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(yi)、冶金因素：主要有冷卻速度(du)，鐵液的(de)過熱處理、孕育(yu)處理、爐(lu)料 性(xing)等
（1）關于冷卻(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(yu)鐵液孕育處理的影響
孕育處(chu)理 是(shi)(shi)在鐵(tie)液(ye)進入鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)平臺鑄(zhu)(zhu)件(jian)型(xing)腔(qiang)前(qian)，把(ba)孕育劑附加到鐵(tie)液(ye)中以(yi)改變(bian)鐵(tie)液(ye)的(de)(de)冶(ye)金狀(zhuang)態，從而(er)可(ke)gaishan鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)的(de)(de)顯微(wei)組織和性能。對灰鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)而(er)言(yan)(yan)，進行(xing)孕育處(chu)理是(shi)(shi)為(wei)(wei)了獲得A型(xing)石墨、珠(zhu)光(guang)體基體、細小共晶團(tuan)的(de)(de)組織，以(yi)及(ji)減少(shao)鑄(zhu)(zhu)件(jian)薄壁或邊角處(chu)的(de)(de)白口傾向和對鑄(zhu)(zhu)件(jian)壁厚的(de)(de)mingan性；對可(ke)鍛(duan)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)而(er)言(yan)(yan)，是(shi)(shi)為(wei)(wei)了縮短退火周期，zengda鑄(zhu)(zhu)件(jian)的(de)(de)允許壁厚和gaishan組織的(de)(de)結構；對球墨鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)而(er)言(yan)(yan)，是(shi)(shi)為(wei)(wei)了減少(shao)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)平臺鑄(zhu)(zhu)件(jian)白口傾向，提高(gao)球化率和gaishan石墨的(de)(de)圓整(zheng)性。
（3）關(guan)于鐵液過(guo)熱處理的影響。
提(ti)高(gao)鐵液(ye)過(guo)熱溫度可以：
①增加(jia)化合(he)碳含量(liang)和(he)相應減少(shao)石(shi)墨碳含量(liang)
②細化石墨，并使枝晶石墨的形成(cheng)
③xiaochu鑄鐵(tie)的“遺傳(chuan)性”
④提高鑄(zhu)鐵平臺鑄(zhu)件斷面(mian)上(shang)組織(zhi)的均勻性
⑤有利于鑄件的(de)補(bu)縮。同樣，鐵液(ye)保溫也(ye)有鐵液(ye)過熱的(de)類似作(zuo)用。
二、灰鑄鐵不可用熱處理的方法來達到(dao)牌號要求
一般說來，熱處理(li)(li)能(neng)在(zai)很大程度上(shang)gaishan鑄(zhu)(zhu)(zhu)造合金的(de)(de)組織(zhi)和(he)性能(neng)，但在(zai)灰鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)條(tiao)件(jian)下，熱處理(li)(li)所能(neng)發揮的(de)(de)作用相對較小。在(zai)灰鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)中，石墨對鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)性能(neng)的(de)(de)影響(xiang)很大，而任(ren)何(he)的(de)(de)熱處理(li)(li)方法都不能(neng)改變石墨的(de)(de)形(xing)態(tai)和(he)分布，故不可通過熱處理(li)(li)來youxiao地提高灰鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)的(de)(de)性能(neng)使(shi)之達到牌(pai)號要(yao)求。
