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、冶金因素：主要有冷卻速(su)度，鐵液的過熱處理(li)、孕(yun)育處理(li)、爐(lu)料 性等(deng)
（1）關(guan)于(yu)冷卻(que)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
孕育處(chu)理(li) 是(shi)在(zai)鐵(tie)(tie)液(ye)進(jin)入鑄(zhu)鐵(tie)(tie)平臺(tai)鑄(zhu)件型腔前，把孕育劑附加(jia)到鐵(tie)(tie)液(ye)中以改變鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)冶金狀態，從而(er)可(ke)gaishan鑄(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)顯微組織(zhi)和(he)(he)性能。對(dui)灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)而(er)言(yan)，進(jin)行孕育處(chu)理(li)是(shi)為(wei)了(le)(le)(le)獲得A型石墨、珠光體基體、細小共晶團的(de)組織(zhi)，以及減(jian)少(shao)鑄(zhu)件薄壁(bi)或邊(bian)角(jiao)處(chu)的(de)白口(kou)傾(qing)(qing)向(xiang)和(he)(he)對(dui)鑄(zhu)件壁(bi)厚的(de)mingan性；對(dui)可(ke)鍛(duan)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)而(er)言(yan)，是(shi)為(wei)了(le)(le)(le)縮(suo)短(duan)退火周期，zengda鑄(zhu)件的(de)允(yun)許(xu)壁(bi)厚和(he)(he)gaishan組織(zhi)的(de)結構；對(dui)球墨鑄(zhu)鐵(tie)(tie)而(er)言(yan)，是(shi)為(wei)了(le)(le)(le)減(jian)少(shao)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)平臺(tai)鑄(zhu)件白口(kou)傾(qing)(qing)向(xiang)，提(ti)高球化率和(he)(he)gaishan石墨的(de)圓整性。
（3）關于鐵液過熱(re)處理的影響。
提(ti)高鐵液過(guo)熱溫(wen)度可(ke)以：
①增加化合碳(tan)含(han)量和相應減(jian)少石墨碳(tan)含(han)量
②細化石(shi)墨，并使枝晶石(shi)墨的(de)形成
③xiaochu鑄鐵的“遺(yi)傳(chuan)性”
④提高鑄(zhu)鐵平臺鑄(zhu)件(jian)斷面(mian)上組織(zhi)的均勻性
⑤有(you)利于(yu)鑄件的補(bu)縮。同樣，鐵(tie)液(ye)保溫也有(you)鐵(tie)液(ye)過熱的類似作用(yong)。
二(er)、灰鑄鐵不可用熱(re)處理的(de)方(fang)法來達到(dao)牌號(hao)要求
一(yi)般說來(lai)(lai)，熱(re)處(chu)理(li)能(neng)(neng)在很(hen)大(da)程度上gaishan鑄(zhu)造(zao)合(he)金的(de)(de)組織和(he)性(xing)能(neng)(neng)，但(dan)在灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)條件下，熱(re)處(chu)理(li)所能(neng)(neng)發揮的(de)(de)作用(yong)相對較小。在灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)中(zhong)，石墨對鑄(zhu)鐵(tie)(tie)性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)影響很(hen)大(da)，而任何的(de)(de)熱(re)處(chu)理(li)方法都(dou)不(bu)能(neng)(neng)改變石墨的(de)(de)形態和(he)分布，故(gu)不(bu)可通過(guo)熱(re)處(chu)理(li)來(lai)(lai)youxiao地提高灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)使之(zhi)達到牌號要求。
但是，提高(gao)灰鑄鐵力學性能的方(fang)法很多，如(ru)合理選配化學成分、改變爐料組成、過熱處理鐵液、孕育處理、微量(liang)或低合金化等，都(dou)可取得很好效果。
三、生產高(gao)牌號鑄鐵(tie)平臺（孕育鑄鐵(tie)）的(de)注意事(shi)項
