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
工藝、冶(ye)金因素：主要(yao)有(you)冷卻(que)速度，鐵液的過熱處(chu)理、孕育處(chu)理、爐(lu)料 性等
（1）關于(yu)冷卻速度(du)的影(ying)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(tie)液孕育處理的影響
孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)處(chu)理(li) 是(shi)(shi)(shi)在(zai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液進入鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)平臺鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)型(xing)腔前，把(ba)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑附加(jia)到鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液中以(yi)改變鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液的冶金狀態，從而(er)可(ke)gaishan鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的顯微組織(zhi)和(he)性(xing)(xing)能。對灰鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)而(er)言(yan)，進行孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)處(chu)理(li)是(shi)(shi)(shi)為了獲(huo)得A型(xing)石(shi)(shi)墨、珠光(guang)體基體、細(xi)小共晶團的組織(zhi)，以(yi)及減(jian)少(shao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)薄壁或邊角(jiao)處(chu)的白口傾向(xiang)和(he)對鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)壁厚的mingan性(xing)(xing)；對可(ke)鍛(duan)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)而(er)言(yan)，是(shi)(shi)(shi)為了縮短退(tui)火周期，zengda鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)的允許壁厚和(he)gaishan組織(zhi)的結(jie)構(gou)；對球墨鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)而(er)言(yan)，是(shi)(shi)(shi)為了減(jian)少(shao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)平臺鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)白口傾向(xiang)，提(ti)高(gao)球化率和(he)gaishan石(shi)(shi)墨的圓整性(xing)(xing)。
（3）關于鐵液過熱處(chu)理的影響。
提(ti)高鐵(tie)液過熱溫度(du)可以：
①增加化合碳(tan)含量和(he)相應減少石墨碳(tan)含量
②細化石墨(mo)，并(bing)使枝晶石墨(mo)的形成
③xiaochu鑄鐵的“遺傳性”
④提高鑄(zhu)鐵平臺鑄(zhu)件(jian)斷面上(shang)組織的均勻性
⑤有利于鑄件(jian)的補縮。同(tong)樣，鐵液(ye)保溫(wen)也有鐵液(ye)過熱的類似作用(yong)。
二、灰鑄鐵不可用熱處理的方(fang)法來達(da)到(dao)牌號要求
一般(ban)說來，熱(re)處理(li)能(neng)(neng)在很大(da)程(cheng)度上gaishan鑄(zhu)(zhu)造合金的組(zu)織(zhi)和性(xing)能(neng)(neng)，但(dan)在灰(hui)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)條件下，熱(re)處理(li)所能(neng)(neng)發揮的作(zuo)用相對較小。在灰(hui)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)中，石墨對鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)性(xing)能(neng)(neng)的影響很大(da)，而任何的熱(re)處理(li)方法都不能(neng)(neng)改變石墨的形態和分布，故不可通過(guo)熱(re)處理(li)來youxiao地(di)提(ti)高灰(hui)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)的性(xing)能(neng)(neng)使之(zhi)達(da)到牌(pai)號要求。