但是，提(ti)高灰(hui)鑄鐵(tie)力學(xue)性能的方法很(hen)(hen)多，如合理選(xuan)配化學(xue)成(cheng)分、改變爐(lu)料組成(cheng)、過熱處(chu)理鐵(tie)液、孕育處(chu)理、微量或低合金化等，都可取得很(hen)(hen)好效果。
三、生產高(gao)牌號鑄鐵(tie)平臺（孕育鑄鐵(tie)）的注意事項
生產高牌號鑄鐵平(ping)臺(一般指HT200以上)時(shi)，為了獲得高的(de)力(li)學(xue)(xue)性能，盡可能地減少石(shi)(shi)墨的(de)數(shu)量、減小(xiao)石(shi)(shi)墨的(de)長度。傳(chuan)統(tong)的(de)方(fang)法 是降低鐵液的(de)碳、硅含量、提高鐵液的(de)冷凝速度，但幅度稍大時(shi) 會出現D型過冷石(shi)(shi)墨及白口，反(fan)而降低灰鑄鐵的(de)力(li)學(xue)(xue)性能。
在(zai)爐前或在(zai)澆注前往鐵(tie)液中添加適量(liang)的(de)(de)、以(yi)硅鐵(tie)為(wei)主的(de)(de)鐵(tie)合(he)金(jin)碎(sui)粒(li)被(bei)稱作孕(yun)育(yu)處(chu)理。孕(yun)育(yu)處(chu)理在(zai)鐵(tie)液中提供大量(liang)的(de)(de)、石墨(mo)(mo)(mo)借以(yi)生(sheng)核(he)的(de)(de)生(sheng)核(he)質點。youxiao的(de)(de)孕(yun)育(yu)將cujin石墨(mo)(mo)(mo)的(de)(de)析(xi)出，從而xiaochu白口、細化片狀石墨(mo)(mo)(mo)并(bing)使過(guo)冷石墨(mo)(mo)(mo)轉變為(wei)無方(fang)向性(xing)(xing)(xing)均布石墨(mo)(mo)(mo)(A型石墨(mo)(mo)(mo))，不但(dan)可大幅(fu)度(du)地提高綜合(he)力(li)(li)學性(xing)(xing)(xing)能，同時還提高鑄(zhu)態組織的(de)(de)均一(yi)性(xing)(xing)(xing)，減小鑄(zhu)件由(you)于壁厚(hou)不均、邊(bian)角與心部的(de)(de)冷速不同而造成的(de)(de)力(li)(li)學性(xing)(xing)(xing)能差別，因此對(dui)鐵(tie)液進(jin)行孕(yun)育(yu)處(chu)理是一(yi)項生(sheng)產(chan)高牌號灰(hui)鑄(zhu)鐵(tie)(孕(yun)育(yu)鑄(zhu)鐵(tie))不可少的(de)(de)技(ji)術。
錳在(zai)高(gao)牌號灰(hui)鑄鐵(孕(yun)育(yu)(yu)鑄鐵)中的作(zuo)用，除中和硫的影(ying)響外，尚有一個 殊(shu)的要求，即借(jie)助于(yu)它(ta)使灰(hui)鑄鐵能(neng)得到珠光體組織(zhi)，故高(gao)牌號灰(hui)鑄鐵(孕(yun)育(yu)(yu)鑄鐵)的錳含量(liang)一般較(jiao)高(gao)。硫能(neng)削弱孕(yun)育(yu)(yu)劑的石墨化(hua)作(zuo)用，因此常將硫限制在(zai)0.12以(yi)(yi)下。近幾(ji)年來(lai)，也有人認為為了得到好的孕(yun)育(yu)(yu)效果，原鐵液(ye)的硫量(liang)不能(neng)太低(di)。因此，在(zai)以(yi)(yi)后鐵液(ye)中的硫含量(liang)逐(zhu)漸降低(di)的情況下，對于(yu)孕(yun)育(yu)(yu)鑄鐵中的硫量(liang)究竟(jing)應如何確(que)定，看來(lai)是一個值得注意(yi)的問(wen)題。
