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、冶金(jin)因素：主要(yao)有(you)冷(leng)卻速度，鐵液的過熱處理(li)、孕育(yu)處理(li)、爐料 性等
（1）關于冷卻速度的影響
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(chu)理的影響
孕育(yu)(yu)處(chu)理(li) 是(shi)(shi)在(zai)鐵(tie)(tie)液進入鑄(zhu)鐵(tie)(tie)平臺鑄(zhu)件(jian)型腔前，把孕育(yu)(yu)劑附加到(dao)鐵(tie)(tie)液中以改變鐵(tie)(tie)液的(de)(de)冶金狀態，從而(er)可gaishan鑄(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)顯微組織(zhi)和性(xing)能。對(dui)灰(hui)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)而(er)言(yan)(yan)，進行孕育(yu)(yu)處(chu)理(li)是(shi)(shi)為了獲得A型石墨(mo)、珠光體基體、細小共晶團(tuan)的(de)(de)組織(zhi)，以及減(jian)少鑄(zhu)件(jian)薄壁或邊角處(chu)的(de)(de)白口傾向(xiang)和對(dui)鑄(zhu)件(jian)壁厚的(de)(de)mingan性(xing)；對(dui)可鍛鑄(zhu)鐵(tie)(tie)而(er)言(yan)(yan)，是(shi)(shi)為了縮短退火周期，zengda鑄(zhu)件(jian)的(de)(de)允許壁厚和gaishan組織(zhi)的(de)(de)結構(gou)；對(dui)球墨(mo)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)而(er)言(yan)(yan)，是(shi)(shi)為了減(jian)少鑄(zhu)鐵(tie)(tie)平臺鑄(zhu)件(jian)白口傾向(xiang)，提高(gao)球化率和gaishan石墨(mo)的(de)(de)圓整性(xing)。
（3）關于鐵(tie)液過(guo)熱(re)處(chu)理的影響(xiang)。
提高鐵液過熱溫度可以：
①增(zeng)加化合碳含(han)量和相應減少石墨碳含(han)量
②細化石墨，并使(shi)枝(zhi)晶石墨的形(xing)成
③xiaochu鑄鐵(tie)的“遺傳性”
④提高(gao)鑄鐵平臺鑄件斷面上組織的均勻(yun)性
⑤有利于鑄件(jian)的補縮。同樣，鐵液(ye)保溫也有鐵液(ye)過熱(re)的類似作用(yong)。
二、灰鑄鐵不可用熱處(chu)理的(de)方法(fa)來達到牌(pai)號要求
一般說來(lai)，熱處(chu)(chu)理(li)能在很(hen)(hen)大(da)程度上gaishan鑄(zhu)造合金(jin)的(de)組織和性能，但(dan)在灰鑄(zhu)鐵(tie)條件下，熱處(chu)(chu)理(li)所能發揮的(de)作用(yong)相對(dui)較小。在灰鑄(zhu)鐵(tie)中，石墨對(dui)鑄(zhu)鐵(tie)性能的(de)影響很(hen)(hen)大(da)，而任何的(de)熱處(chu)(chu)理(li)方法都(dou)不能改(gai)變石墨的(de)形態和分布，故不可(ke)通過熱處(chu)(chu)理(li)來(lai)youxiao地提高灰鑄(zhu)鐵(tie)的(de)性能使之(zhi)達到牌號(hao)要(yao)求。
但是(shi)，提高(gao)灰鑄鐵(tie)力(li)學性能的方(fang)法很多，如合理選配化學成分、改變爐(lu)料組(zu)成、過熱處理鐵(tie)液、孕育(yu)處理、微(wei)量或低合金化等，都(dou)可(ke)取得很好效(xiao)果。
三、生(sheng)產高牌號鑄鐵平臺（孕育鑄鐵）的注意事項(xiang)
生(sheng)產(chan)高(gao)(gao)牌(pai)號鑄(zhu)鐵(tie)平臺(一般指(zhi)HT200以上)時(shi)，為(wei)了獲得高(gao)(gao)的力學(xue)性能，盡(jin)可能地減(jian)少(shao)石墨的數量、減(jian)小(xiao)石墨的長度。傳統(tong)的方法 是降(jiang)低(di)(di)鐵(tie)液的碳(tan)、硅含量、提高(gao)(gao)鐵(tie)液的冷(leng)凝速度，但(dan)幅度稍(shao)大(da)時(shi) 會(hui)出現D型過冷(leng)石墨及白口(kou)，反而降(jiang)低(di)(di)灰鑄(zhu)鐵(tie)的力學(xue)性能。
