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(gong)藝、冶金因素：主要有冷卻速度，鐵(tie)液的過熱處(chu)理(li)、孕(yun)育處(chu)理(li)、爐料 性(xing)等
（1）關于(yu)冷(leng)卻(que)速度(du)的影響
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）關于鐵液孕育處理的影響
孕(yun)(yun)育(yu)處(chu)理 是(shi)(shi)在鐵(tie)(tie)液(ye)進(jin)入鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平臺鑄(zhu)(zhu)(zhu)件型腔前，把孕(yun)(yun)育(yu)劑(ji)附加到鐵(tie)(tie)液(ye)中以改變鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)(de)冶(ye)金(jin)狀態，從而可(ke)gaishan鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)顯微組織和(he)性(xing)能(neng)。對灰(hui)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)而言，進(jin)行孕(yun)(yun)育(yu)處(chu)理是(shi)(shi)為(wei)了獲得A型石墨、珠光體(ti)基體(ti)、細小共晶(jing)團的(de)(de)組織，以及減(jian)少鑄(zhu)(zhu)(zhu)件薄壁(bi)或邊角處(chu)的(de)(de)白口(kou)傾向和(he)對鑄(zhu)(zhu)(zhu)件壁(bi)厚的(de)(de)mingan性(xing)；對可(ke)鍛(duan)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)而言，是(shi)(shi)為(wei)了縮短退火周期，zengda鑄(zhu)(zhu)(zhu)件的(de)(de)允許壁(bi)厚和(he)gaishan組織的(de)(de)結構(gou)；對球墨鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)而言，是(shi)(shi)為(wei)了減(jian)少鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平臺鑄(zhu)(zhu)(zhu)件白口(kou)傾向，提高球化率(lv)和(he)gaishan石墨的(de)(de)圓整性(xing)。
（3）關于鐵液過熱處理(li)的(de)影響。
提高鐵液過熱溫度可(ke)以：
①增加化合碳(tan)含量(liang)(liang)和相應減少石墨碳(tan)含量(liang)(liang)
②細(xi)化石墨(mo)，并使(shi)枝晶石墨(mo)的形成
③xiaochu鑄鐵的“遺傳性(xing)”
④提(ti)高鑄(zhu)鐵平臺鑄(zhu)件斷面上組(zu)織的均勻性
⑤有(you)利于鑄件的補縮。同樣，鐵液(ye)保溫也有(you)鐵液(ye)過(guo)熱的類似作用。
二、灰鑄鐵不可用熱處(chu)理的方法來達(da)到牌號要求
一般說(shuo)來，熱(re)(re)處(chu)理(li)(li)能(neng)在很(hen)大(da)程度(du)上gaishan鑄造合金(jin)的組織(zhi)和性(xing)能(neng)，但在灰(hui)鑄鐵(tie)條件下，熱(re)(re)處(chu)理(li)(li)所能(neng)發揮的作(zuo)用相對較小(xiao)。在灰(hui)鑄鐵(tie)中，石墨對鑄鐵(tie)性(xing)能(neng)的影(ying)響很(hen)大(da)，而任何的熱(re)(re)處(chu)理(li)(li)方法都不(bu)能(neng)改變(bian)石墨的形態和分布，故(gu)不(bu)可通(tong)過熱(re)(re)處(chu)理(li)(li)來youxiao地提(ti)高灰(hui)鑄鐵(tie)的性(xing)能(neng)使(shi)之(zhi)達到牌號要求。
但是，提高灰(hui)鑄鐵(tie)力學性能的(de)方法很多，如合(he)理(li)選(xuan)配化學成分、改變爐料組成、過熱處理(li)鐵(tie)液、孕育處理(li)、微量或低合(he)金化等，都可取得很好效果。
三、生(sheng)產高牌號鑄(zhu)鐵平臺（孕育鑄(zhu)鐵）的注意事項
