao)(jiao)注(zhu)時不斷流。
（3）澆(jiao)(jiao)不足 由于金(jin)屬液未(wei)完(wan)全充滿(man)型腔而產生的鑄件缺肉(rou)。預防(fang)措施;提高(gao)澆(jiao)(jiao)注溫度(du)和(he)澆(jiao)(jiao)注速(su)度(du);不要斷流和(he)防(fang)止跑火;澆(jiao)(jiao)注后期的點澆(jiao)(jiao)補(bu)縮到位(wei)。
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。