在爐前(qian)或在澆注前(qian)往鐵(tie)液中添加適量的(de)(de)(de)、以(yi)(yi)硅鐵(tie)為主(zhu)的(de)(de)(de)鐵(tie)合(he)金碎粒被稱作孕育處理(li)。孕育處理(li)在鐵(tie)液中提(ti)供(gong)大(da)量的(de)(de)(de)、石墨(mo)(mo)(mo)借以(yi)(yi)生(sheng)(sheng)核的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)核質(zhi)點。youxiao的(de)(de)(de)孕育將cujin石墨(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)析出(chu)，從而xiaochu白口、細化(hua)片狀石墨(mo)(mo)(mo)并使過冷石墨(mo)(mo)(mo)轉變為無方向(xiang)性(xing)均(jun)布石墨(mo)(mo)(mo)(A型石墨(mo)(mo)(mo))，不但可大(da)幅度(du)地提(ti)高綜合(he)力學性(xing)能(neng)，同(tong)時(shi)還提(ti)高鑄(zhu)態組織的(de)(de)(de)均(jun)一(yi)性(xing)，減(jian)小鑄(zhu)件由于(yu)壁厚不均(jun)、邊(bian)角與心部的(de)(de)(de)冷速(su)不同(tong)而造(zao)成的(de)(de)(de)力學性(xing)能(neng)差別，因此(ci)對鐵(tie)液進(jin)行(xing)孕育處理(li)是一(yi)項生(sheng)(sheng)產高牌號灰(hui)鑄(zhu)鐵(tie)(孕育鑄(zhu)鐵(tie))不可少的(de)(de)(de)技(ji)術。
錳(meng)在(zai)高牌(pai)號(hao)(hao)灰(hui)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(孕(yun)(yun)育(yu)鑄(zhu)鐵(tie)(tie))中(zhong)(zhong)的(de)(de)作用，除中(zhong)(zhong)和硫(liu)的(de)(de)影響外，尚有(you)一(yi)個 殊的(de)(de)要求，即借助于(yu)(yu)它(ta)使灰(hui)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)能(neng)得(de)到珠(zhu)光體組織(zhi)，故高牌(pai)號(hao)(hao)灰(hui)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(孕(yun)(yun)育(yu)鑄(zhu)鐵(tie)(tie))的(de)(de)錳(meng)含量(liang)一(yi)般(ban)較高。硫(liu)能(neng)削弱孕(yun)(yun)育(yu)劑的(de)(de)石墨化作用，因(yin)此常將硫(liu)限制在(zai)0.12以(yi)下。近幾年(nian)來，也有(you)人認為(wei)為(wei)了得(de)到好的(de)(de)孕(yun)(yun)育(yu)效(xiao)果，原(yuan)鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)(de)硫(liu)量(liang)不(bu)能(neng)太低(di)(di)。因(yin)此，在(zai)以(yi)后鐵(tie)(tie)液(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)硫(liu)含量(liang)逐漸降低(di)(di)的(de)(de)情況下，對于(yu)(yu)孕(yun)(yun)育(yu)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)中(zhong)(zhong)的(de)(de)硫(liu)量(liang)究竟應如何確定(ding)，看來是一(yi)個值得(de)注(zhu)意(yi)的(de)(de)問題。
磷含(han)量(liang)一般從力學性能(neng)的要(yao)求出發(fa)，常(chang)限制在0.15以(yi)下，但有些機床(chuang)灰鑄鐵件(常(chang)由孕育(yu)鑄鐵制造)需要(yao)耐(nai)磨，磷含(han)量(liang)則可提高(gao)(gao)至0.3~0.5左右(you)或 高(gao)(gao)。
四(si)、用孕育劑(ji)進行鑄鐵平臺(tai)孕育處理(li)時禁止(zhi)的四(si)則(ze)
灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)用(yong)的(de)孕育劑可以按功(gong)能、主(zhu)要元素、形狀等進行分類，在(zai)使用(yong)孕育劑進行灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)孕育處(chu)理時應禁忌四則(ze)：
一則，孕(yun)育(yu)劑在使用前烘干。
二則，禁止使用(yong)純硅或純硅鐵(tie)作(zuo)孕(yun)育(yu)劑
