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
新聞詳情
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。
車間主要采(cai)用傳統濕(shi)型(xing)砂鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造工藝生產(chan)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)平板鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)，在長期(qi)的生產(chan)中，發現(xian)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鋼(gang)件(jian)主要出現(xian)以下鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造缺陷，砂眼，粘(zhan)砂，氣(qi)孔，孔，夾砂結ba，脹(zhang)砂等等。
1.砂(sha)(sha)眼(yan)：砂(sha)(sha)眼(yan)缺陷處內(nei)部或(huo)表(biao)(biao)面(mian)有充塞著型(xing)（芯）砂(sha)(sha)的(de)(de)小孔，砂(sha)(sha)眼(yan)是(shi)一種常(chang)見的(de)(de)鑄造缺陷，往往導致鑄鐵平板(ban)鑄件(jian)報廢。砂(sha)(sha)眼(yan)是(shi)由于金屬液從砂(sha)(sha)型(xing)型(xing)腔表(biao)(biao)面(mian)沖下來的(de)(de)砂(sha)(sha)粒（塊(kuai)），或(huo)者在(zai)造型(xing)，合箱操(cao)作中落人型(xing)腔中的(de)(de)砂(sha)(sha)粒（塊(kuai)）來不及浮入(ru)澆冒系統，留在(zai)鑄件(jian)內(nei)部或(huo)表(biao)(biao)面(mian)而造成的(de)(de)。
砂(sha)眼的預防措施(shi)：
（1）嚴格(ge)控制型砂性能，提高(gao)砂型芯的表面(mian)強度和(he)緊(jin)實度，減(jian)少毛刺和(he)銳(rui)角，減(jian)少沖砂。
（2）合箱前把型腔(qiang)和砂(sha)(sha)芯表(biao)面的浮砂(sha)(sha)處理干凈，平穩合箱，如果(guo)是明冒口(kou)或貫通出(chu)氣眼(yan)，應避(bi)免散(san)砂(sha)(sha)從中掉(diao)人型腔(qiang)，合箱后(hou)要盡快澆(jiao)注。
（3）設置正(zheng)確(que)合理的(de)澆冒系統，避免金(jin)屬液(ye)對型壁和砂芯(xin)的(de)沖刷(shua)力過大(da)。
（4）澆口杯表面要光(guang)滑，不能有浮砂(sha)。
2.粘砂：在鑄鐵平(ping)板鑄件(jian)表面(mian)上，全部(bu)或部(bu)分(fen)覆(fu)蓋著一(yi)層金屬(shu)(或金屬(shu)氧(yang)化物)與砂（或涂(tu)料）的混（化）合物或一(yi)層燒(shao)結構的型砂，致使鑄件(jian)表面(mian)粗糙(cao)，難于清理。
粘(zhan)砂(sha)(sha)(sha)多發生在型(xing)、芯表面(mian)受熱作用(yong)強烈的(de)(de)部位，分機(ji)(ji)械粘(zhan)砂(sha)(sha)(sha)和化學(xue)粘(zhan)砂(sha)(sha)(sha)兩種。機(ji)(ji)械粘(zhan)砂(sha)(sha)(sha)是由(you)金屬液滲(shen)入(ru)鑄(zhu)型(xing)表面(mian)的(de)(de)微孔中形成(cheng)的(de)(de)，當滲(shen)入(ru)shendu小于砂(sha)(sha)(sha)粒半徑(jing)時，鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件不形成(cheng)粘(zhan)砂(sha)(sha)(sha)，只是表面(mian)粗糙，當滲(shen)入(ru)shendu大(da)于砂(sha)(sha)(sha)粒半徑(jing)時， 形成(cheng)機(ji)(ji)械粘(zhan)砂(sha)(sha)(sha)，化學(xue)粘(zhan)砂(sha)(sha)(sha)是金屬氧化物和造型(xing)材(cai)料相(xiang)互(hu)進行化學(xue)作用(yong)的(de)(de)產物，與鑄(zhu)件牢固地結合在一起而形成(cheng)的(de)(de)。
粘砂的預防措施(shi)：
（1）選用耐(nai)火度高的(de)砂，以(yi)提高型砂，芯砂的(de)耐(nai)火度，原砂的(de)SiO2含(han)量(liang)在96（質量(liang)分(fen)數）以(yi)上，而且(qie)砂粒應對粗(cu)些。鑄鐵平板鑄件的(de)澆注(zhu)溫(wen)度越(yue)高，壁(bi)厚越(yue)厚，對原砂中SiO2含(han)量(liang)的(de)要求越(yue)高。
