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(cai)用(yong)傳統濕型砂(sha)鑄造工藝生產鑄鐵(tie)平板鑄件(jian)，在長(chang)期的生產中，發現鑄鋼件(jian)主要(yao)出現以下鑄造缺陷，砂(sha)眼，粘砂(sha)，氣孔(kong)，孔(kong)，夾砂(sha)結ba，脹砂(sha)等(deng)等(deng)。
1.砂(sha)(sha)眼：砂(sha)(sha)眼缺(que)陷處內部(bu)或(huo)表面有(you)充(chong)塞著型(xing)(xing)(xing)（芯）砂(sha)(sha)的小孔，砂(sha)(sha)眼是(shi)一(yi)種常見(jian)的鑄造(zao)(zao)(zao)缺(que)陷，往(wang)往(wang)導致鑄鐵(tie)平(ping)板鑄件(jian)報廢(fei)。砂(sha)(sha)眼是(shi)由于金屬液從(cong)砂(sha)(sha)型(xing)(xing)(xing)型(xing)(xing)(xing)腔(qiang)(qiang)表面沖(chong)下來(lai)的砂(sha)(sha)粒（塊），或(huo)者在造(zao)(zao)(zao)型(xing)(xing)(xing)，合(he)箱操作中(zhong)落人(ren)型(xing)(xing)(xing)腔(qiang)(qiang)中(zhong)的砂(sha)(sha)粒（塊）來(lai)不及浮入(ru)澆冒系統(tong)，留在鑄件(jian)內部(bu)或(huo)表面而造(zao)(zao)(zao)成(cheng)的。
砂(sha)眼(yan)的預防(fang)措施：
（1）嚴格控制型(xing)砂(sha)(sha)性能，提高砂(sha)(sha)型(xing)芯的表面強度和緊實度，減少毛(mao)刺和銳角，減少沖砂(sha)(sha)。
（2）合箱(xiang)(xiang)前把型(xing)腔(qiang)和砂(sha)芯表面的浮砂(sha)處(chu)理干凈(jing)，平穩合箱(xiang)(xiang)，如(ru)果是明冒(mao)口或(huo)貫通(tong)出氣眼(yan)，應(ying)避(bi)免(mian)散砂(sha)從中(zhong)掉人型(xing)腔(qiang)，合箱(xiang)(xiang)后要盡(jin)快澆注(zhu)。
（3）設置(zhi)正確(que)合理的澆(jiao)冒(mao)系統，避免金屬液對型壁和砂芯的沖刷(shua)力(li)過大(da)。
（4）澆口杯(bei)表(biao)面要光滑，不能(neng)有浮砂(sha)。
2.粘砂(sha)：在鑄(zhu)鐵平(ping)板鑄(zhu)件(jian)表面上，全(quan)部或(huo)(huo)部分覆蓋著一層金(jin)屬(shu)(或(huo)(huo)金(jin)屬(shu)氧化物)與砂(sha)（或(huo)(huo)涂(tu)料）的混（化）合物或(huo)(huo)一層燒結構的型砂(sha)，致使鑄(zhu)件(jian)表面粗(cu)糙，難于清(qing)理(li)。
粘(zhan)砂(sha)(sha)多(duo)發(fa)生在型(xing)、芯(xin)表(biao)面受熱(re)作用(yong)強(qiang)烈的部位，分機(ji)械(xie)粘(zhan)砂(sha)(sha)和化學(xue)粘(zhan)砂(sha)(sha)兩種(zhong)。機(ji)械(xie)粘(zhan)砂(sha)(sha)是由金屬(shu)液滲入鑄(zhu)型(xing)表(biao)面的微(wei)孔中(zhong)形(xing)(xing)成的，當滲入shendu小(xiao)于(yu)砂(sha)(sha)粒半徑(jing)時，鑄(zhu)鐵平(ping)板鑄(zhu)件(jian)不形(xing)(xing)成粘(zhan)砂(sha)(sha)，只是表(biao)面粗糙，當滲入shendu大于(yu)砂(sha)(sha)粒半徑(jing)時， 形(xing)(xing)成機(ji)械(xie)粘(zhan)砂(sha)(sha)，化學(xue)粘(zhan)砂(sha)(sha)是金屬(shu)氧化物(wu)和造型(xing)材料相互(hu)進行化學(xue)作用(yong)的產(chan)物(wu)，與鑄(zhu)件(jian)牢固地結合在一起而形(xing)(xing)成的。
粘砂(sha)的預防措施：