三則(ze)，孕育劑不(bu)可草率加入(ru)，要(yao)講究方法。
四則(ze)，孕(yun)育劑的粒(li)度
五、灰鑄鐵件可(ke)能(neng)出(chu)現的缺陷
在鑄鐵平臺生(sheng)產(chan)中，常(chang)見的(de)鑄件缺(que)陷有：氣孔、成分與(yu)性能不合格、熱(re)裂與(yu)冷(leng)裂、縮(suo)孔與(yu)縮(suo)松、渣眼與(yu)鐵豆、冷(leng)隔與(yu)澆不足、砂(sha)(sha)(sha)(sha)眼與(yu)夾(jia)砂(sha)(sha)(sha)(sha)、多肉與(yu)錯輻(fu)、變形等。通(tong)常(chang)，產(chan)生(sheng)這些缺(que)陷的(de)原(yuan)因不單(dan)是(shi)造(zao)型制芯問(wen)題，有時(shi)還(huan)有熔煉澆注、配砂(sha)(sha)(sha)(sha)質量、落砂(sha)(sha)(sha)(sha)清(qing)理等許多生(sheng)產(chan)工(gong)序的(de)問(wen)題，因此具體(ti)分析，以便采取(qu)相應的(de)合理措施加以解決。
鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)平臺(tai)鑄(zhu)(zhu)造生產(chan)中，怎樣辨別氣孔和(he)縮孔的區別
鑄(zhu)鐵(tie)平臺(tai)在(zai)鑄(zhu)造生產中，鑄(zhu)件(jian)氣(qi)孔(kong)和(he)鑄(zhu)件(jian)縮(suo)孔(kong)有時(shi)是伴生的，有時(shi)是 立群(qun)在(zai)。當出現氣(qi)孔(kong)和(he)縮(suo)孔(kong)時(shi)，我們快速(su)的判(pan)(pan)斷(duan)出缺(que)(que)陷是氣(qi)孔(kong)，還是縮(suo)孔(kong)對于解(jie)決問題 要。要想(xiang)快速(su)判(pan)(pan)斷(duan)這兩(liang)種缺(que)(que)陷， 首先入(ru)時(shi)對它(ta)們的 征 了解(jie)。今天(tian)，我們 從認識它(ta)們的 征來(lai)教大(da)家快速(su)判(pan)(pan)斷(duan)鑄(zhu)鐵(tie)平臺(tai)氣(qi)孔(kong)和(he)縮(suo)孔(kong)缺(que)(que)陷。
氣孔類(lei)缺陷(xian)牲與fangzhi方法
在鑄(zhu)鐵平臺鑄(zhu)造生產中，孔(kong)(kong)(kong)洞類(lei)缺陷是常見缺陷，也是給(gei)鑄(zhu)造廠造成(cheng)損(sun)失比較大的缺陷之一(yi)。孔(kong)(kong)(kong)洞類(lei)缺陷分(fen)為(wei)(wei)氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)和縮孔(kong)(kong)(kong)。氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)多為(wei)(wei)由于金屬液中侵入(ru)、裹入(ru)、卷入(ru)氣(qi)體(ti)所至(zhi)。
鑄(zhu)鐵平臺(tai)鑄(zhu)件(jian)氣(qi)孔(kong)出(chu)現(xian)在鑄(zhu)件(jian)上的(de)(de)(de)位置不同，其產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)原(yuan)因也不同。這 要求我們的(de)(de)(de)鑄(zhu)造技術員(yuan)在判斷氣(qi)孔(kong)缺陷(xian)病因時，要掌握各類(lei)氣(qi)孔(kong)發生(sheng)的(de)(de)(de)原(yuan)理，具有什么樣的(de)(de)(de) 生(sheng)。只有如此才能對(dui)癥下藥，將出(chu)現(xian)的(de)(de)(de)氣(qi)孔(kong)缺陷(xian)解決掉。
下(xia)面，我們再(zai)看(kan)看(kan)不(bu)同(tong)原(yuan)因生(sheng)成(cheng)的氣孔 征：
（1）卷入氣孔：金屬(shu)液在充(chong)型過程中因卷入氣體而在鑄件內形成氣孔，多呈(cheng)孤(gu)立存在的圓形或橢圓形大氣孔，位置不固定，一般偏鑄件中上(shang)部。
（2）侵入(ru)氣孔(kong)(kong)：由型(xing)、芯、涂料(liao)、芯撐、冷(leng)鐵產生的氣孔(kong)(kong)侵入(ru)鑄件表層而形(xing)成(cheng)氣孔(kong)(kong)，多呈(cheng)梨(li)形(xing)或(huo)橢圓形(xing)，尺寸(cun)較大，孔(kong)(kong)壁光(guang)滑，表面多呈(cheng)氧(yang)化色。