生產高牌號鑄(zhu)(zhu)鐵平臺(一般指HT200以(yi)上)時，為了獲得高的(de)(de)力學性能，盡可(ke)能地減少(shao)石墨的(de)(de)數量(liang)、減小石墨的(de)(de)長度(du)。傳統的(de)(de)方法(fa) 是降低(di)鐵液的(de)(de)碳、硅含量(liang)、提高鐵液的(de)(de)冷(leng)凝速(su)度(du)，但幅度(du)稍(shao)大時 會出現D型過冷(leng)石墨及(ji)白(bai)口，反而降低(di)灰鑄(zhu)(zhu)鐵的(de)(de)力學性能。
在爐前(qian)或在澆(jiao)注前(qian)往鐵液(ye)(ye)中(zhong)添加(jia)適量(liang)的(de)、以(yi)硅鐵為(wei)(wei)主的(de)鐵合金碎粒(li)被稱作孕育處理(li)(li)。孕育處理(li)(li)在鐵液(ye)(ye)中(zhong)提(ti)供大量(liang)的(de)、石墨(mo)借以(yi)生(sheng)(sheng)核的(de)生(sheng)(sheng)核質點。youxiao的(de)孕育將cujin石墨(mo)的(de)析出(chu)，從而(er)xiaochu白口、細化片狀(zhuang)石墨(mo)并使(shi)過冷石墨(mo)轉變為(wei)(wei)無方向(xiang)性均布石墨(mo)(A型(xing)石墨(mo))，不(bu)(bu)但可(ke)大幅度地(di)提(ti)高綜合力學性能，同時(shi)還提(ti)高鑄態(tai)組織的(de)均一性，減小鑄件(jian)由于壁厚不(bu)(bu)均、邊(bian)角與心(xin)部的(de)冷速不(bu)(bu)同而(er)造成的(de)力學性能差別(bie)，因(yin)此對鐵液(ye)(ye)進行孕育處理(li)(li)是一項生(sheng)(sheng)產高牌號灰鑄鐵(孕育鑄鐵)不(bu)(bu)可(ke)少的(de)技術。
錳在高(gao)牌號(hao)灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(孕(yun)育鑄(zhu)鐵(tie)(tie))中的(de)(de)作用，除(chu)中和硫(liu)(liu)的(de)(de)影響外，尚有一(yi)個 殊的(de)(de)要求，即借助于它使(shi)灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)能(neng)得到珠光(guang)體組織，故高(gao)牌號(hao)灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(孕(yun)育鑄(zhu)鐵(tie)(tie))的(de)(de)錳含(han)(han)量(liang)一(yi)般較高(gao)。硫(liu)(liu)能(neng)削(xue)弱(ruo)孕(yun)育劑的(de)(de)石墨化(hua)作用，因此(ci)常將硫(liu)(liu)限制在0.12以下(xia)。近幾年來，也有人認為為了得到好的(de)(de)孕(yun)育效果，原(yuan)鐵(tie)(tie)液的(de)(de)硫(liu)(liu)量(liang)不能(neng)太低(di)(di)。因此(ci)，在以后(hou)鐵(tie)(tie)液中的(de)(de)硫(liu)(liu)含(han)(han)量(liang)逐漸降低(di)(di)的(de)(de)情(qing)況下(xia)，對于孕(yun)育鑄(zhu)鐵(tie)(tie)中的(de)(de)硫(liu)(liu)量(liang)究竟應如何確定，看(kan)來是一(yi)個值得注意的(de)(de)問題。
磷含量(liang)一般從力學性能(neng)的(de)要求出發，常限(xian)制在(zai)0.15以下，但有些機床灰鑄鐵件(常由孕育(yu)鑄鐵制造)需要耐磨，磷含量(liang)則可提高至0.3~0.5左右或 高。
四(si)、用孕育劑進(jin)行(xing)鑄鐵平臺孕育處理時(shi)禁止的四(si)則
灰鑄鐵用的(de)孕育(yu)劑(ji)可以按(an)功(gong)能(neng)、主要(yao)元(yuan)素、形狀等(deng)進行分類，在使(shi)用孕育(yu)劑(ji)進行灰鑄鐵孕育(yu)處(chu)理時(shi)應禁(jin)忌四(si)則：
一則，孕育(yu)劑(ji)在使用前烘干(gan)。
二則，禁止使(shi)用純硅或純硅鐵(tie)作孕育劑
三則，孕育劑不可草(cao)率加入(ru)，要講究(jiu)方(fang)法。
四則(ze)，孕育劑的粒度
五、灰鑄鐵件可能(neng)出現的缺陷