（1）選用耐火(huo)度高的砂(sha)，以提(ti)高型砂(sha)，芯(xin)砂(sha)的耐火(huo)度，原(yuan)砂(sha)的SiO2含(han)量(liang)在96（質量(liang)分數）以上，而且砂(sha)粒(li)應對(dui)粗些。鑄鐵平板鑄件的澆(jiao)注溫度越(yue)高，壁厚(hou)越(yue)厚(hou)，對(dui)原(yuan)砂(sha)中SiO2含(han)量(liang)的要求越(yue)高。
（2）適當(dang)降低澆(jiao)注(zhu)溫(wen)度(du)和提高(gao)澆(jiao)注(zhu)速度(du)，減(jian)輕金屬液對砂型的熱力學和物理化(hua)學作用。
（3）砂型緊實度要(yao)高（通常大(da)于85）且均勻(yun)，減少砂粒(li)間隙；型、芯修補到位，不能有(you)局部疏松。
（4）采(cai)用在高溫(wen)下不開裂、不燒結成熔洞的涂料。
3.氣孔：在(zai)鑄件內部，表面(mian)或近于(yu)表面(mian)處，有(you)大小不(bu)(bu)等的(de)(de)光滑(hua)孔眼，形(xing)(xing)狀有(you)圓的(de)(de)，長的(de)(de)及不(bu)(bu)規則的(de)(de)，有(you)單個的(de)(de)，也有(you)聚集成片的(de)(de)。顏色(se)有(you)白色(se)的(de)(de)或帶一層暗色(se)，有(you)時覆有(you)一層氧(yang)化皮(pi)。由于(yu)氣體的(de)(de)來源和(he)形(xing)(xing)成原因不(bu)(bu)同，氣孔的(de)(de)表現形(xing)(xing)式(shi)也各(ge)不(bu)(bu)相同，有(you)侵入(ru)性(xing)氣孔、析(xi)出性(xing)氣孔和(he)反(fan)應性(xing)氣孔。
侵(qin)(qin)入(ru)性氣(qi)孔(kong)體積較(jiao)大，形(xing)狀近(jin)似梨(li)形(xing)，常出(chu)現在鑄鐵平板鑄件上(shang)部(bu)靠近(jin)型芯壁或(huo)澆注位(wei)置(zhi)處(chu)，主要(yao)是由(you)于砂型芯中產生(sheng)的(de)(de)氣(qi)體侵(qin)(qin)入(ru)金屬中未能逸(yi)出(chu)造成的(de)(de)，梨(li)形(xing)氣(qi)孔(kong)小(xiao)端位(wei)置(zhi)表(biao)明氣(qi)體由(you)該處(chu)進入(ru)鑄人件。
析出性氣孔多而分散(san)，一(yi)般位于鑄件表面，往(wang)(wang)往(wang)(wang)同一(yi)爐鑄件幾乎都會(hui)出現(xian)，主要是(shi)由(you)于金屬在(zai)熔煉過程中吸收的氣體在(zai)凝固(gu)前未能全部析出， 在(zai)鑄件中形成許(xu)多分散(san)的小(xiao)氣孔。
反應性氣(qi)(qi)(qi)孔是由(you)于(yu)金屬一(yi)鑄型(xing)界(jie)面(mian)(mian)(mian)發生化學反應而產生的氣(qi)(qi)(qi)孔，因其(qi)(qi)分布均勻(yun)且往往在鑄件表皮(pi)以下(xia)1-3mm處（有時(shi)在一(yi)層(ceng)氧化皮(pi)下(xia)面(mian)(mian)(mian)）出(chu)現，所以又稱為皮(pi)下(xia)氣(qi)(qi)(qi)孔。又由(you)于(yu)這種氣(qi)(qi)(qi)孔多呈細長形針孔狀，其(qi)(qi)長軸與鑄件表面(mian)(mian)(mian)垂直，又可將其(qi)(qi)稱為針孔。
氣孔的預防措施：
（1）采用潔凈干燥(zao)的(de)(de)爐料(liao)，限制(zhi)含氣量較(jiao)多(duo)的(de)(de)爐料(liao)的(de)(de)使(shi)用，降低熔煉時金屬(shu)的(de)(de)吸氣量；澆(jiao)包(bao)要烘干燙包(bao)；可以適當提高澆(jiao)注溫度以利于(yu)氣體擴散。
（2）澆注鑄鐵平(ping)板時控(kong)制好壓頭和速(su)度(du)，保證鋼水平(ping)穩(wen)充填砂型(xing)型(xing)腔，避免產生紊流(liu)，防止(zhi)卷入氣體(ti)。
（3）減(jian)少發(fa)(fa)氣量(liang)，控制型（芯(xin)）砂(sha)水分及發(fa)(fa)氣原料的(de)含量(liang)，減(jian)少砂(sha)型在澆(jiao)注(zhu)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)發(fa)(fa)氣量(liang)，不使用受潮，生銹或有油污(wu)的(de)冷(leng)鐵和芯(xin)撐等。
