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。
車間主要(yao)采用傳統濕(shi)型(xing)砂(sha)鑄(zhu)造(zao)工藝(yi)生(sheng)產鑄(zhu)鐵(tie)平板鑄(zhu)件，在長期的生(sheng)產中，發現鑄(zhu)鋼件主要(yao)出現以下鑄(zhu)造(zao)缺陷，砂(sha)眼(yan)，粘(zhan)砂(sha)，氣(qi)孔，孔，夾(jia)砂(sha)結ba，脹砂(sha)等(deng)等(deng)。
1.砂(sha)(sha)(sha)眼(yan)(yan)(yan)：砂(sha)(sha)(sha)眼(yan)(yan)(yan)缺陷(xian)處內(nei)部或(huo)表(biao)面有充塞(sai)著型(xing)(xing)（芯）砂(sha)(sha)(sha)的(de)小(xiao)孔，砂(sha)(sha)(sha)眼(yan)(yan)(yan)是一種常見的(de)鑄造(zao)(zao)缺陷(xian)，往往導致鑄鐵平板鑄件報(bao)廢(fei)。砂(sha)(sha)(sha)眼(yan)(yan)(yan)是由于金(jin)屬液從(cong)砂(sha)(sha)(sha)型(xing)(xing)型(xing)(xing)腔表(biao)面沖下來的(de)砂(sha)(sha)(sha)粒（塊(kuai)），或(huo)者在(zai)(zai)造(zao)(zao)型(xing)(xing)，合箱操作中落人型(xing)(xing)腔中的(de)砂(sha)(sha)(sha)粒（塊(kuai)）來不及(ji)浮入澆冒系統，留在(zai)(zai)鑄件內(nei)部或(huo)表(biao)面而造(zao)(zao)成的(de)。
砂眼的預防(fang)措(cuo)施：
（1）嚴格(ge)控制型砂性(xing)能，提(ti)高砂型芯的表面強度(du)和緊實度(du)，減(jian)少毛刺和銳角，減(jian)少沖(chong)砂。
（2）合(he)箱(xiang)前把型腔(qiang)(qiang)和砂芯表(biao)面(mian)的浮砂處(chu)理干凈，平穩合(he)箱(xiang)，如果是明冒(mao)口或貫通出(chu)氣眼，應避免(mian)散(san)砂從(cong)中掉人型腔(qiang)(qiang)，合(he)箱(xiang)后要盡快澆注(zhu)。
（3）設置正(zheng)確合理的澆冒系統，避免金屬液對型壁和砂芯的沖(chong)刷力過大(da)。
（4）澆口杯表(biao)面要(yao)光滑(hua)，不(bu)能(neng)有浮砂。
2.粘(zhan)砂(sha)：在鑄鐵平板鑄件表(biao)面上，全部或部分(fen)覆蓋著一層金(jin)屬(或金(jin)屬氧化物)與砂(sha)（或涂料(liao)）的混（化）合物或一層燒結構(gou)的型砂(sha)，致使(shi)鑄件表(biao)面粗糙，難于(yu)清理。
粘(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)多發生在型(xing)、芯表(biao)面受熱作用(yong)強烈的部位，分機械(xie)粘(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)和(he)化學(xue)粘(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)兩種。機械(xie)粘(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)是(shi)由(you)金屬(shu)液滲(shen)入(ru)鑄型(xing)表(biao)面的微孔中形(xing)成(cheng)的，當(dang)滲(shen)入(ru)shendu小于砂(sha)(sha)粒半徑(jing)時，鑄鐵(tie)平板鑄件不形(xing)成(cheng)粘(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)，只是(shi)表(biao)面粗糙(cao)，當(dang)滲(shen)入(ru)shendu大(da)于砂(sha)(sha)粒半徑(jing)時， 形(xing)成(cheng)機械(xie)粘(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)，化學(xue)粘(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)是(shi)金屬(shu)氧化物(wu)和(he)造型(xing)材料相互進行化學(xue)作用(yong)的產物(wu)，與鑄件牢(lao)固地結合在一起而形(xing)成(cheng)的。
粘(zhan)砂(sha)的預防措(cuo)施：
