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(jian)主要采(cai)用傳統濕(shi)型(xing)砂(sha)(sha)鑄造工(gong)藝生(sheng)產鑄鐵平板鑄件(jian)，在長期的(de)生(sheng)產中，發現鑄鋼件(jian)主要出現以下鑄造缺(que)陷，砂(sha)(sha)眼，粘砂(sha)(sha)，氣孔(kong)，孔(kong)，夾砂(sha)(sha)結(jie)ba，脹砂(sha)(sha)等等。
1.砂(sha)眼：砂(sha)眼缺(que)陷處內部(bu)或(huo)表(biao)(biao)面有充(chong)塞著型(xing)（芯）砂(sha)的小孔，砂(sha)眼是一種常見的鑄造(zao)缺(que)陷，往(wang)往(wang)導致(zhi)鑄鐵平板(ban)鑄件報廢。砂(sha)眼是由于金(jin)屬液從砂(sha)型(xing)型(xing)腔表(biao)(biao)面沖下來的砂(sha)粒(li)（塊），或(huo)者在(zai)造(zao)型(xing)，合箱(xiang)操作中落人(ren)型(xing)腔中的砂(sha)粒(li)（塊）來不(bu)及浮入澆冒(mao)系統，留在(zai)鑄件內部(bu)或(huo)表(biao)(biao)面而造(zao)成的。
砂(sha)眼的預防措施：
（1）嚴格控制型(xing)砂(sha)性能，提(ti)高(gao)砂(sha)型(xing)芯的(de)表面強(qiang)度和緊實(shi)度，減少(shao)(shao)毛刺和銳角，減少(shao)(shao)沖砂(sha)。
（2）合(he)箱前把型(xing)腔和(he)砂(sha)(sha)(sha)芯表面的浮砂(sha)(sha)(sha)處理干凈，平穩合(he)箱，如果(guo)是明冒口或貫(guan)通出(chu)氣(qi)眼，應避免散(san)砂(sha)(sha)(sha)從(cong)中掉人型(xing)腔，合(he)箱后要盡快澆(jiao)注(zhu)。
（3）設置正確合理的(de)澆冒系(xi)統，避免金屬液對型壁和砂芯(xin)的(de)沖刷力過(guo)大。
（4）澆口杯表面要光(guang)滑(hua)，不能有浮砂。
2.粘砂：在(zai)鑄鐵平板鑄件表(biao)(biao)面上，全部或(huo)部分覆(fu)蓋著一(yi)層金(jin)屬(或(huo)金(jin)屬氧化物(wu))與砂（或(huo)涂料(liao)）的混（化）合物(wu)或(huo)一(yi)層燒結構的型砂，致使(shi)鑄件表(biao)(biao)面粗糙，難于清理(li)。
粘(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)多發生在(zai)型、芯表(biao)面(mian)受熱作用(yong)強烈(lie)的(de)(de)部位，分機(ji)械(xie)(xie)粘(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)和(he)化學(xue)(xue)粘(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)兩種。機(ji)械(xie)(xie)粘(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)是由金(jin)屬液(ye)滲(shen)入(ru)(ru)鑄(zhu)型表(biao)面(mian)的(de)(de)微(wei)孔中(zhong)形成(cheng)的(de)(de)，當(dang)滲(shen)入(ru)(ru)shendu小于砂(sha)粒半(ban)徑時，鑄(zhu)鐵平(ping)板鑄(zhu)件不(bu)形成(cheng)粘(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)，只是表(biao)面(mian)粗糙，當(dang)滲(shen)入(ru)(ru)shendu大于砂(sha)粒半(ban)徑時， 形成(cheng)機(ji)械(xie)(xie)粘(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)，化學(xue)(xue)粘(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)是金(jin)屬氧化物(wu)(wu)和(he)造(zao)型材料(liao)相互進行(xing)化學(xue)(xue)作用(yong)的(de)(de)產物(wu)(wu)，與(yu)鑄(zhu)件牢(lao)固地(di)結合在(zai)一起而形成(cheng)的(de)(de)。