生產高牌號鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平臺(一般(ban)指(zhi)HT200以上)時(shi)，為(wei)了獲得高的力學性能(neng)，盡可能(neng)地減少石(shi)墨的數量、減小石(shi)墨的長度。傳(chuan)統的方法(fa) 是降(jiang)(jiang)低鐵(tie)(tie)液的碳、硅含量、提高鐵(tie)(tie)液的冷凝速(su)度，但幅度稍大時(shi) 會(hui)出現D型過冷石(shi)墨及白口，反而降(jiang)(jiang)低灰鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)的力學性能(neng)。
在爐前或在澆注前往鐵(tie)液(ye)中添加適量的(de)、以硅鐵(tie)為(wei)主的(de)鐵(tie)合金碎粒被稱作孕育(yu)處理。孕育(yu)處理在鐵(tie)液(ye)中提供(gong)大量的(de)、石(shi)(shi)(shi)墨(mo)借以生(sheng)核(he)的(de)生(sheng)核(he)質點。youxiao的(de)孕育(yu)將(jiang)cujin石(shi)(shi)(shi)墨(mo)的(de)析出，從而xiaochu白(bai)口(kou)、細化片狀石(shi)(shi)(shi)墨(mo)并使過冷(leng)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)轉(zhuan)變為(wei)無(wu)方向性(xing)均布(bu)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(A型石(shi)(shi)(shi)墨(mo))，不(bu)但可大幅度地提高(gao)(gao)綜合力(li)(li)學性(xing)能(neng)，同時還提高(gao)(gao)鑄態(tai)組織的(de)均一性(xing)，減(jian)小鑄件由于(yu)壁厚不(bu)均、邊角與心部的(de)冷(leng)速不(bu)同而造成的(de)力(li)(li)學性(xing)能(neng)差別，因此對(dui)鐵(tie)液(ye)進行孕育(yu)處理是一項生(sheng)產高(gao)(gao)牌號灰鑄鐵(tie)(孕育(yu)鑄鐵(tie))不(bu)可少的(de)技(ji)術。
錳在(zai)高(gao)牌號灰鑄鐵(tie)(tie)(tie)(孕(yun)育鑄鐵(tie)(tie)(tie))中(zhong)的作用，除中(zhong)和硫的影響外，尚有(you)一個 殊的要求，即借(jie)助(zhu)于(yu)它使(shi)灰鑄鐵(tie)(tie)(tie)能得到珠光體(ti)組(zu)織，故高(gao)牌號灰鑄鐵(tie)(tie)(tie)(孕(yun)育鑄鐵(tie)(tie)(tie))的錳含量一般較(jiao)高(gao)。硫能削弱(ruo)孕(yun)育劑(ji)的石墨化(hua)作用，因此常(chang)將(jiang)硫限制在(zai)0.12以下。近幾年來，也有(you)人(ren)認為(wei)為(wei)了得到好的孕(yun)育效果，原鐵(tie)(tie)(tie)液的硫量不能太低(di)。因此，在(zai)以后(hou)鐵(tie)(tie)(tie)液中(zhong)的硫含量逐漸降低(di)的情況下，對于(yu)孕(yun)育鑄鐵(tie)(tie)(tie)中(zhong)的硫量究竟應如何確定(ding)，看來是一個值得注意的問題。
磷含(han)量(liang)一般從力學性能(neng)的要(yao)求出發(fa)，常限制(zhi)在0.15以下，但有(you)些機床灰鑄鐵(tie)件(常由孕育鑄鐵(tie)制(zhi)造)需要(yao)耐磨，磷含(han)量(liang)則(ze)可提高至(zhi)0.3~0.5左右(you)或 高。
四、用孕育(yu)劑進行鑄鐵(tie)平臺孕育(yu)處理時禁止的四則
灰(hui)鑄(zhu)鐵用的孕(yun)育(yu)(yu)劑可(ke)以(yi)按功能(neng)、主要元素、形狀等進行分類(lei)，在使用孕(yun)育(yu)(yu)劑進行灰(hui)鑄(zhu)鐵孕(yun)育(yu)(yu)處理時應禁忌(ji)四則：
一則，孕(yun)育(yu)劑在使(shi)用前烘干。
二則，禁止使用純硅或純硅鐵作孕(yun)育劑(ji)
三則(ze)，孕育(yu)劑(ji)不可草率(lv)加入，要講究方法(fa)。
四則，孕育劑的(de)粒度
五、灰鑄鐵(tie)件可(ke)能出現(xian)的缺陷
在鑄鐵平臺(tai)生產中，常(chang)見的鑄件缺(que)陷(xian)有(you)：氣孔、成分與(yu)(yu)性能不(bu)合(he)格、熱裂與(yu)(yu)冷裂、縮(suo)孔與(yu)(yu)縮(suo)松、渣眼(yan)與(yu)(yu)鐵豆、冷隔與(yu)(yu)澆(jiao)不(bu)足、砂眼(yan)與(yu)(yu)夾砂、多(duo)肉與(yu)(yu)錯輻、變形等。通常(chang)，產生這些缺(que)陷(xian)的原因(yin)(yin)不(bu)單是造型(xing)制芯(xin)問(wen)題(ti)，有(you)時還有(you)熔煉澆(jiao)注、配(pei)砂質(zhi)量、落砂清(qing)理等許多(duo)生產工序的問(wen)題(ti)，因(yin)(yin)此具體分析，以(yi)便采取相應的合(he)理措施加(jia)以(yi)解決。