（4）gaishan砂型的透氣性(xing)，選擇合適的砂型緊實度，提高砂型和型芯的透氣性(xing)；合理安排出(chu)氣眼，使型（芯）內氣體能順利排出(chu)。
（5）提高(gao)氣體進入(ru)金屬(shu)液的阻力(li).合(he)理設計澆注(zhu)系統,避免澆注(zhu)時卷入(ru)氣體,在(zai)型（芯）表面(mian)涂刷涂料以減少少金屬(shu)一鑄型的界面(mian)作用。
4.縮(suo)孔、縮(suo)松(song)
縮孔、縮松的預防(fang)措施：
（1）盡量降低(di)注溫度(du)和(he)澆注速度(du),澆注后期的(de)(de)補(bu)澆要(yao)充分到位。（2）合理(li)設計(ji)澆冒系統,壁(bi)厚(hou)(hou)小且(qie)均(jun)勻的(de)(de)鑄件(jian)要(yao)采(cai)用同(tong)時(shi)凝固,壁(bi)厚(hou)(hou)大且(qie)不均(jun)勻的(de)(de)鑄件(jian)采(cai)用由薄向厚(hou)(hou)的(de)(de)順序凝固,使鑄鐵(tie)平板鑄件(jian)得(de)到充分補(bu)縮。（3）在(zai)鑄件(jian)厚(hou)(hou)斷面(mian)部位,合理(li)放置內(nei),外冷鐵(tie)。（4）盡量減少鑄件(jian)的(de)(de)熱節部位。
5.裂(lie)(lie)紋：裂(lie)(lie)紋分(fen)為熱裂(lie)(lie)和冷裂(lie)(lie)。熱裂(lie)(lie)主(zhu)要由S引起，多為不規則(ze)形狀(zhuang),裂(lie)(lie)口處金屬表皮氧化;冷裂(lie)(lie)主(zhu)要由P引起,裂(lie)(lie)口較直(zhi),開裂(lie)(lie)處有(you)金屬光澤(ze),有(you)時(shi)出現輕(qing)微氧化色。部分(fen)鑄鐵平板(ban)鑄件采用(yong)水爆清砂工藝，亦可導致裂(lie)(lie)紋。
裂(lie)紋的預防措施：
（1）提(ti)高(gao)砂(sha)(sha)型(xing)和砂(sha)(sha)芯的(de)退讓(rang)性。（2）嚴格控制爐(lu)料及鐵(tie)(tie)水中(zhong)的(de)S、P含量(liang)。（3）鑄(zhu)鐵(tie)(tie)平(ping)板(ban)鑄(zhu)件(jian)壁厚盡量(liang)均(jun)勻(yun),避(bi)免壁厚的(de)突然改(gai)變,條件(jian)允許時,可適(shi)當(dang)設(she)置加強筋,兩截面(mian)交接部位采用圓(yuan)角連接,以減少應(ying)力(li)集中(zhong)。（4）調節(jie)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)平(ping)板(ban)鑄(zhu)件(jian)各部位冷(leng)(leng)卻速(su)度,避(bi)免鑄(zhu)件(jian)局部過熱,在(zai)厚大斷(duan)面(mian)或熱節(jie)處(chu)放置冷(leng)(leng)鐵(tie)(tie),內澆道適(shi)當(dang)分散,使鑄(zhu)件(jian)各部位溫度趨向均(jun)勻(yun),澆冒口(kou)當(dang)應(ying)阻礙鑄(zhu)件(jian)的(de)收縮。（5）鑄(zhu)鐵(tie)(tie)平(ping)板(ban)鑄(zhu)件(jian)澆注后,開(kai)型(xing)不能過早,采用水爆清砂(sha)(sha)工(gong)藝的(de)鑄(zhu)件(jian)應(ying)掌握好溫度和時間(jian)。
6.其他鑄造(zao)缺(que)陷
（1）鑄件比較容易變形.某(mou)些鑄件加工后,放置一段時間后會出現(xian)變形。
預防(fang)措(cuo)施：適當(dang)添加加強筋(jin);適當(dang)增(zeng)加加工余量;采用反變形工藝；將鑄件(jian)進行(xing)去應力退火,xiaochu鑄件(jian)的(de)內應力；采用時效(xiao)處理。
（2）冷隔 在鑄件上有未(wei)完全ronghe的縫隙(xi)或凹坑,其交界邊緣是圓滑的。
預防措施：提高澆注溫度和澆注速度;gaishan澆注系統;澆注時不斷流。
（3）澆不足 由于金屬液未(wei)完全充(chong)滿型腔而產生的鑄(zhu)件缺肉。預防(fang)措施;提(ti)高澆注(zhu)溫度(du)和(he)澆注(zhu)速度(du);不要斷流和(he)防(fang)止跑火;澆注(zhu)后期的點澆補(bu)縮到位(wei)。
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。