（2）適(shi)當降低(di)澆(jiao)注溫(wen)度(du)和(he)提(ti)高澆(jiao)注速度(du)，減輕(qing)金屬液對砂型(xing)的熱(re)力學和(he)物理化學作用(yong)。
（3）砂型(xing)緊實(shi)度要(yao)高(gao)（通(tong)常(chang)大于85）且均勻，減少砂粒間隙；型(xing)、芯修補(bu)到(dao)位，不能有局部疏松。
（4）采用在高溫下不開裂、不燒結成熔(rong)洞的涂料(liao)。
3.氣(qi)孔(kong)(kong)：在鑄(zhu)件內部，表(biao)面或近于表(biao)面處(chu)，有(you)大(da)小不(bu)等的(de)(de)光滑孔(kong)(kong)眼，形(xing)狀(zhuang)有(you)圓的(de)(de)，長的(de)(de)及(ji)不(bu)規則的(de)(de)，有(you)單個的(de)(de)，也有(you)聚(ju)集成(cheng)片的(de)(de)。顏色有(you)白色的(de)(de)或帶一層(ceng)暗色，有(you)時覆有(you)一層(ceng)氧化皮。由于氣(qi)體的(de)(de)來源和(he)形(xing)成(cheng)原因不(bu)同(tong)，氣(qi)孔(kong)(kong)的(de)(de)表(biao)現形(xing)式(shi)也各(ge)不(bu)相(xiang)同(tong)，有(you)侵入性氣(qi)孔(kong)(kong)、析(xi)出性氣(qi)孔(kong)(kong)和(he)反應性氣(qi)孔(kong)(kong)。
侵(qin)入性氣(qi)孔體(ti)(ti)積較大，形狀近似梨(li)形，常出現在鑄鐵平板鑄件(jian)上部靠近型(xing)芯壁或澆(jiao)注位(wei)置處，主要(yao)是由(you)(you)于砂型(xing)芯中產生的(de)氣(qi)體(ti)(ti)侵(qin)入金(jin)屬(shu)中未能逸出造成(cheng)的(de)，梨(li)形氣(qi)孔小端位(wei)置表明氣(qi)體(ti)(ti)由(you)(you)該(gai)處進(jin)入鑄人(ren)件(jian)。
析出(chu)性氣(qi)孔(kong)多而分(fen)散，一(yi)(yi)般位于(yu)鑄(zhu)件表(biao)面，往(wang)(wang)往(wang)(wang)同一(yi)(yi)爐鑄(zhu)件幾乎(hu)都會出(chu)現，主要(yao)是由(you)于(yu)金屬在熔煉(lian)過程中(zhong)吸收的(de)氣(qi)體(ti)在凝固前未能(neng)全(quan)部析出(chu)， 在鑄(zhu)件中(zhong)形成許多分(fen)散的(de)小氣(qi)孔(kong)。
反應性氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)(kong)是(shi)由于(yu)(yu)金屬一鑄(zhu)型界面發生化學(xue)反應而(er)產生的(de)氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)(kong)，因其(qi)(qi)分布(bu)均勻(yun)且往往在(zai)鑄(zhu)件(jian)表(biao)(biao)皮以下1-3mm處（有時在(zai)一層氧化皮下面）出現，所(suo)以又稱為皮下氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)(kong)。又由于(yu)(yu)這種氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)(kong)多呈細長形(xing)針(zhen)孔(kong)(kong)(kong)狀，其(qi)(qi)長軸與(yu)鑄(zhu)件(jian)表(biao)(biao)面垂直，又可將(jiang)其(qi)(qi)稱為針(zhen)孔(kong)(kong)(kong)。
氣孔(kong)的預(yu)防措施：
（1）采用(yong)潔凈干燥(zao)的(de)(de)(de)爐料，限制含氣量較(jiao)多的(de)(de)(de)爐料的(de)(de)(de)使用(yong)，降低熔煉時(shi)金屬(shu)的(de)(de)(de)吸(xi)氣量；澆(jiao)包要烘干燙包；可以(yi)適當提高澆(jiao)注溫度以(yi)利(li)于氣體(ti)擴散(san)。
（2）澆(jiao)注鑄鐵(tie)平板時控制好(hao)壓頭和速度，保證鋼水(shui)平穩(wen)充填砂型型腔，避免產生紊流，防止卷入氣體。
（3）減少發氣量，控制型（芯(xin)）砂水分及發氣原料的含(han)量，減少砂型在(zai)澆注(zhu)過程中的發氣量，不使用受潮，生銹或有(you)油污(wu)的冷鐵和芯(xin)撐等。
（4）gaishan砂型(xing)(xing)的透(tou)氣(qi)性，選擇合適(shi)的砂型(xing)(xing)緊(jin)實度(du)，提高砂型(xing)(xing)和(he)型(xing)(xing)芯的透(tou)氣(qi)性；合理(li)安排出(chu)(chu)氣(qi)眼，使型(xing)(xing)（芯）內氣(qi)體能順(shun)利排出(chu)(chu)。
