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(zhu)要采(cai)用(yong)傳(chuan)統濕(shi)型砂鑄(zhu)(zhu)造工(gong)藝生產(chan)鑄(zhu)(zhu)鐵平(ping)板(ban)鑄(zhu)(zhu)件，在(zai)長期的生產(chan)中(zhong)，發現(xian)鑄(zhu)(zhu)鋼件主(zhu)要出現(xian)以下鑄(zhu)(zhu)造缺陷，砂眼，粘(zhan)砂，氣孔，孔，夾砂結ba，脹砂等(deng)等(deng)。
1.砂(sha)(sha)眼：砂(sha)(sha)眼缺陷處內部或(huo)表(biao)面(mian)有(you)充塞著型(xing)(xing)（芯）砂(sha)(sha)的(de)小孔，砂(sha)(sha)眼是一種(zhong)常見的(de)鑄(zhu)造(zao)缺陷，往往導致(zhi)鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件報廢(fei)。砂(sha)(sha)眼是由(you)于金屬(shu)液從砂(sha)(sha)型(xing)(xing)型(xing)(xing)腔表(biao)面(mian)沖下來(lai)(lai)的(de)砂(sha)(sha)粒（塊），或(huo)者(zhe)在(zai)(zai)造(zao)型(xing)(xing)，合(he)箱操(cao)作中落人型(xing)(xing)腔中的(de)砂(sha)(sha)粒（塊）來(lai)(lai)不(bu)及浮入(ru)澆(jiao)冒系(xi)統，留在(zai)(zai)鑄(zhu)件內部或(huo)表(biao)面(mian)而(er)造(zao)成(cheng)的(de)。
砂眼的預防措施：
（1）嚴格(ge)控(kong)制型砂性能，提高砂型芯(xin)的(de)表面強度和(he)緊(jin)實度，減(jian)(jian)少毛(mao)刺和(he)銳角，減(jian)(jian)少沖砂。
（2）合箱前把型(xing)腔(qiang)和砂(sha)芯(xin)表面(mian)的浮砂(sha)處理干凈，平穩合箱，如果是明冒口(kou)或貫通出(chu)氣眼，應避免(mian)散砂(sha)從中掉人(ren)型(xing)腔(qiang)，合箱后要(yao)盡(jin)快澆注(zhu)。
（3）設置(zhi)正確合理的澆冒系統，避免金(jin)屬液對(dui)型壁和砂芯(xin)的沖刷力過(guo)大。
（4）澆口(kou)杯表面要(yao)光滑，不能有浮砂。
2.粘(zhan)砂(sha)：在鑄鐵平(ping)板鑄件(jian)表面(mian)上(shang)，全(quan)部(bu)或(huo)部(bu)分(fen)覆蓋著一層金屬(或(huo)金屬氧化(hua)物(wu))與砂(sha)（或(huo)涂料）的(de)混（化(hua)）合物(wu)或(huo)一層燒(shao)結(jie)構的(de)型(xing)砂(sha)，致使鑄件(jian)表面(mian)粗(cu)糙，難(nan)于清(qing)理。
粘(zhan)砂(sha)多發生在型、芯表面受熱作用(yong)強烈的(de)部位，分機械(xie)粘(zhan)砂(sha)和(he)化(hua)(hua)學粘(zhan)砂(sha)兩種。機械(xie)粘(zhan)砂(sha)是由金屬液滲入(ru)鑄型表面的(de)微孔中形成(cheng)的(de)，當(dang)滲入(ru)shendu小于砂(sha)粒(li)半(ban)徑(jing)時，鑄鐵平板鑄件不形成(cheng)粘(zhan)砂(sha)，只(zhi)是表面粗(cu)糙(cao)，當(dang)滲入(ru)shendu大于砂(sha)粒(li)半(ban)徑(jing)時， 形成(cheng)機械(xie)粘(zhan)砂(sha)，化(hua)(hua)學粘(zhan)砂(sha)是金屬氧化(hua)(hua)物(wu)和(he)造型材料(liao)相互進行化(hua)(hua)學作用(yong)的(de)產物(wu)，與鑄件牢固地結合在一(yi)起而形成(cheng)的(de)。
粘(zhan)砂的預防措施：
（1）選用耐(nai)火(huo)度(du)高的(de)(de)砂，以(yi)提高型砂，芯砂的(de)(de)耐(nai)火(huo)度(du)，原(yuan)砂的(de)(de)SiO2含(han)量(liang)在96（質量(liang)分數(shu)）以(yi)上，而且砂粒(li)應對(dui)粗些。鑄鐵平板鑄件的(de)(de)澆注(zhu)溫度(du)越高，壁厚越厚，對(dui)原(yuan)砂中SiO2含(han)量(liang)的(de)(de)要求(qiu)越高。
（2）適當(dang)降低澆(jiao)注溫度和提高澆(jiao)注速(su)度，減輕金(jin)屬液對(dui)砂(sha)型的熱力學(xue)和物(wu)理(li)化學(xue)作用。