在(zai)鑄鐵平(ping)臺(tai)生產中，常(chang)見的(de)鑄件缺陷有(you)：氣孔、成分與(yu)(yu)性能(neng)不合(he)(he)格、熱裂與(yu)(yu)冷(leng)裂、縮孔與(yu)(yu)縮松、渣眼(yan)與(yu)(yu)鐵豆、冷(leng)隔與(yu)(yu)澆(jiao)不足、砂(sha)眼(yan)與(yu)(yu)夾砂(sha)、多(duo)肉與(yu)(yu)錯輻、變形(xing)等。通常(chang)，產生這些(xie)缺陷的(de)原因(yin)不單是(shi)造型制(zhi)芯問題，有(you)時(shi)還有(you)熔煉澆(jiao)注(zhu)、配砂(sha)質量、落砂(sha)清理等許多(duo)生產工序(xu)的(de)問題，因(yin)此具(ju)體分析(xi)，以(yi)便采(cai)取相應的(de)合(he)(he)理措施加以(yi)解(jie)決。
鑄(zhu)鐵平(ping)臺鑄(zhu)造生產中，怎(zen)樣辨別(bie)氣孔和縮孔的區別(bie)
鑄(zhu)(zhu)鐵平(ping)臺在鑄(zhu)(zhu)造(zao)生產中，鑄(zhu)(zhu)件氣(qi)孔(kong)和鑄(zhu)(zhu)件縮(suo)孔(kong)有時(shi)是伴生的，有時(shi)是 立群在。當出現氣(qi)孔(kong)和縮(suo)孔(kong)時(shi)，我們快速(su)的判斷出缺陷是氣(qi)孔(kong)，還是縮(suo)孔(kong)對于(yu)解決問題(ti) 要。要想快速(su)判斷這(zhe)兩種缺陷， 首(shou)先入時(shi)對它們的 征 了(le)解。今天，我們 從(cong)認識它們的 征來教大(da)家快速(su)判斷鑄(zhu)(zhu)鐵平(ping)臺氣(qi)孔(kong)和縮(suo)孔(kong)缺陷。
氣孔類(lei)缺陷牲與fangzhi方法(fa)
在鑄鐵(tie)平(ping)臺鑄造生產(chan)中，孔洞(dong)類缺(que)陷是(shi)常見缺(que)陷，也是(shi)給鑄造廠造成損失比(bi)較大(da)的缺(que)陷之一。孔洞(dong)類缺(que)陷分為氣(qi)(qi)孔和縮孔。氣(qi)(qi)孔多為由于金屬液中侵入(ru)、裹入(ru)、卷入(ru)氣(qi)(qi)體所至。
鑄鐵(tie)平臺(tai)鑄件氣(qi)(qi)孔(kong)出(chu)現(xian)在鑄件上(shang)的(de)(de)位置不(bu)(bu)同，其產(chan)生(sheng)的(de)(de)原(yuan)因也不(bu)(bu)同。這 要求我們的(de)(de)鑄造(zao)技(ji)術員在判斷(duan)氣(qi)(qi)孔(kong)缺陷病(bing)因時(shi)，要掌(zhang)握(wo)各類氣(qi)(qi)孔(kong)發生(sheng)的(de)(de)原(yuan)理，具有什(shen)么樣的(de)(de) 生(sheng)。只有如此才能對(dui)癥(zheng)下藥，將出(chu)現(xian)的(de)(de)氣(qi)(qi)孔(kong)缺陷解決(jue)掉。
下面，我們再看看不同原因(yin)生成(cheng)的氣孔 征：
（1）卷入氣(qi)孔：金(jin)屬液在(zai)充型過程(cheng)中因卷入氣(qi)體而在(zai)鑄件內形(xing)成氣(qi)孔，多呈孤立存在(zai)的圓(yuan)形(xing)或橢圓(yuan)形(xing)大氣(qi)孔，位置(zhi)不固(gu)定，一般偏鑄件中上部。
（2）侵(qin)入氣(qi)孔(kong)：由型、芯、涂料、芯撐、冷鐵產生的氣(qi)孔(kong)侵(qin)入鑄件表層而形(xing)成氣(qi)孔(kong)，多呈梨形(xing)或橢(tuo)圓(yuan)形(xing)，尺寸較大，孔(kong)壁光(guang)滑，表面(mian)多呈氧化(hua)色。
（3）反應(ying)氣孔(kong)(kong)：由(you)金屬液內部某些成(cheng)分之(zhi)間(jian)或(huo)(huo)(huo)金屬液與型(xing)(xing)、芯在界面(mian)上(shang)發(fa)生化學反應(ying)而形成(cheng)群(qun)分布(bu)的氣孔(kong)(kong)。位(wei)于鑄件表層的針頭(tou)形或(huo)(huo)(huo)腰圓形反應(ying)氣孔(kong)(kong)稱(cheng)為表面(mian)針空與皮下氣孔(kong)(kong)，由(you)金屬液與型(xing)(xing)、芯涂料發(fa)生界面(mian)反應(ying)所至；分散(san)或(huo)(huo)(huo)成(cheng)群(qun)分布(bu)在鑄鐵平臺(tai)鑄件整個斷面(mian)上(shang)或(huo)(huo)(huo)某個局部區域的針頭(tou)反應(ying)氣孔(kong)(kong)。
