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)要采用傳統濕型(xing)砂(sha)鑄(zhu)(zhu)造工藝(yi)生(sheng)產(chan)鑄(zhu)(zhu)鐵平板鑄(zhu)(zhu)件，在長期(qi)的生(sheng)產(chan)中，發現鑄(zhu)(zhu)鋼件主(zhu)要出(chu)現以下鑄(zhu)(zhu)造缺(que)陷，砂(sha)眼，粘砂(sha)，氣孔(kong)，孔(kong)，夾(jia)砂(sha)結ba，脹砂(sha)等等。
1.砂(sha)(sha)(sha)眼(yan)：砂(sha)(sha)(sha)眼(yan)缺陷(xian)處內部(bu)或(huo)表(biao)面(mian)有(you)充(chong)塞(sai)著型(xing)(xing)（芯）砂(sha)(sha)(sha)的(de)小孔，砂(sha)(sha)(sha)眼(yan)是(shi)一(yi)種(zhong)常見(jian)的(de)鑄(zhu)造(zao)(zao)缺陷(xian)，往往導致(zhi)鑄(zhu)鐵平(ping)板(ban)鑄(zhu)件(jian)報(bao)廢(fei)。砂(sha)(sha)(sha)眼(yan)是(shi)由于金屬液從砂(sha)(sha)(sha)型(xing)(xing)型(xing)(xing)腔(qiang)表(biao)面(mian)沖下(xia)來(lai)(lai)的(de)砂(sha)(sha)(sha)粒（塊(kuai)(kuai)），或(huo)者(zhe)在造(zao)(zao)型(xing)(xing)，合箱操作中落人型(xing)(xing)腔(qiang)中的(de)砂(sha)(sha)(sha)粒（塊(kuai)(kuai)）來(lai)(lai)不及浮入(ru)澆(jiao)冒系統，留(liu)在鑄(zhu)件(jian)內部(bu)或(huo)表(biao)面(mian)而造(zao)(zao)成(cheng)的(de)。
砂(sha)眼(yan)的預防措施：
（1）嚴格控(kong)制型砂(sha)性能(neng)，提高砂(sha)型芯的(de)表面(mian)強度和(he)緊(jin)實度，減少毛刺和(he)銳角(jiao)，減少沖砂(sha)。
（2）合(he)(he)(he)箱前把型腔和砂(sha)芯表面的浮砂(sha)處理干凈(jing)，平穩合(he)(he)(he)箱，如果是明冒(mao)口(kou)或貫通出(chu)氣眼，應(ying)避免散砂(sha)從中掉(diao)人(ren)型腔，合(he)(he)(he)箱后(hou)要(yao)盡快澆注。
（3）設置正確合(he)理的澆(jiao)冒系統，避免金屬液對型壁和(he)砂芯的沖刷力過大。
（4）澆(jiao)口(kou)杯表面要光(guang)滑(hua)，不能(neng)有浮砂。
2.粘砂：在鑄鐵平板(ban)鑄件表面上，全(quan)部或部分覆蓋著一層(ceng)金屬(或金屬氧化(hua)物(wu))與砂（或涂料(liao)）的(de)混(hun)（化(hua)）合物(wu)或一層(ceng)燒結構(gou)的(de)型砂，致使鑄件表面粗糙，難于(yu)清理。
粘(zhan)砂(sha)(sha)多發生在(zai)型、芯表面受熱作用強(qiang)烈的(de)(de)部(bu)位(wei)，分機械粘(zhan)砂(sha)(sha)和(he)化學粘(zhan)砂(sha)(sha)兩種。機械粘(zhan)砂(sha)(sha)是(shi)由(you)金(jin)屬(shu)液(ye)滲(shen)入(ru)(ru)(ru)鑄(zhu)(zhu)型表面的(de)(de)微孔中形成(cheng)(cheng)的(de)(de)，當滲(shen)入(ru)(ru)(ru)shendu小于砂(sha)(sha)粒(li)半徑(jing)時(shi)(shi)，鑄(zhu)(zhu)鐵平板鑄(zhu)(zhu)件(jian)不形成(cheng)(cheng)粘(zhan)砂(sha)(sha)，只是(shi)表面粗糙(cao)，當滲(shen)入(ru)(ru)(ru)shendu大于砂(sha)(sha)粒(li)半徑(jing)時(shi)(shi)， 形成(cheng)(cheng)機械粘(zhan)砂(sha)(sha)，化學粘(zhan)砂(sha)(sha)是(shi)金(jin)屬(shu)氧化物(wu)和(he)造型材料相互(hu)進行化學作用的(de)(de)產物(wu)，與(yu)鑄(zhu)(zhu)件(jian)牢固地結合在(zai)一起而形成(cheng)(cheng)的(de)(de)。
粘砂的(de)預防措施：
（1）選用耐(nai)火度高的砂(sha)(sha)，以提高型砂(sha)(sha)，芯砂(sha)(sha)的耐(nai)火度，原砂(sha)(sha)的SiO2含(han)量在96（質量分數(shu)）以上，而且砂(sha)(sha)粒(li)應對粗些。鑄(zhu)鐵平(ping)板鑄(zhu)件的澆注溫度越高，壁(bi)厚越厚，對原砂(sha)(sha)中SiO2含(han)量的要求越高。