（3）砂(sha)型(xing)緊實度要高（通(tong)常大于(yu)85）且均勻(yun)，減少砂(sha)粒間隙(xi)；型(xing)、芯修補到位，不能有局部疏松。
（4）采用(yong)在高溫下不開裂(lie)、不燒結成熔洞(dong)的涂料。
3.氣(qi)孔：在鑄件內部，表(biao)面或(huo)近于表(biao)面處，有大小不等的(de)(de)光(guang)滑孔眼，形狀有圓的(de)(de)，長的(de)(de)及不規(gui)則的(de)(de)，有單個的(de)(de)，也有聚集成片的(de)(de)。顏色(se)有白(bai)色(se)的(de)(de)或(huo)帶一層暗色(se)，有時覆有一層氧化(hua)皮。由于氣(qi)體的(de)(de)來(lai)源和形成原因(yin)不同，氣(qi)孔的(de)(de)表(biao)現形式也各不相(xiang)同，有侵入(ru)性氣(qi)孔、析出性氣(qi)孔和反(fan)應性氣(qi)孔。
侵入(ru)性氣(qi)孔體積較大，形狀(zhuang)近似梨形，常出現在鑄鐵平板(ban)鑄件(jian)上部靠近型芯(xin)壁或澆注位置處，主要是由于砂型芯(xin)中(zhong)產(chan)生的氣(qi)體侵入(ru)金屬中(zhong)未能逸出造成的，梨形氣(qi)孔小端位置表(biao)明氣(qi)體由該處進入(ru)鑄人件(jian)。
析出性氣孔(kong)多(duo)而分(fen)(fen)散，一般(ban)位于鑄(zhu)件(jian)表(biao)面，往(wang)往(wang)同一爐(lu)鑄(zhu)件(jian)幾乎都會出現，主(zhu)要是由于金屬在(zai)(zai)熔煉過程中(zhong)吸收的(de)氣體在(zai)(zai)凝固前未(wei)能全部析出， 在(zai)(zai)鑄(zhu)件(jian)中(zhong)形成許多(duo)分(fen)(fen)散的(de)小氣孔(kong)。
反應性氣(qi)(qi)孔(kong)是由(you)于金屬(shu)一鑄(zhu)(zhu)型界面發生化(hua)(hua)學反應而產生的氣(qi)(qi)孔(kong)，因其分布均(jun)勻(yun)且往往在(zai)鑄(zhu)(zhu)件表皮(pi)(pi)以(yi)下(xia)1-3mm處（有時在(zai)一層氧(yang)化(hua)(hua)皮(pi)(pi)下(xia)面）出現，所以(yi)又(you)稱為皮(pi)(pi)下(xia)氣(qi)(qi)孔(kong)。又(you)由(you)于這種(zhong)氣(qi)(qi)孔(kong)多(duo)呈細長形針(zhen)孔(kong)狀(zhuang)，其長軸與鑄(zhu)(zhu)件表面垂直，又(you)可(ke)將其稱為針(zhen)孔(kong)。
氣(qi)孔的預防措施(shi)：
（1）采用潔凈干燥的(de)爐料，限制含氣(qi)量較(jiao)多(duo)的(de)爐料的(de)使用，降低熔煉時金(jin)屬的(de)吸氣(qi)量；澆(jiao)包要烘干燙包；可以適當提高澆(jiao)注溫度以利于氣(qi)體擴散。
（2）澆注(zhu)鑄鐵平(ping)板時控制好壓頭和速度，保(bao)證鋼水平(ping)穩(wen)充填砂型(xing)型(xing)腔，避免產生紊流，防止(zhi)卷入氣體。
（3）減少(shao)發(fa)氣量，控制型（芯(xin)）砂水分及發(fa)氣原料的(de)含量，減少(shao)砂型在澆(jiao)注過程中(zhong)的(de)發(fa)氣量，不(bu)使用(yong)受潮，生銹或有油污的(de)冷鐵和芯(xin)撐等。
（4）gaishan砂(sha)型(xing)的(de)(de)透氣性，選擇合適的(de)(de)砂(sha)型(xing)緊實度(du)，提(ti)高砂(sha)型(xing)和型(xing)芯的(de)(de)透氣性；合理安排(pai)出(chu)氣眼(yan)，使型(xing)（芯）內氣體能順利排(pai)出(chu)。
（5）提高氣體進入金屬液(ye)的(de)(de)阻力(li).合理設計澆注(zhu)系統,避(bi)免澆注(zhu)時(shi)卷入氣體,在型（芯）表面涂刷(shua)涂料以減(jian)少(shao)少(shao)金屬一鑄型的(de)(de)界面作用。
4.縮孔、縮松
縮孔、縮松的預防措施：
（1）盡量降低(di)注(zhu)溫度和澆(jiao)注(zhu)速度,澆(jiao)注(zhu)后期(qi)的(de)補澆(jiao)要充分到位。（2）合理設計澆(jiao)冒系統,壁厚小(xiao)且(qie)均勻(yun)的(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件要采用(yong)同時凝(ning)固(gu),壁厚大且(qie)不(bu)均勻(yun)的(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件采用(yong)由薄向厚的(de)順序凝(ning)固(gu),使鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)平(ping)板(ban)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件得到充分補縮。（3）在鑄(zhu)(zhu)(zhu)件厚斷面部(bu)位,合理放置內,外冷(leng)鐵(tie)。（4）盡量減少(shao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件的(de)熱節部(bu)位。