粘(zhan)砂的預防措施：
（1）選用(yong)耐火(huo)度(du)(du)高的(de)(de)砂(sha)(sha)(sha)，以(yi)提高型砂(sha)(sha)(sha)，芯砂(sha)(sha)(sha)的(de)(de)耐火(huo)度(du)(du)，原(yuan)砂(sha)(sha)(sha)的(de)(de)SiO2含量(liang)在96（質量(liang)分(fen)數）以(yi)上，而且砂(sha)(sha)(sha)粒應對粗些(xie)。鑄鐵平(ping)板(ban)鑄件的(de)(de)澆注溫度(du)(du)越(yue)高，壁厚(hou)越(yue)厚(hou)，對原(yuan)砂(sha)(sha)(sha)中SiO2含量(liang)的(de)(de)要求(qiu)越(yue)高。
（2）適當降低澆注溫度和提高澆注速度，減輕金屬液對(dui)砂(sha)型的熱力學(xue)和物(wu)理化學(xue)作用(yong)。
（3）砂(sha)型(xing)緊(jin)實度要高(gao)（通常大于85）且均勻，減少砂(sha)粒間隙；型(xing)、芯修(xiu)補到(dao)位，不(bu)能有局(ju)部疏(shu)松。
（4）采用(yong)在高溫下(xia)不開裂、不燒結成熔洞的(de)涂料。
3.氣(qi)(qi)孔：在(zai)鑄件(jian)內(nei)部，表面(mian)或(huo)近于(yu)表面(mian)處(chu)，有(you)(you)大(da)小不(bu)等(deng)的(de)(de)(de)光滑孔眼，形狀(zhuang)有(you)(you)圓的(de)(de)(de)，長的(de)(de)(de)及(ji)不(bu)規則的(de)(de)(de)，有(you)(you)單(dan)個的(de)(de)(de)，也(ye)有(you)(you)聚集(ji)成(cheng)片的(de)(de)(de)。顏(yan)色(se)有(you)(you)白色(se)的(de)(de)(de)或(huo)帶一(yi)層暗(an)色(se)，有(you)(you)時覆有(you)(you)一(yi)層氧化皮。由于(yu)氣(qi)(qi)體的(de)(de)(de)來(lai)源和(he)形成(cheng)原因不(bu)同，氣(qi)(qi)孔的(de)(de)(de)表現形式(shi)也(ye)各不(bu)相同，有(you)(you)侵入性氣(qi)(qi)孔、析出性氣(qi)(qi)孔和(he)反應性氣(qi)(qi)孔。
侵入(ru)(ru)性氣孔(kong)體積較大，形(xing)狀近(jin)似(si)梨(li)形(xing)，常出現在鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件(jian)上部(bu)靠近(jin)型芯壁或澆(jiao)注位置(zhi)處，主(zhu)要是由于砂型芯中(zhong)產生(sheng)的氣體侵入(ru)(ru)金屬中(zhong)未能逸(yi)出造成的，梨(li)形(xing)氣孔(kong)小端位置(zhi)表明氣體由該(gai)處進(jin)入(ru)(ru)鑄(zhu)人件(jian)。
析出(chu)(chu)性氣孔(kong)多而(er)分散(san)，一(yi)般位于鑄(zhu)件(jian)表面，往(wang)(wang)往(wang)(wang)同(tong)一(yi)爐鑄(zhu)件(jian)幾乎都會出(chu)(chu)現，主(zhu)要是由于金屬(shu)在(zai)熔煉過程中(zhong)吸收的氣體在(zai)凝(ning)固前未能全部析出(chu)(chu)， 在(zai)鑄(zhu)件(jian)中(zhong)形成許(xu)多分散(san)的小氣孔(kong)。