（2）適(shi)當降低澆注(zhu)溫度和(he)提高澆注(zhu)速度，減輕金屬液對砂(sha)型的(de)熱力學和(he)物(wu)理化學作(zuo)用。
（3）砂型緊實度要高（通常大于85）且均勻，減(jian)少砂粒間隙；型、芯修補到位，不能有局部疏(shu)松。
（4）采用(yong)在高溫下不開裂、不燒結成熔洞的(de)涂料。
3.氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)：在鑄件內部(bu)，表(biao)面(mian)或(huo)近于表(biao)面(mian)處，有大(da)小不等的(de)(de)光滑孔(kong)眼，形狀有圓的(de)(de)，長的(de)(de)及不規則的(de)(de)，有單個(ge)的(de)(de)，也(ye)有聚(ju)集成(cheng)片的(de)(de)。顏(yan)色有白色的(de)(de)或(huo)帶一層暗(an)色，有時覆(fu)有一層氧化皮。由(you)于氣(qi)(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)來源(yuan)和(he)(he)形成(cheng)原因不同(tong)，氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)的(de)(de)表(biao)現形式也(ye)各(ge)不相同(tong)，有侵入性(xing)氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)、析(xi)出性(xing)氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)和(he)(he)反應性(xing)氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)。
侵入(ru)性氣(qi)孔體積較大，形(xing)(xing)狀(zhuang)近似梨(li)形(xing)(xing)，常出現在鑄鐵平板(ban)鑄件(jian)上(shang)部靠(kao)近型(xing)芯壁(bi)或澆注位置處(chu)，主(zhu)要是(shi)由于砂型(xing)芯中(zhong)產生的氣(qi)體侵入(ru)金(jin)屬中(zhong)未能逸出造成的，梨(li)形(xing)(xing)氣(qi)孔小端(duan)位置表明氣(qi)體由該處(chu)進(jin)入(ru)鑄人(ren)件(jian)。
析出性氣孔多(duo)而分(fen)散，一般(ban)位于鑄(zhu)件(jian)(jian)表面，往往同一爐鑄(zhu)件(jian)(jian)幾乎(hu)都會出現，主要是由于金屬在(zai)熔(rong)煉過程中吸(xi)收(shou)的氣體在(zai)凝固前未能全部析出， 在(zai)鑄(zhu)件(jian)(jian)中形(xing)成許多(duo)分(fen)散的小氣孔。
反應性氣孔(kong)是由于金屬一鑄型界(jie)面(mian)發(fa)生化學反應而產生的氣孔(kong)，因其分布均勻且(qie)往往在鑄件表(biao)皮(pi)以下1-3mm處（有時在一層氧化皮(pi)下面(mian)）出現，所以又稱為皮(pi)下氣孔(kong)。又由于這種氣孔(kong)多(duo)呈(cheng)細(xi)長形針孔(kong)狀，其長軸(zhou)與鑄件表(biao)面(mian)垂直，又可將(jiang)其稱為針孔(kong)。
氣孔(kong)的預(yu)防措(cuo)施：
（1）采用潔凈干燥(zao)的(de)爐料，限制(zhi)含(han)氣(qi)量(liang)較(jiao)多的(de)爐料的(de)使(shi)用，降(jiang)低熔煉時金(jin)屬的(de)吸(xi)氣(qi)量(liang)；澆包要烘干燙(tang)包；可以適當提(ti)高(gao)澆注(zhu)溫度以利于氣(qi)體擴散。
（2）澆注鑄鐵平板時控制好(hao)壓頭和速度，保證(zheng)鋼水平穩充填砂型(xing)型(xing)腔，避免產生紊流，防止卷入氣體。
（3）減(jian)少發(fa)(fa)氣量(liang)，控制型（芯）砂水分及發(fa)(fa)氣原料(liao)的含(han)量(liang)，減(jian)少砂型在(zai)澆注(zhu)過(guo)程中的發(fa)(fa)氣量(liang)，不使用受(shou)潮，生(sheng)銹(xiu)或有油污的冷(leng)鐵和芯撐等(deng)。
（4）gaishan砂(sha)型(xing)的透(tou)氣(qi)性，選擇合適的砂(sha)型(xing)緊實(shi)度，提高砂(sha)型(xing)和型(xing)芯(xin)的透(tou)氣(qi)性；合理安排出氣(qi)眼，使型(xing)（芯(xin)）內氣(qi)體能順(shun)利排出。
（5）提高氣體進入金屬液的阻力.合(he)理設計澆(jiao)注系統,避免澆(jiao)注時卷入氣體,在型(xing)（芯(xin)）表面涂刷(shua)涂料以減(jian)少少金屬一鑄型(xing)的界面作用(yong)。
4.縮(suo)孔、縮(suo)松
縮孔、縮松(song)的預防措施：