（3）反(fan)應(ying)氣孔(kong)：由金(jin)屬(shu)(shu)(shu)液內部某(mou)些成分(fen)(fen)之間或(huo)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)液與(yu)(yu)型、芯在界面(mian)(mian)上(shang)發生(sheng)化學反(fan)應(ying)而(er)形成群分(fen)(fen)布的氣孔(kong)。位于鑄(zhu)件(jian)表層的針(zhen)頭形或(huo)腰圓(yuan)形反(fan)應(ying)氣孔(kong)稱為表面(mian)(mian)針(zhen)空與(yu)(yu)皮下氣孔(kong)，由金(jin)屬(shu)(shu)(shu)液與(yu)(yu)型、芯涂料發生(sheng)界面(mian)(mian)反(fan)應(ying)所至；分(fen)(fen)散(san)或(huo)成群分(fen)(fen)布在鑄(zhu)鐵平臺鑄(zhu)件(jian)整個斷(duan)面(mian)(mian)上(shang)或(huo)某(mou)個局部區域的針(zhen)頭反(fan)應(ying)氣孔(kong)。
形成原(yuan)因
（1）由于爐(lu)料潮濕、銹(xiu)蝕、油污、氣(qi)候的(de)潮濕，熔(rong)練工具和澆包(bao)未(wei)烘干，金(jin)屬液成分不(bu)當(dang)，合金(jin)液為煉(lian)與煉(lian)不(bu)足(zu)，使(shi)金(jin)屬液中(zhong)含有大量氣(qi)體或氣(qi)體物質(zhi)，導致在鑄件中(zhong)析出氣(qi)孔或反應氣(qi)孔。
（2）型、芯未充分烘(hong)干，透氣(qi)性差，通氣(qi)不良(liang)，含(han)水(shui)分和(he)發(fa)氣(qi)物質(zhi)過多(duo)，涂料未烘(hong)干或(huo)含(han)發(fa)氣(qi)成(cheng)分過多(duo)，冷(leng)鐵、芯撐(cheng)有(you)銹斑、油污或(huo)未烘(hong)干，金(jin)屬型排氣(qi)不良(liang)，在鑄件中形(xing)成(cheng)侵入氣(qi)孔(kong)。
（3）澆(jiao)(jiao)注系(xi)統不(bu)合理，澆(jiao)(jiao)注和充型速度過快，金屬(shu)型排氣不(bu)良(liang)，使金屬(shu)液在(zai)(zai)澆(jiao)(jiao)注和充型過程中產生(sheng)紊流(liu)(liu)、渦(wo)流(liu)(liu)或斷(duan)流(liu)(liu)而卷入氣體，在(zai)(zai)鑄件中形成卷入性(xing)氣孔。
（4）合金液(ye)易可吸氣(qi)，鑄(zhu)鐵平臺在(zai)熔煉和澆注過(guo)程中未采取youxiao的煉、保護和凈化措施，使金屬液(ye)中含有大量氣(qi)體(ti)、夾渣和夾氣(qi)成(cheng)分(fen)，在(zai)充(chong)型和凝固過(guo)程中形(xing)成(cheng)析出氣(qi)孔(kong)和反應氣(qi)孔(kong)。
（5）型砂、型芯(xin)和涂料(liao)配制不當，與金(jin)屬液發生界面反應(ying)，形(xing)成(cheng)表面針孔(kong)和皮下氣孔(kong)。
（6）澆注(zhu)(zhu)溫(wen)度(du)過低(di)，金屬型溫(wen)度(du)過低(di)，金屬液除渣不良，粘度(du)過高，使在澆注(zhu)(zhu)和充型過程中卷入的氣(qi)體(ti)(ti)及由(you)金屬液中析出(chu)(chu)的氣(qi)體(ti)(ti)來(lai)不及排出(chu)(chu)鑄型或(huo)上浮到冒口(kou)(kou)或(huo)出(chu)(chu)氣(qi)口(kou)(kou)中去(qu)。
（7）在氣候(hou)潮濕(shi)季節熔煉易吸氣的合金時(shi)，合金液大(da)量(liang)吸氣，造成鑄件成批報廢。
（8）樹脂(zhi)砂(sha)的樹脂(zhi)和(he)固化劑加(jia)入量(liang)(liang)過多，樹脂(zhi)含氟量(liang)(liang)過高，原(yuan)砂(sha)和(he)zaisheng砂(sha)的角(jiao)形系(xi)數過高、粒度過細，灼(zhuo)減量(liang)(liang)和(he)微(wei)粉含量(liang)(liang)過高，使型砂(sha)的發氣量(liang)(liang)過高，透氣性過低
防止方法(fa)
（1）非鐵合金熔煉時，爐料、溶劑、工具和(he)澆包要(yao)充分(fen)預(yu)熱(re)和(he)烘(hong)干，去(qu)銹去(qu)油污，多次重熔爐料的加入(ru)量要(yao)適當(dang)限制。