但是，提高灰(hui)鑄鐵力學性能的方法(fa)很多，如(ru)合理選配化學成分、改(gai)變爐(lu)料組成、過(guo)熱處理鐵液、孕育處理、微量或低合金化等，都可取得很好效果。
三(san)、生產(chan)高牌號鑄鐵平臺（孕育鑄鐵）的注意事項
生產高(gao)牌號鑄鐵平臺(一般指HT200以上)時(shi)，為了獲得高(gao)的(de)(de)力學(xue)性能(neng)，盡可能(neng)地減(jian)少石墨(mo)的(de)(de)數量(liang)、減(jian)小石墨(mo)的(de)(de)長度。傳統的(de)(de)方法 是(shi)降低鐵液的(de)(de)碳、硅含(han)量(liang)、提高(gao)鐵液的(de)(de)冷凝(ning)速度，但(dan)幅度稍大(da)時(shi) 會出現D型過冷石墨(mo)及白(bai)口，反而降低灰鑄鐵的(de)(de)力學(xue)性能(neng)。
在(zai)爐前或在(zai)澆注(zhu)前往鐵(tie)液中添加適(shi)量的(de)(de)(de)、以(yi)硅鐵(tie)為主(zhu)的(de)(de)(de)鐵(tie)合金碎粒被稱作孕育(yu)處(chu)(chu)理(li)。孕育(yu)處(chu)(chu)理(li)在(zai)鐵(tie)液中提供大量的(de)(de)(de)、石墨(mo)借(jie)以(yi)生(sheng)核的(de)(de)(de)生(sheng)核質點。youxiao的(de)(de)(de)孕育(yu)將(jiang)cujin石墨(mo)的(de)(de)(de)析出，從而(er)xiaochu白口、細化(hua)片狀石墨(mo)并使(shi)過冷石墨(mo)轉變為無方向性(xing)均布石墨(mo)(A型石墨(mo))，不但(dan)可大幅度地提高(gao)綜(zong)合力學性(xing)能(neng)，同時(shi)還提高(gao)鑄態組織的(de)(de)(de)均一性(xing)，減小鑄件(jian)由于壁厚不均、邊角與心(xin)部的(de)(de)(de)冷速不同而(er)造(zao)成的(de)(de)(de)力學性(xing)能(neng)差別，因(yin)此對鐵(tie)液進行孕育(yu)處(chu)(chu)理(li)是一項生(sheng)產高(gao)牌號(hao)灰(hui)鑄鐵(tie)(孕育(yu)鑄鐵(tie))不可少(shao)的(de)(de)(de)技術。
錳在(zai)高(gao)牌(pai)號灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(孕育(yu)鑄(zhu)鐵(tie)(tie))中的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)，除中和硫(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)影響外，尚有一個 殊(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)要求，即借助(zhu)于它使灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)能得到珠(zhu)光體(ti)組織，故高(gao)牌(pai)號灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(孕育(yu)鑄(zhu)鐵(tie)(tie))的(de)(de)(de)(de)(de)錳含(han)量一般(ban)較高(gao)。硫(liu)(liu)能削弱孕育(yu)劑的(de)(de)(de)(de)(de)石(shi)墨化作用(yong)，因此常將硫(liu)(liu)限制在(zai)0.12以(yi)下。近幾年來，也有人認為(wei)為(wei)了(le)得到好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)孕育(yu)效果，原(yuan)鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)硫(liu)(liu)量不能太低(di)。因此，在(zai)以(yi)后鐵(tie)(tie)液(ye)中的(de)(de)(de)(de)(de)硫(liu)(liu)含(han)量逐(zhu)漸降低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)情況下，對于孕育(yu)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)中的(de)(de)(de)(de)(de)硫(liu)(liu)量究竟(jing)應如何確定，看(kan)來是(shi)一個值得注意的(de)(de)(de)(de)(de)問題。