（1）盡量降低注溫度和(he)澆(jiao)注速度,澆(jiao)注后期的(de)補澆(jiao)要(yao)充分(fen)到(dao)位。（2）合(he)理設計澆(jiao)冒(mao)系統,壁厚小且均勻(yun)的(de)鑄(zhu)件要(yao)采用同時凝(ning)固,壁厚大且不均勻(yun)的(de)鑄(zhu)件采用由薄向厚的(de)順序凝(ning)固,使鑄(zhu)鐵平板(ban)鑄(zhu)件得到(dao)充分(fen)補縮。（3）在鑄(zhu)件厚斷面部位,合(he)理放置(zhi)內,外冷鐵。（4）盡量減少鑄(zhu)件的(de)熱節部位。
5.裂(lie)(lie)紋(wen)：裂(lie)(lie)紋(wen)分(fen)為熱裂(lie)(lie)和冷裂(lie)(lie)。熱裂(lie)(lie)主要由(you)S引起，多為不規則形狀,裂(lie)(lie)口處金屬表皮氧(yang)化;冷裂(lie)(lie)主要由(you)P引起,裂(lie)(lie)口較直,開裂(lie)(lie)處有(you)金屬光澤,有(you)時出現輕微氧(yang)化色。部分(fen)鑄(zhu)鐵(tie)平板鑄(zhu)件采用水爆清(qing)砂工藝，亦可導致(zhi)裂(lie)(lie)紋(wen)。
裂紋的(de)預防措施(shi)：
（1）提(ti)高(gao)砂(sha)型和(he)砂(sha)芯的退讓性。（2）嚴格控制爐料及(ji)鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)中(zhong)的S、P含量。（3）鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)平板鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)壁厚(hou)盡量均(jun)勻,避免(mian)壁厚(hou)的突然(ran)改變,條件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)允許(xu)時,可(ke)適當設置加強筋(jin),兩截(jie)面交(jiao)接(jie)部(bu)(bu)位(wei)采(cai)用圓角(jiao)連接(jie),以減少應(ying)(ying)力(li)集中(zhong)。（4）調節(jie)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)平板鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)各(ge)(ge)部(bu)(bu)位(wei)冷卻速度,避免(mian)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)局部(bu)(bu)過熱,在厚(hou)大斷面或熱節(jie)處放置冷鐵(tie)(tie)(tie),內(nei)澆(jiao)道適當分散,使鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)各(ge)(ge)部(bu)(bu)位(wei)溫度趨向(xiang)均(jun)勻,澆(jiao)冒口(kou)當應(ying)(ying)阻礙鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)的收縮。（5）鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)平板鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)澆(jiao)注后,開型不能過早,采(cai)用水(shui)爆清砂(sha)工藝的鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)應(ying)(ying)掌握(wo)好(hao)溫度和(he)時間(jian)。
6.其他(ta)鑄造(zao)缺陷(xian)
（1）鑄件比較(jiao)容易(yi)變形.某些(xie)鑄件加工后,放置一段時間后會出(chu)現變形。
預防措(cuo)施：適(shi)當(dang)添加(jia)加(jia)強筋;適(shi)當(dang)增加(jia)加(jia)工(gong)余量;采用反變形(xing)工(gong)藝；將鑄件進(jin)行去應力(li)(li)退火,xiaochu鑄件的內應力(li)(li)；采用時效處理(li)。
（2）冷隔 在鑄件上有未(wei)完全ronghe的縫隙或凹坑,其交界邊緣是圓滑的。
預(yu)防措施：提高澆(jiao)注(zhu)溫度和澆(jiao)注(zhu)速度;gaishan澆(jiao)注(zhu)系(xi)統;澆(jiao)注(zhu)時(shi)不(bu)斷流。
（3）澆不足 由于金屬液未完全充(chong)滿型腔而產生的鑄(zhu)件缺肉(rou)。預防(fang)措施;提高(gao)澆注(zhu)(zhu)(zhu)溫度(du)(du)和澆注(zhu)(zhu)(zhu)速度(du)(du);不要斷(duan)流(liu)和防(fang)止跑火(huo);澆注(zhu)(zhu)(zhu)后期(qi)的點澆補縮到位(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。