（1）選用耐火度(du)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)砂(sha)，以提高(gao)(gao)型(xing)砂(sha)，芯(xin)砂(sha)的(de)(de)(de)耐火度(du)，原(yuan)砂(sha)的(de)(de)(de)SiO2含(han)量(liang)(liang)在96（質量(liang)(liang)分數）以上，而且砂(sha)粒(li)應(ying)對粗些。鑄(zhu)鐵平(ping)板(ban)鑄(zhu)件的(de)(de)(de)澆(jiao)注溫度(du)越(yue)高(gao)(gao)，壁(bi)厚越(yue)厚，對原(yuan)砂(sha)中SiO2含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)要求(qiu)越(yue)高(gao)(gao)。
（2）適當(dang)降(jiang)低(di)澆注(zhu)溫(wen)度和提高澆注(zhu)速度，減(jian)輕金屬液對(dui)砂型的熱力學和物理化(hua)學作用。
（3）砂型(xing)緊實度要高（通(tong)常大于(yu)85）且(qie)均勻，減少砂粒(li)間隙；型(xing)、芯修補到位(wei)，不能有局部疏松。
（4）采(cai)用(yong)在(zai)高溫下(xia)不開裂、不燒(shao)結(jie)成熔洞的涂料。
3.氣(qi)孔(kong)：在鑄件(jian)內(nei)部，表(biao)(biao)面或近于表(biao)(biao)面處，有(you)(you)大小不(bu)等的(de)(de)光滑孔(kong)眼，形(xing)(xing)狀有(you)(you)圓的(de)(de)，長的(de)(de)及不(bu)規則(ze)的(de)(de)，有(you)(you)單(dan)個的(de)(de)，也有(you)(you)聚集成(cheng)片的(de)(de)。顏色(se)(se)有(you)(you)白(bai)色(se)(se)的(de)(de)或帶(dai)一層暗色(se)(se)，有(you)(you)時(shi)覆有(you)(you)一層氧化皮(pi)。由于氣(qi)體的(de)(de)來源(yuan)和形(xing)(xing)成(cheng)原(yuan)因不(bu)同(tong)，氣(qi)孔(kong)的(de)(de)表(biao)(biao)現形(xing)(xing)式也各(ge)不(bu)相(xiang)同(tong)，有(you)(you)侵入性(xing)氣(qi)孔(kong)、析出性(xing)氣(qi)孔(kong)和反應性(xing)氣(qi)孔(kong)。
侵(qin)入性氣孔體(ti)積較大，形狀近似梨形，常出(chu)現(xian)在鑄鐵(tie)平(ping)板鑄件上(shang)部(bu)靠近型芯壁或(huo)澆注位(wei)置處，主要是由于砂型芯中產生(sheng)的氣體(ti)侵(qin)入金屬中未能(neng)逸出(chu)造(zao)成的，梨形氣孔小(xiao)端位(wei)置表明氣體(ti)由該處進入鑄人件。
析出(chu)性氣(qi)孔多而分(fen)(fen)散，一般位于(yu)鑄件表面，往(wang)往(wang)同(tong)一爐鑄件幾乎(hu)都會出(chu)現(xian)，主要是由于(yu)金屬在(zai)熔煉過程中吸收(shou)的氣(qi)體(ti)在(zai)凝(ning)固前未能全部(bu)析出(chu)， 在(zai)鑄件中形成許(xu)多分(fen)(fen)散的小氣(qi)孔。
反應(ying)性氣(qi)孔(kong)(kong)是由于(yu)金屬一鑄型界面發生(sheng)化學反應(ying)而產生(sheng)的氣(qi)孔(kong)(kong)，因(yin)其分布均勻且往往在鑄件表(biao)皮以(yi)(yi)下(xia)(xia)1-3mm處（有時在一層(ceng)氧化皮下(xia)(xia)面）出(chu)現(xian)，所(suo)以(yi)(yi)又(you)稱為(wei)皮下(xia)(xia)氣(qi)孔(kong)(kong)。又(you)由于(yu)這種(zhong)氣(qi)孔(kong)(kong)多(duo)呈細長(chang)形針孔(kong)(kong)狀(zhuang)，其長(chang)軸(zhou)與(yu)鑄件表(biao)面垂直，又(you)可將其稱為(wei)針孔(kong)(kong)。
氣孔的預防措(cuo)施：
（1）采(cai)用潔凈干(gan)燥的爐(lu)料，限制(zhi)含氣量(liang)(liang)較多的爐(lu)料的使用，降低熔煉時金屬的吸氣量(liang)(liang)；澆包(bao)要烘干(gan)燙包(bao)；可以適(shi)當提高澆注溫度(du)以利于氣體擴散(san)。
（2）澆注(zhu)鑄鐵平板時(shi)控制好壓頭和速度，保證(zheng)鋼水(shui)平穩充填砂型型腔，避(bi)免產(chan)生紊流，防止卷入(ru)氣體。
（3）減少(shao)(shao)發氣量，控制(zhi)型(xing)（芯）砂(sha)水分及發氣原料的含量，減少(shao)(shao)砂(sha)型(xing)在澆注過程中的發氣量，不(bu)使(shi)用受潮，生銹或有(you)油(you)污的冷鐵和(he)芯撐等。