磷(lin)含(han)量(liang)一般(ban)從力學性(xing)能的要求出(chu)發，常(chang)限制(zhi)在0.15以下，但有些(xie)機床灰(hui)鑄鐵件(常(chang)由孕育鑄鐵制(zhi)造)需要耐磨，磷(lin)含(han)量(liang)則可(ke)提高(gao)(gao)至0.3~0.5左右(you)或 高(gao)(gao)。
四(si)(si)、用孕育劑進(jin)行鑄(zhu)鐵平臺孕育處理時禁(jin)止的四(si)(si)則(ze)
灰鑄(zhu)鐵(tie)用(yong)的(de)孕(yun)育(yu)劑(ji)可以按功能、主要(yao)元素、形狀等進行分類，在使用(yong)孕(yun)育(yu)劑(ji)進行灰鑄(zhu)鐵(tie)孕(yun)育(yu)處理時應禁忌四(si)則：
一則，孕(yun)育劑在使用(yong)前烘(hong)干。
二(er)則，禁止使(shi)用純硅或(huo)純硅鐵作孕(yun)育劑(ji)
三則，孕育(yu)劑(ji)不(bu)可草率(lv)加入，要講究方法。
四則，孕育劑的粒(li)度
五(wu)、灰鑄鐵件可能出現的缺(que)陷
在鑄(zhu)鐵(tie)平(ping)臺生產中，常見的(de)鑄(zhu)件缺陷有(you)(you)：氣孔、成分與(yu)性能不合格、熱裂(lie)與(yu)冷裂(lie)、縮(suo)孔與(yu)縮(suo)松、渣眼與(yu)鐵(tie)豆(dou)、冷隔(ge)與(yu)澆不足、砂眼與(yu)夾砂、多肉與(yu)錯輻、變形等。通常，產生這些缺陷的(de)原因不單是造(zao)型制芯問(wen)題，有(you)(you)時還有(you)(you)熔煉(lian)澆注、配砂質量、落砂清理等許多生產工序的(de)問(wen)題，因此具體(ti)分析，以(yi)便(bian)采取相(xiang)應的(de)合理措施加以(yi)解決。
鑄鐵平臺鑄造生產中，怎樣辨(bian)別氣孔和縮孔的區(qu)別
鑄(zhu)(zhu)鐵平臺(tai)(tai)在(zai)鑄(zhu)(zhu)造生產(chan)中(zhong)，鑄(zhu)(zhu)件氣(qi)孔(kong)(kong)和鑄(zhu)(zhu)件縮孔(kong)(kong)有時(shi)是(shi)伴生的，有時(shi)是(shi) 立群在(zai)。當(dang)出現(xian)氣(qi)孔(kong)(kong)和縮孔(kong)(kong)時(shi)，我(wo)們(men)快(kuai)(kuai)速的判(pan)斷出缺陷(xian)是(shi)氣(qi)孔(kong)(kong)，還是(shi)縮孔(kong)(kong)對于解決問題 要。要想快(kuai)(kuai)速判(pan)斷這兩種缺陷(xian)， 首(shou)先入時(shi)對它們(men)的 征 了解。今天，我(wo)們(men) 從認識它們(men)的 征來(lai)教大家快(kuai)(kuai)速判(pan)斷鑄(zhu)(zhu)鐵平臺(tai)(tai)氣(qi)孔(kong)(kong)和縮孔(kong)(kong)缺陷(xian)。
氣孔類(lei)缺陷牲與(yu)fangzhi方法(fa)
在鑄(zhu)鐵平臺(tai)鑄(zhu)造(zao)生產中(zhong)(zhong)，孔(kong)洞類缺(que)陷是常見缺(que)陷，也(ye)是給鑄(zhu)造(zao)廠造(zao)成損失比較大的缺(que)陷之(zhi)一(yi)。孔(kong)洞類缺(que)陷分為氣(qi)孔(kong)和縮孔(kong)。氣(qi)孔(kong)多為由(you)于(yu)金屬液中(zhong)(zhong)侵(qin)入、裹入、卷入氣(qi)體所至。