磷含量(liang)一般從力學(xue)性能的要求出發，常限(xian)制在0.15以下，但有(you)些機床灰鑄(zhu)鐵(tie)件(常由孕育鑄(zhu)鐵(tie)制造)需要耐磨，磷含量(liang)則可提高至0.3~0.5左右或 高。
四、用孕(yun)育劑進行鑄(zhu)鐵(tie)平臺孕(yun)育處理時禁止的(de)四則
灰鑄(zhu)鐵用的孕育劑(ji)可(ke)以按功能、主要元素、形狀等進(jin)行分(fen)類(lei)，在使(shi)用孕育劑(ji)進(jin)行灰鑄(zhu)鐵孕育處理時應禁忌四則(ze)：
一則，孕育劑在(zai)使用前烘干。
二則，禁止(zhi)使用純(chun)硅(gui)或純(chun)硅(gui)鐵作孕育(yu)劑
三則，孕育劑不(bu)可草(cao)率加入(ru)，要講究方法。
四則，孕(yun)育劑的粒度
五、灰鑄鐵(tie)件可能出現的缺(que)陷
在鑄(zhu)鐵(tie)平臺生產(chan)中(zhong)，常(chang)見的(de)鑄(zhu)件缺陷(xian)有(you)：氣(qi)孔、成(cheng)分與(yu)(yu)性能不(bu)合格、熱裂(lie)與(yu)(yu)冷(leng)裂(lie)、縮(suo)孔與(yu)(yu)縮(suo)松、渣眼與(yu)(yu)鐵(tie)豆、冷(leng)隔與(yu)(yu)澆(jiao)不(bu)足、砂(sha)眼與(yu)(yu)夾砂(sha)、多肉與(yu)(yu)錯輻、變形等。通常(chang)，產(chan)生這些缺陷(xian)的(de)原因不(bu)單是造型制芯問(wen)題(ti)，有(you)時(shi)還有(you)熔煉(lian)澆(jiao)注、配砂(sha)質量(liang)、落砂(sha)清理等許多生產(chan)工序(xu)的(de)問(wen)題(ti)，因此具體分析，以便采(cai)取相應的(de)合理措施加以解決(jue)。
鑄(zhu)(zhu)鐵平臺鑄(zhu)(zhu)造生產中，怎(zen)樣辨別(bie)氣孔(kong)和縮孔(kong)的區別(bie)
鑄鐵平(ping)臺(tai)在鑄造生(sheng)(sheng)產(chan)中，鑄件氣(qi)孔(kong)(kong)和(he)鑄件縮(suo)孔(kong)(kong)有時(shi)(shi)是(shi)伴生(sheng)(sheng)的(de)，有時(shi)(shi)是(shi) 立群在。當出(chu)現氣(qi)孔(kong)(kong)和(he)縮(suo)孔(kong)(kong)時(shi)(shi)，我們快(kuai)(kuai)速的(de)判斷出(chu)缺陷(xian)(xian)是(shi)氣(qi)孔(kong)(kong)，還是(shi)縮(suo)孔(kong)(kong)對于解決問題(ti) 要。要想快(kuai)(kuai)速判斷這兩種缺陷(xian)(xian)， 首先(xian)入時(shi)(shi)對它們的(de) 征 了解。今天，我們 從認(ren)識(shi)它們的(de) 征來(lai)教大家快(kuai)(kuai)速判斷鑄鐵平(ping)臺(tai)氣(qi)孔(kong)(kong)和(he)縮(suo)孔(kong)(kong)缺陷(xian)(xian)。
氣孔(kong)類缺陷(xian)牲與fangzhi方法
在鑄(zhu)鐵平臺鑄(zhu)造(zao)生產(chan)中(zhong)，孔(kong)洞類(lei)缺陷是常見缺陷，也是給鑄(zhu)造(zao)廠造(zao)成損失比(bi)較大(da)的缺陷之(zhi)一。孔(kong)洞類(lei)缺陷分為氣孔(kong)和縮(suo)孔(kong)。氣孔(kong)多為由于金(jin)屬液中(zhong)侵入、裹入、卷(juan)入氣體(ti)所至。
鑄鐵(tie)平臺(tai)鑄件氣孔出現在鑄件上(shang)的(de)位置不(bu)同，其產生的(de)原因也不(bu)同。這 要求我們的(de)鑄造技術員在判斷氣孔缺陷病因時，要掌(zhang)握各類氣孔發生的(de)原理，具(ju)有什么樣的(de) 生。只有如此才能對癥(zheng)下藥，將(jiang)出現的(de)氣孔缺陷解決掉(diao)。
下面(mian)，我們(men)再(zai)看看不同(tong)原因(yin)生成的(de)氣孔 征(zheng)：
（1）卷入氣孔(kong)：金屬液(ye)在充(chong)型過程中因卷入氣體而在鑄件(jian)內形(xing)成氣孔(kong)，多呈孤立存在的圓形(xing)或橢圓形(xing)大氣孔(kong)，位置不固定(ding)，一般偏鑄件(jian)中上(shang)部。
（2）侵(qin)入氣(qi)孔：由型、芯(xin)、涂料、芯(xin)撐、冷鐵產生(sheng)的氣(qi)孔侵(qin)入鑄件表層而形(xing)成氣(qi)孔，多呈梨形(xing)或橢圓(yuan)形(xing)，尺寸較大，孔壁光(guang)滑，表面多呈氧化色。