（5）提高氣體進入金屬(shu)(shu)液的阻(zu)力.合理設計(ji)澆(jiao)(jiao)注(zhu)系(xi)統,避免澆(jiao)(jiao)注(zhu)時(shi)卷入氣體,在型（芯）表面涂刷涂料以減少(shao)少(shao)金屬(shu)(shu)一鑄型的界面作用。
4.縮(suo)孔、縮(suo)松
縮孔、縮松(song)的預防措(cuo)施：
（1）盡量降低注溫度(du)和澆(jiao)注速度(du),澆(jiao)注后期的(de)(de)補澆(jiao)要充(chong)分(fen)到(dao)位。（2）合理設計澆(jiao)冒(mao)系統,壁厚(hou)小(xiao)且均勻(yun)的(de)(de)鑄(zhu)件要采用同時凝(ning)固,壁厚(hou)大且不均勻(yun)的(de)(de)鑄(zhu)件采用由薄向厚(hou)的(de)(de)順序凝(ning)固,使鑄(zhu)鐵平(ping)板鑄(zhu)件得到(dao)充(chong)分(fen)補縮。（3）在鑄(zhu)件厚(hou)斷面部(bu)位,合理放置(zhi)內,外冷鐵。（4）盡量減少鑄(zhu)件的(de)(de)熱節部(bu)位。
5.裂(lie)紋：裂(lie)紋分(fen)為(wei)熱(re)裂(lie)和冷裂(lie)。熱(re)裂(lie)主要由S引(yin)起，多為(wei)不規則形狀,裂(lie)口處(chu)金屬表皮(pi)氧(yang)化;冷裂(lie)主要由P引(yin)起,裂(lie)口較直,開裂(lie)處(chu)有金屬光澤,有時出現輕微氧(yang)化色。部分(fen)鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件采用水爆清砂(sha)工藝，亦可導致裂(lie)紋。
裂紋的預(yu)防措施(shi)：
（1）提高(gao)砂(sha)型(xing)和砂(sha)芯的退讓性。（2）嚴格控制(zhi)爐料及鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)中(zhong)的S、P含量。（3）鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)平(ping)板鑄(zhu)(zhu)件壁厚(hou)盡量均勻,避(bi)(bi)免(mian)壁厚(hou)的突然(ran)改變,條(tiao)件允許時,可適當設(she)置(zhi)加強(qiang)筋(jin),兩截面交(jiao)接部位(wei)采用(yong)圓角連接,以減少應力集中(zhong)。（4）調節鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)平(ping)板鑄(zhu)(zhu)件各部位(wei)冷卻速(su)度(du),避(bi)(bi)免(mian)鑄(zhu)(zhu)件局(ju)部過熱,在厚(hou)大(da)斷(duan)面或熱節處放置(zhi)冷鐵(tie)(tie)(tie),內(nei)澆(jiao)道適當分散,使鑄(zhu)(zhu)件各部位(wei)溫度(du)趨(qu)向均勻,澆(jiao)冒口當應阻(zu)礙鑄(zhu)(zhu)件的收縮(suo)。（5）鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)平(ping)板鑄(zhu)(zhu)件澆(jiao)注后,開(kai)型(xing)不(bu)能(neng)過早,采用(yong)水(shui)爆清砂(sha)工藝的鑄(zhu)(zhu)件應掌握好溫度(du)和時間。
6.其他鑄造(zao)缺陷(xian)
（1）鑄件(jian)比較容易(yi)變(bian)形.某(mou)些鑄件(jian)加工后(hou),放置一段時間后(hou)會出現變(bian)形。
預防(fang)措(cuo)施：適當添加(jia)加(jia)強(qiang)筋;適當增加(jia)加(jia)工余量;采用反變形(xing)工藝；將鑄件進(jin)行去應(ying)力退火(huo),xiaochu鑄件的內應(ying)力；采用時效處(chu)理(li)。
（2）冷隔(ge) 在鑄件上(shang)有未完(wan)全(quan)ronghe的縫隙(xi)或凹坑,其(qi)交界(jie)邊(bian)緣是圓滑的。
預防(fang)措施：提(ti)高澆(jiao)注(zhu)溫(wen)度和澆(jiao)注(zhu)速度;gaishan澆(jiao)注(zhu)系(xi)統;澆(jiao)注(zhu)時不(bu)斷流。
（3）澆(jiao)不足 由(you)于金屬液(ye)未完(wan)全(quan)充(chong)滿型腔而產生的鑄件缺(que)肉(rou)。預(yu)防措施;提(ti)高澆(jiao)注溫度和(he)澆(jiao)注速度;不要斷流和(he)防止跑火;澆(jiao)注后期的點澆(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。