鑄(zhu)鐵平臺鑄(zhu)件(jian)(jian)氣(qi)孔出(chu)現在鑄(zhu)件(jian)(jian)上的(de)(de)(de)位置不(bu)同，其產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)原因也不(bu)同。這(zhe) 要求我們(men)的(de)(de)(de)鑄(zhu)造技術員在判斷氣(qi)孔缺陷病因時，要掌(zhang)握各類氣(qi)孔發生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)原理，具有什(shen)么(me)樣的(de)(de)(de) 生(sheng)(sheng)(sheng)。只有如此才(cai)能對癥下(xia)藥，將出(chu)現的(de)(de)(de)氣(qi)孔缺陷解決掉。
下面，我們再看(kan)看(kan)不(bu)同(tong)原因生成的氣孔 征：
（1）卷入(ru)氣(qi)(qi)孔(kong)：金屬液在(zai)充型過程中因(yin)卷入(ru)氣(qi)(qi)體而在(zai)鑄(zhu)件(jian)內(nei)形(xing)成氣(qi)(qi)孔(kong)，多呈孤立存(cun)在(zai)的圓(yuan)形(xing)或橢圓(yuan)形(xing)大(da)氣(qi)(qi)孔(kong)，位(wei)置不固定，一般偏鑄(zhu)件(jian)中上(shang)部。
（2）侵入氣(qi)孔：由(you)型、芯、涂料、芯撐、冷鐵產生(sheng)的氣(qi)孔侵入鑄(zhu)件表層(ceng)而形成氣(qi)孔，多呈梨形或橢(tuo)圓(yuan)形，尺寸(cun)較大，孔壁光滑，表面多呈氧化色。
（3）反(fan)應(ying)(ying)氣(qi)孔(kong)(kong)：由(you)金(jin)(jin)(jin)屬液內部某些成(cheng)分(fen)(fen)之間或(huo)金(jin)(jin)(jin)屬液與型、芯在界面(mian)(mian)上發生化學(xue)反(fan)應(ying)(ying)而形(xing)(xing)成(cheng)群分(fen)(fen)布的氣(qi)孔(kong)(kong)。位于鑄件表(biao)層的針頭形(xing)(xing)或(huo)腰(yao)圓形(xing)(xing)反(fan)應(ying)(ying)氣(qi)孔(kong)(kong)稱為表(biao)面(mian)(mian)針空與皮下氣(qi)孔(kong)(kong)，由(you)金(jin)(jin)(jin)屬液與型、芯涂料發生界面(mian)(mian)反(fan)應(ying)(ying)所至(zhi)；分(fen)(fen)散(san)或(huo)成(cheng)群分(fen)(fen)布在鑄鐵(tie)平臺鑄件整(zheng)個(ge)斷面(mian)(mian)上或(huo)某個(ge)局(ju)部區域的針頭反(fan)應(ying)(ying)氣(qi)孔(kong)(kong)。
形成原因
（1）由于(yu)爐(lu)料潮濕(shi)、銹蝕、油污(wu)、氣候的潮濕(shi)，熔(rong)練(lian)工具(ju)和澆包未烘干(gan)，金(jin)屬(shu)液(ye)(ye)成分不(bu)(bu)當，合金(jin)液(ye)(ye)為煉與(yu)煉不(bu)(bu)足，使金(jin)屬(shu)液(ye)(ye)中(zhong)含(han)有大(da)量氣體(ti)或氣體(ti)物質，導致(zhi)在(zai)鑄件中(zhong)析出氣孔(kong)或反應氣孔(kong)。
（2）型(xing)、芯未充分烘(hong)干，透(tou)氣(qi)(qi)性差，通氣(qi)(qi)不(bu)良(liang)，含水分和發氣(qi)(qi)物質過多，涂(tu)料未烘(hong)干或含發氣(qi)(qi)成(cheng)分過多，冷鐵、芯撐(cheng)有銹(xiu)斑(ban)、油(you)污或未烘(hong)干，金屬型(xing)排氣(qi)(qi)不(bu)良(liang)，在鑄件中形成(cheng)侵入氣(qi)(qi)孔(kong)。