5.裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)：裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)分為熱(re)裂(lie)(lie)(lie)和冷裂(lie)(lie)(lie)。熱(re)裂(lie)(lie)(lie)主要由S引起(qi)，多為不規則(ze)形狀,裂(lie)(lie)(lie)口處金屬表皮氧(yang)(yang)化(hua)(hua);冷裂(lie)(lie)(lie)主要由P引起(qi),裂(lie)(lie)(lie)口較直,開裂(lie)(lie)(lie)處有金屬光(guang)澤,有時出現輕微氧(yang)(yang)化(hua)(hua)色。部分鑄鐵平板鑄件采用水爆(bao)清(qing)砂工藝，亦可(ke)導致裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)。
裂紋的預防措施：
（1）提高(gao)砂型和砂芯(xin)的(de)(de)(de)退讓性(xing)。（2）嚴(yan)格控(kong)制爐料(liao)及鐵(tie)水(shui)中的(de)(de)(de)S、P含量。（3）鑄(zhu)鐵(tie)平(ping)板(ban)(ban)(ban)鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)壁厚(hou)盡量均勻,避(bi)免壁厚(hou)的(de)(de)(de)突然改變,條(tiao)件(jian)(jian)(jian)(jian)允許時,可適當(dang)設置加強筋,兩截面交接部(bu)位采用(yong)圓角連接,以減少應(ying)力集中。（4）調(diao)節鑄(zhu)鐵(tie)平(ping)板(ban)(ban)(ban)鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)各(ge)部(bu)位冷卻速度(du),避(bi)免鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)局部(bu)過(guo)熱,在厚(hou)大斷面或熱節處(chu)放置冷鐵(tie),內澆道(dao)適當(dang)分散(san),使鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)各(ge)部(bu)位溫度(du)趨向均勻,澆冒口當(dang)應(ying)阻礙鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)收縮(suo)。（5）鑄(zhu)鐵(tie)平(ping)板(ban)(ban)(ban)鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)澆注后,開(kai)型不能過(guo)早(zao),采用(yong)水(shui)爆清砂工藝的(de)(de)(de)鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)應(ying)掌(zhang)握好(hao)溫度(du)和時間。
6.其他(ta)鑄造缺陷
（1）鑄件(jian)比較容易變形.某些鑄件(jian)加(jia)工后,放置一段時間(jian)后會出(chu)現變形。
預防(fang)措施：適當(dang)(dang)添加(jia)(jia)加(jia)(jia)強(qiang)筋;適當(dang)(dang)增加(jia)(jia)加(jia)(jia)工余量;采用反變形工藝(yi)；將鑄件(jian)進行去應力(li)退火,xiaochu鑄件(jian)的(de)內(nei)應力(li)；采用時效處理。
（2）冷隔 在鑄件上有未完全ronghe的縫(feng)隙(xi)或凹(ao)坑,其交界邊(bian)緣(yuan)是圓滑的。
預防(fang)措(cuo)施：提高澆注(zhu)(zhu)溫(wen)度和澆注(zhu)(zhu)速度;gaishan澆注(zhu)(zhu)系統;澆注(zhu)(zhu)時不斷流(liu)。
（3）澆(jiao)不(bu)足 由于金屬液未完全充滿型腔而(er)產(chan)生的鑄件缺(que)肉。預(yu)防措施;提高(gao)澆(jiao)注溫度和澆(jiao)注速度;不(bu)要斷流和防止(zhi)跑火;澆(jiao)注后期的點澆(jiao)補(bu)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。