鑄鐵平臺鑄造生產(chan)中，怎樣辨別氣(qi)孔和縮孔的區(qu)別
鑄(zhu)鐵平臺在(zai)鑄(zhu)造生產(chan)中，鑄(zhu)件(jian)氣(qi)孔(kong)(kong)和(he)鑄(zhu)件(jian)縮孔(kong)(kong)有時是(shi)伴生的(de)(de)(de)，有時是(shi) 立群(qun)在(zai)。當(dang)出現(xian)氣(qi)孔(kong)(kong)和(he)縮孔(kong)(kong)時，我們(men)快(kuai)速的(de)(de)(de)判斷(duan)出缺(que)(que)陷(xian)是(shi)氣(qi)孔(kong)(kong)，還是(shi)縮孔(kong)(kong)對(dui)于解決問題 要(yao)。要(yao)想快(kuai)速判斷(duan)這兩種缺(que)(que)陷(xian)， 首先(xian)入時對(dui)它們(men)的(de)(de)(de) 征 了解。今天(tian)，我們(men) 從認(ren)識它們(men)的(de)(de)(de) 征來教大家快(kuai)速判斷(duan)鑄(zhu)鐵平臺氣(qi)孔(kong)(kong)和(he)縮孔(kong)(kong)缺(que)(que)陷(xian)。
氣孔類缺陷牲與fangzhi方(fang)法
在鑄(zhu)鐵平臺鑄(zhu)造(zao)生產中，孔(kong)洞(dong)類缺(que)陷(xian)是常見缺(que)陷(xian)，也是給鑄(zhu)造(zao)廠造(zao)成損失比(bi)較大的(de)缺(que)陷(xian)之一。孔(kong)洞(dong)類缺(que)陷(xian)分(fen)為氣孔(kong)和(he)縮孔(kong)。氣孔(kong)多為由于金屬液中侵入、裹入、卷入氣體所至(zhi)。
鑄(zhu)鐵平(ping)臺(tai)鑄(zhu)件氣孔(kong)出(chu)現在鑄(zhu)件上的(de)位(wei)置不同，其(qi)產生(sheng)的(de)原因也不同。這 要求我(wo)們(men)的(de)鑄(zhu)造技(ji)術員在判斷氣孔(kong)缺陷病(bing)因時(shi)，要掌握各類氣孔(kong)發(fa)生(sheng)的(de)原理，具有什么樣的(de) 生(sheng)。只有如(ru)此才能對癥下藥(yao)，將(jiang)出(chu)現的(de)氣孔(kong)缺陷解決掉。
下面，我們再看(kan)(kan)看(kan)(kan)不同原因生成的氣孔 征：
（1）卷入氣孔(kong)：金(jin)屬液(ye)在(zai)充(chong)型(xing)過(guo)程中因(yin)卷入氣體而在(zai)鑄(zhu)件內形成氣孔(kong)，多呈孤立(li)存在(zai)的圓形或橢圓形大氣孔(kong)，位(wei)置不(bu)固定，一般偏鑄(zhu)件中上部。
（2）侵(qin)入氣(qi)孔(kong)：由型、芯、涂料、芯撐、冷鐵產(chan)生的氣(qi)孔(kong)侵(qin)入鑄件表層而(er)形(xing)成(cheng)氣(qi)孔(kong)，多(duo)呈梨形(xing)或橢圓形(xing)，尺寸(cun)較(jiao)大，孔(kong)壁光滑，表面多(duo)呈氧化色(se)。
（3）反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)氣孔(kong)：由(you)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)液內部某些成(cheng)分(fen)(fen)之間(jian)或金(jin)屬(shu)(shu)(shu)液與(yu)型(xing)、芯在界面上(shang)(shang)發生(sheng)化(hua)學反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)而形成(cheng)群(qun)分(fen)(fen)布(bu)的(de)氣孔(kong)。位于鑄件表層的(de)針(zhen)頭形或腰圓形反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)氣孔(kong)稱(cheng)為表面針(zhen)空與(yu)皮下氣孔(kong)，由(you)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)液與(yu)型(xing)、芯涂料發生(sheng)界面反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)所至；分(fen)(fen)散或成(cheng)群(qun)分(fen)(fen)布(bu)在鑄鐵平臺(tai)鑄件整個斷(duan)面上(shang)(shang)或某個局部區域的(de)針(zhen)頭反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)氣孔(kong)。