（4）gaishan砂(sha)型(xing)的(de)(de)(de)透(tou)氣性(xing)，選擇合(he)適的(de)(de)(de)砂(sha)型(xing)緊實(shi)度，提高(gao)砂(sha)型(xing)和型(xing)芯的(de)(de)(de)透(tou)氣性(xing)；合(he)理(li)安(an)排出氣眼，使(shi)型(xing)（芯）內氣體能順(shun)利(li)排出。
（5）提高氣體(ti)進入金屬液的阻力.合理設計澆注系統,避免澆注時卷(juan)入氣體(ti),在型（芯）表面涂刷涂料以減少(shao)少(shao)金屬一鑄型的界面作用。
4.縮孔、縮松(song)
縮孔(kong)、縮松的預防措施：
（1）盡(jin)量降低注(zhu)溫(wen)度(du)和(he)澆(jiao)注(zhu)速度(du),澆(jiao)注(zhu)后期(qi)的(de)補澆(jiao)要(yao)充分(fen)到位。（2）合(he)理(li)設計澆(jiao)冒系統,壁(bi)厚小且(qie)均勻的(de)鑄(zhu)件要(yao)采用(yong)同時凝固,壁(bi)厚大且(qie)不均勻的(de)鑄(zhu)件采用(yong)由薄向(xiang)厚的(de)順序凝固,使鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件得到充分(fen)補縮。（3）在鑄(zhu)件厚斷面(mian)部位,合(he)理(li)放置內,外冷鐵。（4）盡(jin)量減少鑄(zhu)件的(de)熱節部位。
5.裂(lie)紋(wen)：裂(lie)紋(wen)分(fen)為(wei)熱(re)裂(lie)和冷裂(lie)。熱(re)裂(lie)主(zhu)要(yao)(yao)由(you)(you)S引起，多為(wei)不(bu)規則(ze)形(xing)狀,裂(lie)口處金(jin)屬表皮氧化(hua);冷裂(lie)主(zhu)要(yao)(yao)由(you)(you)P引起,裂(lie)口較直(zhi),開裂(lie)處有金(jin)屬光澤,有時出(chu)現輕微氧化(hua)色。部(bu)分(fen)鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件采用水爆清(qing)砂工藝，亦可導致(zhi)裂(lie)紋(wen)。
裂紋(wen)的預防措施：
（1）提高砂型和(he)砂芯的退讓性。（2）嚴格控制(zhi)爐料及鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)中(zhong)的S、P含量。（3）鑄鐵(tie)(tie)(tie)平(ping)板(ban)鑄件(jian)(jian)壁厚(hou)盡量均勻,避免壁厚(hou)的突然(ran)改變,條件(jian)(jian)允許時(shi),可(ke)適當(dang)設置加強筋,兩(liang)截(jie)面交接部位(wei)采(cai)用(yong)圓(yuan)角連接,以減少應力集中(zhong)。（4）調節鑄鐵(tie)(tie)(tie)平(ping)板(ban)鑄件(jian)(jian)各(ge)部位(wei)冷卻速度,避免鑄件(jian)(jian)局部過(guo)熱,在厚(hou)大斷(duan)面或熱節處放(fang)置冷鐵(tie)(tie)(tie),內澆道適當(dang)分散(san),使(shi)鑄件(jian)(jian)各(ge)部位(wei)溫度趨向均勻,澆冒(mao)口當(dang)應阻礙鑄件(jian)(jian)的收縮。（5）鑄鐵(tie)(tie)(tie)平(ping)板(ban)鑄件(jian)(jian)澆注后,開(kai)型不(bu)能過(guo)早,采(cai)用(yong)水(shui)爆清砂工(gong)藝(yi)的鑄件(jian)(jian)應掌握好溫度和(he)時(shi)間。
6.其(qi)他鑄造(zao)缺陷
（1）鑄(zhu)件比較容易變形.某些(xie)鑄(zhu)件加工后(hou)(hou),放置一段(duan)時(shi)間后(hou)(hou)會出現(xian)變形。
預防措施：適(shi)(shi)當(dang)(dang)添加加強筋;適(shi)(shi)當(dang)(dang)增(zeng)加加工余量;采(cai)用反(fan)變形工藝(yi)；將鑄件進行(xing)去應(ying)力退火(huo),xiaochu鑄件的(de)內應(ying)力；采(cai)用時效處(chu)理(li)。
（2）冷隔(ge) 在(zai)鑄件(jian)上有未完全ronghe的(de)縫(feng)隙或凹坑,其交界(jie)邊緣是(shi)圓滑的(de)。
預防措施：提高(gao)澆注(zhu)溫度(du)和(he)澆注(zhu)速度(du);gaishan澆注(zhu)系統(tong);澆注(zhu)時(shi)不斷(duan)流。
（3）澆(jiao)不(bu)(bu)足 由于金(jin)屬液未完全(quan)充滿型腔而產(chan)生的鑄件缺肉。預防(fang)措(cuo)施;提高(gao)澆(jiao)注溫度和(he)澆(jiao)注速(su)度;不(bu)(bu)要斷流(liu)和(he)防(fang)止跑火;澆(jiao)注后期的點(dian)澆(jiao)補縮到位。
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。