形成原因
（1）由于爐料潮濕、銹蝕、油污、氣(qi)候的潮濕，熔練(lian)工具和澆(jiao)包未烘干，金(jin)屬液成分不(bu)當，合(he)金(jin)液為煉與煉不(bu)足，使金(jin)屬液中含有(you)大量氣(qi)體或氣(qi)體物(wu)質(zhi)，導致在鑄件中析出氣(qi)孔或反應氣(qi)孔。
（2）型、芯(xin)未充分(fen)烘(hong)(hong)干(gan)，透氣(qi)性差，通氣(qi)不良(liang)，含水(shui)分(fen)和發(fa)氣(qi)物(wu)質過多(duo)，涂料未烘(hong)(hong)干(gan)或含發(fa)氣(qi)成分(fen)過多(duo)，冷鐵、芯(xin)撐有銹(xiu)斑、油污或未烘(hong)(hong)干(gan)，金(jin)屬(shu)型排氣(qi)不良(liang)，在鑄件(jian)中形成侵入氣(qi)孔。
（3）澆(jiao)注系(xi)統(tong)不合理(li)，澆(jiao)注和充型速度過快，金屬型排氣不良，使金屬液在(zai)澆(jiao)注和充型過程中產(chan)生(sheng)紊流(liu)(liu)、渦流(liu)(liu)或斷(duan)流(liu)(liu)而(er)卷(juan)入氣體，在(zai)鑄件中形成(cheng)卷(juan)入性氣孔。
（4）合金液易可(ke)吸氣(qi)，鑄鐵平臺在熔煉和澆注過程(cheng)(cheng)中(zhong)未(wei)采(cai)取(qu)youxiao的煉、保護和凈化措施(shi)，使金屬(shu)液中(zhong)含有大量氣(qi)體、夾(jia)渣和夾(jia)氣(qi)成(cheng)分，在充型和凝(ning)固過程(cheng)(cheng)中(zhong)形成(cheng)析(xi)出氣(qi)孔和反應氣(qi)孔。
（5）型砂(sha)、型芯和涂料配制(zhi)不(bu)當，與金屬液發生界(jie)面反應，形(xing)成(cheng)表面針(zhen)孔和皮下氣孔。
（6）澆注(zhu)(zhu)溫度過(guo)低(di)，金(jin)屬型(xing)溫度過(guo)低(di)，金(jin)屬液(ye)除渣不(bu)良，粘(zhan)度過(guo)高(gao)，使(shi)在澆注(zhu)(zhu)和充型(xing)過(guo)程中(zhong)卷(juan)入的(de)氣(qi)(qi)體及由金(jin)屬液(ye)中(zhong)析出(chu)(chu)(chu)的(de)氣(qi)(qi)體來(lai)不(bu)及排出(chu)(chu)(chu)鑄型(xing)或上浮到冒(mao)口(kou)或出(chu)(chu)(chu)氣(qi)(qi)口(kou)中(zhong)去(qu)。
（7）在氣(qi)候潮濕季節熔煉(lian)易(yi)吸(xi)(xi)氣(qi)的合金時，合金液大量吸(xi)(xi)氣(qi)，造成鑄件成批(pi)報廢。
（8）樹脂砂的(de)樹脂和固化劑加入量(liang)(liang)(liang)過多，樹脂含氟量(liang)(liang)(liang)過高，原砂和zaisheng砂的(de)角形(xing)系(xi)數過高、粒(li)度過細，灼減量(liang)(liang)(liang)和微(wei)粉含量(liang)(liang)(liang)過高，使型砂的(de)發氣(qi)量(liang)(liang)(liang)過高，透氣(qi)性過低
防(fang)止方法
（1）非鐵合(he)金熔煉時，爐(lu)料(liao)、溶劑、工具(ju)和澆包要充分預熱(re)和烘干，去銹去油(you)污，多次重熔爐(lu)料(liao)的(de)加入量要適當限制。
（2）防(fang)止(zhi)金屬液(ye)在(zai)(zai)熔(rong)煉過程中過度氧(yang)化(hua)和吸(xi)氣(qi)(qi)，加以脫(tuo)氧(yang)、除氣(qi)(qi)和除渣，在(zai)(zai)澆包內的(de)金屬熔(rong)池表面(mian)加覆蓋溶(rong)劑，防(fang)止(zhi)金屬二(er)次氧(yang)化(hua)、吸(xi)氣(qi)(qi)和有(you)害雜質返回(hui)熔(rong)池。