（3）反(fan)應(ying)氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)：由(you)金(jin)屬液內部某些成分(fen)之(zhi)間或(huo)金(jin)屬液與型、芯在界面(mian)上發生化學反(fan)應(ying)而形(xing)(xing)成群(qun)分(fen)布(bu)的(de)氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)。位于(yu)鑄件(jian)表(biao)(biao)層(ceng)的(de)針頭(tou)形(xing)(xing)或(huo)腰(yao)圓形(xing)(xing)反(fan)應(ying)氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)稱(cheng)為(wei)表(biao)(biao)面(mian)針空(kong)與皮(pi)下氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)，由(you)金(jin)屬液與型、芯涂料(liao)發生界面(mian)反(fan)應(ying)所至；分(fen)散或(huo)成群(qun)分(fen)布(bu)在鑄鐵(tie)平(ping)臺鑄件(jian)整個斷面(mian)上或(huo)某個局部區域(yu)的(de)針頭(tou)反(fan)應(ying)氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)。
形成原因
（1）由于爐(lu)料潮濕、銹(xiu)蝕、油(you)污、氣候的潮濕，熔練工具和澆包未烘干(gan)，金屬(shu)液(ye)成分不當，合金液(ye)為(wei)煉與煉不足，使(shi)金屬(shu)液(ye)中(zhong)(zhong)含有大量氣體(ti)或氣體(ti)物質，導致在(zai)鑄件中(zhong)(zhong)析出氣孔或反應(ying)氣孔。
（2）型、芯(xin)未充分(fen)(fen)烘(hong)(hong)干，透(tou)氣(qi)性差，通(tong)氣(qi)不良，含水分(fen)(fen)和發(fa)氣(qi)物質(zhi)過(guo)多(duo)，涂料(liao)未烘(hong)(hong)干或含發(fa)氣(qi)成分(fen)(fen)過(guo)多(duo)，冷(leng)鐵(tie)、芯(xin)撐有(you)銹斑、油(you)污或未烘(hong)(hong)干，金屬型排氣(qi)不良，在鑄件中形成侵入(ru)氣(qi)孔。
（3）澆注系統不合理，澆注和充(chong)(chong)型速度過快(kuai)，金屬型排氣不良，使金屬液在澆注和充(chong)(chong)型過程中產生紊流(liu)、渦流(liu)或斷流(liu)而卷(juan)入氣體，在鑄件中形成卷(juan)入性氣孔。
（4）合(he)金(jin)液易可(ke)吸氣(qi)(qi)(qi)，鑄鐵平臺在(zai)熔煉(lian)和(he)(he)澆(jiao)注過程中(zhong)(zhong)未采取youxiao的(de)煉(lian)、保護和(he)(he)凈(jing)化措施，使(shi)金(jin)屬液中(zhong)(zhong)含有(you)大量(liang)氣(qi)(qi)(qi)體、夾(jia)渣和(he)(he)夾(jia)氣(qi)(qi)(qi)成分，在(zai)充型(xing)和(he)(he)凝(ning)固過程中(zhong)(zhong)形成析(xi)出氣(qi)(qi)(qi)孔和(he)(he)反(fan)應(ying)氣(qi)(qi)(qi)孔。
（5）型砂、型芯和(he)涂料配制不(bu)當(dang)，與金(jin)屬液(ye)發(fa)生(sheng)界面反應，形成表面針孔和(he)皮下(xia)氣孔。
（6）澆(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)溫度過(guo)低，金屬型(xing)溫度過(guo)低，金屬液除渣不良，粘度過(guo)高，使在(zai)澆(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)和充型(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)卷入的氣體及由(you)金屬液中(zhong)析出的氣體來不及排出鑄型(xing)或上浮到冒口(kou)或出氣口(kou)中(zhong)去(qu)。
（7）在(zai)氣(qi)候潮濕季節熔煉(lian)易吸(xi)氣(qi)的合(he)金時，合(he)金液大(da)量(liang)吸(xi)氣(qi)，造(zao)成(cheng)鑄件成(cheng)批報廢(fei)。
（8）樹(shu)脂(zhi)砂(sha)的樹(shu)脂(zhi)和固化劑加入量(liang)(liang)過(guo)(guo)多，樹(shu)脂(zhi)含氟量(liang)(liang)過(guo)(guo)高，原砂(sha)和zaisheng砂(sha)的角(jiao)形系數過(guo)(guo)高、粒(li)度過(guo)(guo)細，灼減量(liang)(liang)和微粉含量(liang)(liang)過(guo)(guo)高，使型砂(sha)的發氣量(liang)(liang)過(guo)(guo)高，透氣性過(guo)(guo)低
防止方(fang)法(fa)
（1）非鐵(tie)合金熔煉時，爐(lu)料、溶劑、工具和澆包要充分預熱和烘干，去銹去油污，多次重熔爐(lu)料的加入量要適當限制。