（2）防(fang)止金屬液在(zai)熔煉過程中(zhong)過度氧化和(he)吸氣，加以脫(tuo)(tuo)氧、除(chu)氣和(he)除(chu)渣，在(zai)澆包內的金屬熔池表(biao)面加覆蓋(gai)溶(rong)劑，防(fang)止金屬二次氧化、吸氣和(he)有(you)害雜質返(fan)回熔池。用(yong)(yong)鋁(lv)(lv)對(dui)鑄(zhu)鋼、鑄(zhu)鐵脫(tuo)(tuo)氧時，應嚴(yan)格控(kong)制殘(can)留(liu)含鋁(lv)(lv)量，吸氣傾向(xiang)嚴(yan)重的鋼液，應盡量避(bi)免用(yong)(yong)鋁(lv)(lv)脫(tuo)(tuo)氧，可采用(yong)(yong)AVD、VOD、多(duo)孔(kong)塞吹惰性氣體(ti)、噴粉(fen)法等對(dui)鋼液進行爐外練，脫(tuo)(tuo)除(chu)鋼液中(zhong)的氣體(ti)與有(you)害雜質；對(dui)球(qiu)墨鑄(zhu)鐵，應加強(qiang)脫(tuo)(tuo)硫，降(jiang)低(di)(di)原湯的含流量，在(zai)保證球(qiu)化的前提下，盡量減少球(qiu)化劑的加入量，降(jiang)低(di)(di)鑄(zhu)鐵的殘(can)留(liu)鎂量，并(bing)加強(qiang)孕育處(chu)理。
（3）澆(jiao)注(zhu)時金(jin)屬(shu)液(ye)不(bu)得斷流，充型速(su)度不(bu)宜太高，鑄(zhu)件澆(jiao)注(zhu)位置(zhi)和澆(jiao)注(zhu)系統的設置(zhi)應(ying)保證金(jin)屬(shu)液(ye)平穩(wen)地充滿型腔，并利于開腔內氣體能順利排(pai)出(chu)。
（4）鑄造時(shi)(shi)，應保證鑄型(xing)和(he)型(xing)芯排(pai)氣(qi)changtong，砂芯內要開排(pai)氣(qi)通(tong)道，合型(xing)時(shi)(shi)要填補芯頭間(jian)隙，以(yi)免(mian)鉆入金(jin)屬液堵塞排(pai)氣(qi)通(tong)道。
（5）增加直澆(jiao)道高(gao)(gao)度(du)，以提高(gao)(gao)充型金屬液靜壓力。
（6）降低(di)(di)樹脂(zhi)砂(sha)(sha)(sha)的樹脂(zhi)和(he)固化(hua)劑加入(ru)量，采用(yong)低(di)(di)氮或無氮樹脂(zhi)及形料(liao)圓整、粒度適(shi)中、灼(zhuo)減量和(he)微粉(fen)含量低(di)(di)的原(yuan)砂(sha)(sha)(sha)和(he)zaisheng砂(sha)(sha)(sha)，以降低(di)(di)樹脂(zhi)的發氣(qi)量，提(ti)高樹脂(zhi)砂(sha)(sha)(sha)的透氣(qi)性
縮(suo)孔類缺(que)陷及fangzhi方法(fa)
而(er)鑄(zhu)件(jian)(jian)產生縮孔、縮松，原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)很多，有(you)(you)鑄(zhu)件(jian)(jian)與模樣設(she)計原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)，有(you)(you)砂箱(xiang)設(she)計不(bu)合適的原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)，有(you)(you)澆冒口設(she)計的原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)，有(you)(you)型砂型避移位方面的原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)，另外還(huan)有(you)(you)制方面的原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)，有(you)(you)金屬化學成(cheng)分調配(pei)不(bu)當的原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)，有(you)(you)熔煉環節操(cao)作不(bu)當原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)，也有(you)(you)澆注方面的原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)。
由于造(zao)成(cheng)鑄鐵平臺(tai)鑄件(jian)縮(suo)孔的(de)原(yuan)因(yin)眾多，所以在查找根源時(shi)，常常比(bi)較費時(shi)間。如(ru)何快速(su)判定鑄件(jian)縮(suo)孔產生的(de)內因(yin)，這 需(xu)要我(wo)們多對(dui)照鑄件(jian)縮(suo)孔缺陷案例，熟記理論 征，加強學習(xi)，從而提(ti)高對(dui)這類(lei)缺陷認識和(he)解決能力(li)。
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