用(yong)(yong)鋁對鑄(zhu)鋼(gang)、鑄(zhu)鐵(tie)脫(tuo)氧(yang)時(shi)，應(ying)嚴格控制殘留含鋁量(liang)，吸(xi)氣(qi)(qi)傾向嚴重(zhong)的(de)鋼(gang)液(ye)，應(ying)盡量(liang)避免用(yong)(yong)鋁脫(tuo)氧(yang)，可采用(yong)(yong)AVD、VOD、多孔塞吹惰性(xing)氣(qi)(qi)體、噴粉法等對鋼(gang)液(ye)進行爐外練，脫(tuo)除鋼(gang)液(ye)中的(de)氣(qi)(qi)體與有(you)害雜質；對球墨(mo)鑄(zhu)鐵(tie)，應(ying)加強(qiang)脫(tuo)硫，降低原湯(tang)的(de)含流(liu)量(liang)，在(zai)(zai)保證球化(hua)的(de)前提下，盡量(liang)減少球化(hua)劑的(de)加入量(liang)，降低鑄(zhu)鐵(tie)的(de)殘留鎂(mei)量(liang)，并加強(qiang)孕育處(chu)理。
（3）澆注時金屬(shu)液(ye)不得斷流，充型速度(du)不宜太高，鑄件澆注位置(zhi)和澆注系統(tong)的設置(zhi)應保(bao)證金屬(shu)液(ye)平穩地充滿型腔(qiang)，并利于開(kai)腔(qiang)內氣體能順利排(pai)出(chu)。
（4）鑄(zhu)(zhu)造時(shi)，應(ying)保證鑄(zhu)(zhu)型和型芯(xin)排氣(qi)changtong，砂芯(xin)內要(yao)開排氣(qi)通(tong)道，合型時(shi)要(yao)填補芯(xin)頭間隙，以免鉆入金屬液(ye)堵塞排氣(qi)通(tong)道。
（5）增(zeng)加直澆道高度，以提(ti)高充型金(jin)屬液(ye)靜壓力(li)。
（6）降低樹(shu)(shu)脂砂的樹(shu)(shu)脂和固化劑加入(ru)量(liang)，采用(yong)低氮或無氮樹(shu)(shu)脂及形料圓整、粒度(du)適中、灼減量(liang)和微粉(fen)含(han)量(liang)低的原砂和zaisheng砂，以降低樹(shu)(shu)脂的發氣量(liang)，提高樹(shu)(shu)脂砂的透(tou)氣性
縮孔類缺陷及fangzhi方法
而鑄件(jian)產生縮孔、縮松，原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)很多，有(you)(you)鑄件(jian)與模(mo)樣(yang)設(she)(she)計(ji)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，有(you)(you)砂箱設(she)(she)計(ji)不(bu)合(he)適的(de)(de)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，有(you)(you)澆冒口設(she)(she)計(ji)的(de)(de)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，有(you)(you)型砂型避移(yi)位方面(mian)的(de)(de)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，另外還有(you)(you)制(zhi)方面(mian)的(de)(de)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，有(you)(you)金屬化學成分(fen)調配不(bu)當(dang)的(de)(de)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，有(you)(you)熔煉環節操作(zuo)不(bu)當(dang)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，也有(you)(you)澆注方面(mian)的(de)(de)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)。
由于造(zao)成(cheng)鑄(zhu)(zhu)鐵平臺鑄(zhu)(zhu)件(jian)縮(suo)孔(kong)的(de)原因眾多，所以在查找根(gen)源時，常常比較費(fei)時間(jian)。如(ru)何(he)快速判定鑄(zhu)(zhu)件(jian)縮(suo)孔(kong)產生的(de)內因，這 需要我們(men)多對照(zhao)鑄(zhu)(zhu)件(jian)縮(suo)孔(kong)缺(que)陷案例，熟(shu)記(ji)理論 征，加強學習，從而提高對這類缺(que)陷認識和解決能力。
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