（3）澆注(zhu)系統不合理，澆注(zhu)和(he)充型(xing)(xing)速度過(guo)快，金(jin)(jin)屬(shu)(shu)型(xing)(xing)排氣不良，使金(jin)(jin)屬(shu)(shu)液在澆注(zhu)和(he)充型(xing)(xing)過(guo)程中(zhong)產生紊流、渦流或斷流而卷入氣體，在鑄(zhu)件中(zhong)形成卷入性氣孔。
（4）合(he)金(jin)(jin)液(ye)易可吸(xi)氣(qi)(qi)，鑄(zhu)鐵(tie)平臺在(zai)(zai)熔(rong)煉和(he)(he)澆注過程中(zhong)未采取youxiao的煉、保護(hu)和(he)(he)凈化措施，使金(jin)(jin)屬液(ye)中(zhong)含有(you)大(da)量氣(qi)(qi)體、夾(jia)渣和(he)(he)夾(jia)氣(qi)(qi)成(cheng)分(fen)，在(zai)(zai)充型(xing)和(he)(he)凝固(gu)過程中(zhong)形成(cheng)析出氣(qi)(qi)孔(kong)和(he)(he)反應(ying)氣(qi)(qi)孔(kong)。
（5）型(xing)砂、型(xing)芯和(he)涂料配(pei)制(zhi)不當，與金屬液發生界面(mian)反應，形成表面(mian)針孔和(he)皮下氣孔。
（6）澆注(zhu)溫(wen)度過(guo)低，金(jin)屬(shu)型溫(wen)度過(guo)低，金(jin)屬(shu)液除(chu)渣不(bu)良，粘度過(guo)高，使在澆注(zhu)和充型過(guo)程(cheng)中(zhong)卷(juan)入的(de)氣(qi)體及由(you)金(jin)屬(shu)液中(zhong)析出的(de)氣(qi)體來不(bu)及排出鑄型或(huo)上浮(fu)到(dao)冒口或(huo)出氣(qi)口中(zhong)去(qu)。
（7）在氣(qi)(qi)候(hou)潮(chao)濕季節熔煉易吸(xi)氣(qi)(qi)的合金時，合金液(ye)大量(liang)吸(xi)氣(qi)(qi)，造成鑄件成批報廢。
（8）樹(shu)脂砂(sha)的(de)(de)樹(shu)脂和固化劑(ji)加入(ru)量過多(duo)，樹(shu)脂含氟量過高(gao)，原砂(sha)和zaisheng砂(sha)的(de)(de)角形系(xi)數過高(gao)、粒(li)度(du)過細，灼減量和微粉含量過高(gao)，使型砂(sha)的(de)(de)發氣量過高(gao)，透(tou)氣性過低
防(fang)止方法(fa)
（1）非(fei)鐵合金熔煉時(shi)，爐(lu)料(liao)、溶劑、工(gong)具和澆包(bao)要(yao)(yao)充分(fen)預熱和烘干(gan)，去銹去油污，多(duo)次重熔爐(lu)料(liao)的加入(ru)量(liang)要(yao)(yao)適(shi)當限制。
（2）防止(zhi)金屬(shu)液(ye)(ye)在熔(rong)(rong)煉過程中過度氧(yang)(yang)化和吸(xi)氣(qi)，加以脫(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)、除氣(qi)和除渣，在澆包(bao)內的(de)(de)金屬(shu)熔(rong)(rong)池表面加覆(fu)蓋溶劑，防止(zhi)金屬(shu)二次氧(yang)(yang)化、吸(xi)氣(qi)和有(you)害雜質(zhi)返回熔(rong)(rong)池。