形成(cheng)原因
（1）由(you)于爐料潮濕(shi)、銹蝕、油污(wu)、氣(qi)候的潮濕(shi)，熔練(lian)工(gong)具和澆包(bao)未烘干(gan)，金屬液(ye)成分不當，合金液(ye)為(wei)煉與(yu)煉不足(zu)，使金屬液(ye)中(zhong)含有大量氣(qi)體或(huo)氣(qi)體物(wu)質，導致在鑄件中(zhong)析出氣(qi)孔或(huo)反應氣(qi)孔。
（2）型(xing)、芯未充分(fen)烘干，透氣(qi)(qi)性差，通氣(qi)(qi)不(bu)良，含(han)水分(fen)和發(fa)氣(qi)(qi)物質過(guo)多，涂料未烘干或含(han)發(fa)氣(qi)(qi)成分(fen)過(guo)多，冷鐵、芯撐有(you)銹(xiu)斑、油(you)污或未烘干，金屬型(xing)排(pai)氣(qi)(qi)不(bu)良，在鑄(zhu)件中(zhong)形成侵(qin)入氣(qi)(qi)孔。
（3）澆注系統不合理，澆注和(he)充型速度過快，金(jin)屬(shu)型排氣不良，使金(jin)屬(shu)液(ye)在澆注和(he)充型過程中(zhong)產生(sheng)紊流、渦流或斷流而(er)卷入(ru)氣體(ti)，在鑄件中(zhong)形成卷入(ru)性氣孔。
（4）合金液(ye)(ye)易可(ke)吸氣(qi)(qi)，鑄鐵平(ping)臺在熔煉和澆注過(guo)程(cheng)中未采(cai)取youxiao的煉、保護和凈化措施，使金屬液(ye)(ye)中含有大量氣(qi)(qi)體、夾(jia)渣(zha)和夾(jia)氣(qi)(qi)成(cheng)分，在充型和凝固過(guo)程(cheng)中形成(cheng)析出氣(qi)(qi)孔和反應氣(qi)(qi)孔。
（5）型(xing)砂、型(xing)芯和(he)涂料配制不當，與(yu)金屬液(ye)發生界面(mian)(mian)反(fan)應(ying)，形成表(biao)面(mian)(mian)針孔和(he)皮下氣孔。
（6）澆注溫(wen)度過(guo)(guo)低(di)，金(jin)屬(shu)型(xing)溫(wen)度過(guo)(guo)低(di)，金(jin)屬(shu)液除渣不良，粘(zhan)度過(guo)(guo)高，使在澆注和(he)充型(xing)過(guo)(guo)程中(zhong)卷入的氣體(ti)及由金(jin)屬(shu)液中(zhong)析出(chu)的氣體(ti)來不及排出(chu)鑄型(xing)或上浮到冒口或出(chu)氣口中(zhong)去。
（7）在氣(qi)候(hou)潮(chao)濕(shi)季節熔煉易吸(xi)氣(qi)的合金(jin)時，合金(jin)液大量吸(xi)氣(qi)，造成(cheng)鑄件成(cheng)批報廢。
（8）樹(shu)脂砂(sha)的樹(shu)脂和(he)固化(hua)劑(ji)加入量(liang)(liang)(liang)過(guo)(guo)多，樹(shu)脂含氟(fu)量(liang)(liang)(liang)過(guo)(guo)高(gao)，原砂(sha)和(he)zaisheng砂(sha)的角(jiao)形系(xi)數過(guo)(guo)高(gao)、粒度過(guo)(guo)細，灼減(jian)量(liang)(liang)(liang)和(he)微粉含量(liang)(liang)(liang)過(guo)(guo)高(gao)，使型砂(sha)的發氣量(liang)(liang)(liang)過(guo)(guo)高(gao)，透氣性過(guo)(guo)低
防止方法
（1）非鐵合金(jin)熔煉(lian)時，爐料(liao)(liao)、溶劑、工(gong)具和(he)澆包(bao)要充分預熱和(he)烘干，去銹去油污，多次重熔爐料(liao)(liao)的加入量要適當限制。
（2）防(fang)止(zhi)(zhi)金屬(shu)(shu)液(ye)在熔(rong)煉過程中(zhong)過度氧(yang)(yang)化和吸氣(qi)(qi)，加(jia)以脫(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)、除氣(qi)(qi)和除渣，在澆包(bao)內的金屬(shu)(shu)熔(rong)池表(biao)面加(jia)覆蓋(gai)溶劑，防(fang)止(zhi)(zhi)金屬(shu)(shu)二次(ci)氧(yang)(yang)化、吸氣(qi)(qi)和有(you)害雜(za)質返回(hui)熔(rong)池。用鋁對(dui)鑄鋼、鑄鐵(tie)(tie)脫(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)時，應(ying)嚴格控制殘留含鋁量(liang)，吸氣(qi)(qi)傾向嚴重的鋼液(ye)，應(ying)盡(jin)量(liang)避免用鋁脫(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)，可采用AVD、VOD、多孔(kong)塞吹惰性氣(qi)(qi)體、噴粉法等對(dui)鋼液(ye)進行爐外練(lian)，脫(tuo)(tuo)(tuo)除鋼液(ye)中(zhong)的氣(qi)(qi)體與(yu)有(you)害雜(za)質；對(dui)球(qiu)墨鑄鐵(tie)(tie)，應(ying)加(jia)強脫(tuo)(tuo)(tuo)硫，降(jiang)低原(yuan)湯的含流量(liang)，在保(bao)證球(qiu)化的前(qian)提(ti)下，盡(jin)量(liang)減少球(qiu)化劑的加(jia)入量(liang)，降(jiang)低鑄鐵(tie)(tie)的殘留鎂量(liang)，并加(jia)強孕育處理。