（2）防(fang)止金屬液(ye)(ye)在(zai)熔煉過程中過度氧(yang)化和吸氣(qi)，加(jia)以脫(tuo)氧(yang)、除氣(qi)和除渣(zha)，在(zai)澆包內的(de)(de)金屬熔池(chi)表面(mian)加(jia)覆蓋溶(rong)劑，防(fang)止金屬二次(ci)氧(yang)化、吸氣(qi)和有害(hai)(hai)雜質返回熔池(chi)。用(yong)鋁(lv)對鑄(zhu)鋼、鑄(zhu)鐵(tie)(tie)脫(tuo)氧(yang)時，應(ying)嚴(yan)格控制殘(can)留(liu)含鋁(lv)量(liang)，吸氣(qi)傾(qing)向嚴(yan)重的(de)(de)鋼液(ye)(ye)，應(ying)盡量(liang)避免用(yong)鋁(lv)脫(tuo)氧(yang)，可(ke)采(cai)用(yong)AVD、VOD、多孔塞吹惰性氣(qi)體(ti)、噴粉法(fa)等(deng)對鋼液(ye)(ye)進行(xing)爐外(wai)練，脫(tuo)除鋼液(ye)(ye)中的(de)(de)氣(qi)體(ti)與有害(hai)(hai)雜質；對球墨鑄(zhu)鐵(tie)(tie)，應(ying)加(jia)強(qiang)脫(tuo)硫(liu)，降低原湯的(de)(de)含流量(liang)，在(zai)保(bao)證球化的(de)(de)前提下(xia)，盡量(liang)減少球化劑的(de)(de)加(jia)入量(liang)，降低鑄(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)殘(can)留(liu)鎂量(liang)，并加(jia)強(qiang)孕育(yu)處理。
（3）澆注時金屬液(ye)不(bu)得斷流，充型速度不(bu)宜太(tai)高(gao)，鑄件澆注位置(zhi)(zhi)和(he)澆注系統(tong)的設置(zhi)(zhi)應保證金屬液(ye)平穩地(di)充滿型腔，并利于開(kai)腔內氣體能順利排出。
（4）鑄造時(shi)，應保證鑄型(xing)和型(xing)芯(xin)排(pai)(pai)氣(qi)changtong，砂(sha)芯(xin)內要(yao)開排(pai)(pai)氣(qi)通道，合型(xing)時(shi)要(yao)填(tian)補芯(xin)頭(tou)間隙，以免鉆入金屬液堵塞(sai)排(pai)(pai)氣(qi)通道。
（5）增加直澆(jiao)道高度，以提高充型金屬(shu)液靜壓力。
（6）降低(di)(di)(di)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)砂的(de)(de)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)和(he)固化劑(ji)加入量(liang)，采用低(di)(di)(di)氮或無(wu)氮樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)及(ji)形料圓(yuan)整、粒(li)度適中、灼(zhuo)減量(liang)和(he)微粉含量(liang)低(di)(di)(di)的(de)(de)原砂和(he)zaisheng砂，以降低(di)(di)(di)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)的(de)(de)發氣量(liang)，提高樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)砂的(de)(de)透氣性(xing)
縮孔類缺陷及(ji)fangzhi方法
而鑄件產生縮(suo)孔、縮(suo)松，原因(yin)(yin)很多，有(you)鑄件與模樣設(she)計原因(yin)(yin)，有(you)砂(sha)箱(xiang)設(she)計不合適(shi)的原因(yin)(yin)，有(you)澆冒口設(she)計的原因(yin)(yin)，有(you)型砂(sha)型避(bi)移位(wei)方(fang)(fang)面的原因(yin)(yin)，另外還有(you)制方(fang)(fang)面的原因(yin)(yin)，有(you)金(jin)屬化(hua)學成(cheng)分(fen)調配不當(dang)的原因(yin)(yin)，有(you)熔煉環節操(cao)作不當(dang)原因(yin)(yin)，也有(you)澆注(zhu)方(fang)(fang)面的原因(yin)(yin)。
由(you)于造成(cheng)鑄(zhu)(zhu)鐵平臺(tai)鑄(zhu)(zhu)件(jian)縮孔(kong)(kong)(kong)的(de)原因(yin)(yin)眾多，所(suo)以(yi)在查找根源時(shi)，常(chang)常(chang)比(bi)較費時(shi)間。如(ru)何快速判(pan)定鑄(zhu)(zhu)件(jian)縮孔(kong)(kong)(kong)產生的(de)內因(yin)(yin)，這(zhe) 需要我們多對照鑄(zhu)(zhu)件(jian)縮孔(kong)(kong)(kong)缺(que)(que)陷案例，熟記理論 征，加強學習，從而提(ti)高對這(zhe)類缺(que)(que)陷認識和解決能力。
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