用(yong)鋁對(dui)鑄鋼(gang)(gang)、鑄鐵(tie)脫(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)時，應嚴(yan)格(ge)控制殘(can)留含鋁量(liang)(liang)，吸(xi)氣(qi)傾(qing)向(xiang)嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)鋼(gang)(gang)液(ye)(ye)，應盡量(liang)(liang)避(bi)免用(yong)鋁脫(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)，可采用(yong)AVD、VOD、多孔(kong)塞吹惰性(xing)氣(qi)體、噴粉法(fa)等對(dui)鋼(gang)(gang)液(ye)(ye)進行(xing)爐外練，脫(tuo)(tuo)除鋼(gang)(gang)液(ye)(ye)中的(de)(de)氣(qi)體與(yu)有(you)害雜質(zhi)；對(dui)球(qiu)墨(mo)鑄鐵(tie)，應加強脫(tuo)(tuo)硫，降低原湯的(de)(de)含流量(liang)(liang)，在保(bao)證球(qiu)化的(de)(de)前(qian)提(ti)下(xia)，盡量(liang)(liang)減少球(qiu)化劑的(de)(de)加入量(liang)(liang)，降低鑄鐵(tie)的(de)(de)殘(can)留鎂量(liang)(liang)，并加強孕育(yu)處(chu)理。
（3）澆(jiao)注時金屬液不(bu)得斷流，充型速度不(bu)宜太高，鑄件澆(jiao)注位置(zhi)(zhi)和澆(jiao)注系統的(de)設置(zhi)(zhi)應保(bao)證金屬液平穩地充滿(man)型腔，并(bing)利于開(kai)腔內(nei)氣(qi)體能順利排(pai)出。
（4）鑄造時，應保證鑄型(xing)(xing)和型(xing)(xing)芯排氣(qi)changtong，砂芯內要開排氣(qi)通(tong)道，合(he)型(xing)(xing)時要填補芯頭間隙，以免鉆入(ru)金(jin)屬液堵塞排氣(qi)通(tong)道。
（5）增加直澆道高度，以提(ti)高充型金屬液靜壓力。
（6）降低樹(shu)脂(zhi)砂(sha)的樹(shu)脂(zhi)和固化劑加(jia)入量，采用低氮或無氮樹(shu)脂(zhi)及形(xing)料圓整、粒(li)度適中、灼(zhuo)減(jian)量和微粉(fen)含(han)量低的原砂(sha)和zaisheng砂(sha)，以降低樹(shu)脂(zhi)的發氣量，提高樹(shu)脂(zhi)砂(sha)的透(tou)氣性(xing)
縮(suo)孔(kong)類(lei)缺陷及fangzhi方(fang)法
而(er)鑄(zhu)件產(chan)生(sheng)縮孔、縮松，原(yuan)因(yin)(yin)很多，有(you)鑄(zhu)件與模樣設計(ji)原(yuan)因(yin)(yin)，有(you)砂箱設計(ji)不合適(shi)的(de)(de)原(yuan)因(yin)(yin)，有(you)澆冒口設計(ji)的(de)(de)原(yuan)因(yin)(yin)，有(you)型(xing)砂型(xing)避(bi)移位方(fang)面的(de)(de)原(yuan)因(yin)(yin)，另(ling)外還(huan)有(you)制(zhi)方(fang)面的(de)(de)原(yuan)因(yin)(yin)，有(you)金屬化學成分調配不當的(de)(de)原(yuan)因(yin)(yin)，有(you)熔煉環節操作不當原(yuan)因(yin)(yin)，也(ye)有(you)澆注方(fang)面的(de)(de)原(yuan)因(yin)(yin)。
由于造成鑄(zhu)鐵平臺(tai)鑄(zhu)件(jian)縮(suo)孔(kong)的原因眾多(duo)，所以在查(cha)找根源時，常(chang)常(chang)比較費時間。如(ru)何快速判定鑄(zhu)件(jian)縮(suo)孔(kong)產生的內因，這 需(xu)要我們多(duo)對照鑄(zhu)件(jian)縮(suo)孔(kong)缺陷案例，熟(shu)記理論(lun) 征，加強(qiang)學習(xi)，從而提(ti)高對這類缺陷認識和解決能(neng)力。
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