（3）澆(jiao)注(zhu)(zhu)時金屬(shu)(shu)液不得斷(duan)流，充型速(su)度不宜太高，鑄件澆(jiao)注(zhu)(zhu)位置和澆(jiao)注(zhu)(zhu)系統(tong)的設置應保證(zheng)金屬(shu)(shu)液平穩地(di)充滿型腔(qiang)，并利于開腔(qiang)內氣體能順(shun)利排(pai)出。
（4）鑄(zhu)造時，應保證(zheng)鑄(zhu)型(xing)和型(xing)芯(xin)排氣changtong，砂芯(xin)內要(yao)開排氣通道，合型(xing)時要(yao)填補芯(xin)頭間隙，以免鉆(zhan)入金屬(shu)液堵塞排氣通道。
（5）增(zeng)加直澆(jiao)道高(gao)度(du)，以提高(gao)充型金屬液靜壓力。
（6）降(jiang)低(di)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)砂的(de)(de)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)和(he)固化劑加入量(liang)，采(cai)用低(di)氮或(huo)無氮樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)及形(xing)料圓整、粒(li)度(du)適中、灼減量(liang)和(he)微(wei)粉(fen)含(han)量(liang)低(di)的(de)(de)原砂和(he)zaisheng砂，以(yi)降(jiang)低(di)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)的(de)(de)發氣(qi)量(liang)，提高樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)砂的(de)(de)透氣(qi)性
縮孔類缺陷及(ji)fangzhi方法
而(er)鑄件(jian)產生縮孔、縮松(song)，原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)很(hen)多，有(you)鑄件(jian)與(yu)模樣設(she)(she)計(ji)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，有(you)砂(sha)箱設(she)(she)計(ji)不合適的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，有(you)澆(jiao)(jiao)冒(mao)口設(she)(she)計(ji)的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，有(you)型(xing)砂(sha)型(xing)避移位方面(mian)的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，另外還有(you)制方面(mian)的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，有(you)金屬化學(xue)成(cheng)分調配(pei)不當的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，有(you)熔煉環節操作不當原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)，也有(you)澆(jiao)(jiao)注方面(mian)的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)。
由(you)于造成(cheng)鑄(zhu)鐵平臺鑄(zhu)件(jian)縮(suo)孔(kong)的原因眾多，所以在查找(zhao)根(gen)源時(shi)，常常比較(jiao)費(fei)時(shi)間。如何快速判定鑄(zhu)件(jian)縮(suo)孔(kong)產生的內因，這 需要我(wo)們多對照鑄(zhu)件(jian)縮(suo)孔(kong)缺陷案例，熟(shu)記理論 征，加強學習，從(cong)而提高(gao)對這類(lei)缺陷認識(shi)和解(jie)決能力。
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