反(fan)應性氣(qi)(qi)孔是由(you)于金屬一鑄(zhu)型(xing)界(jie)面(mian)發(fa)生化(hua)學反(fan)應而產生的氣(qi)(qi)孔，因其(qi)分布均勻且往往在(zai)鑄(zhu)件表皮(pi)以下1-3mm處(chu)（有時在(zai)一層氧化(hua)皮(pi)下面(mian)）出(chu)現，所以又稱(cheng)為(wei)皮(pi)下氣(qi)(qi)孔。又由(you)于這種氣(qi)(qi)孔多呈細(xi)長形針孔狀(zhuang)，其(qi)長軸(zhou)與鑄(zhu)件表面(mian)垂直，又可(ke)將其(qi)稱(cheng)為(wei)針孔。
氣孔(kong)的預防措施：
（1）采(cai)用(yong)(yong)潔凈干燥的(de)爐(lu)料，限制含氣量較多的(de)爐(lu)料的(de)使用(yong)(yong)，降低熔煉時金屬的(de)吸(xi)氣量；澆(jiao)包要烘干燙包；可以適當(dang)提高(gao)澆(jiao)注溫度以利于氣體擴散。
（2）澆注鑄鐵(tie)平板時(shi)控(kong)制好壓頭(tou)和速度，保證鋼水平穩充填砂型(xing)型(xing)腔，避免產生紊(wen)流，防止卷入氣(qi)體。
（3）減少發(fa)氣量，控制型（芯(xin)）砂(sha)(sha)水(shui)分(fen)及發(fa)氣原料的含(han)量，減少砂(sha)(sha)型在澆注過程中的發(fa)氣量，不使用受潮，生銹或有油污的冷鐵和芯(xin)撐(cheng)等。
（4）gaishan砂(sha)型(xing)的透氣(qi)性，選擇合(he)(he)適的砂(sha)型(xing)緊實度，提高砂(sha)型(xing)和型(xing)芯(xin)(xin)的透氣(qi)性；合(he)(he)理安排(pai)出(chu)氣(qi)眼(yan)，使(shi)型(xing)（芯(xin)(xin)）內氣(qi)體能順利排(pai)出(chu)。
（5）提高氣體進入金屬液的(de)阻(zu)力.合理(li)設計澆(jiao)注系統,避(bi)免澆(jiao)注時卷入氣體,在(zai)型（芯）表面(mian)涂(tu)刷涂(tu)料以減少(shao)少(shao)金屬一(yi)鑄型的(de)界面(mian)作用。
4.縮(suo)孔(kong)、縮(suo)松
縮(suo)孔、縮(suo)松的預防(fang)措施：
（1）盡量(liang)降低(di)注(zhu)溫度和澆注(zhu)速度,澆注(zhu)后(hou)期的(de)補澆要充(chong)分(fen)到位。（2）合理(li)設(she)計澆冒(mao)系統(tong),壁(bi)厚(hou)(hou)小且均勻(yun)的(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件要采用(yong)同(tong)時凝(ning)固(gu),壁(bi)厚(hou)(hou)大且不均勻(yun)的(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件采用(yong)由薄(bo)向厚(hou)(hou)的(de)順序凝(ning)固(gu),使(shi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)平(ping)板(ban)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件得到充(chong)分(fen)補縮(suo)。（3）在鑄(zhu)(zhu)(zhu)件厚(hou)(hou)斷面(mian)部位,合理(li)放置內,外冷鐵(tie)。（4）盡量(liang)減少鑄(zhu)(zhu)(zhu)件的(de)熱節部位。
5.裂(lie)紋：裂(lie)紋分(fen)為熱裂(lie)和冷裂(lie)。熱裂(lie)主要由S引(yin)起，多為不規則形狀,裂(lie)口處(chu)金屬表(biao)皮氧化;冷裂(lie)主要由P引(yin)起,裂(lie)口較直,開裂(lie)處(chu)有金屬光澤(ze),有時出現輕(qing)微氧化色。部分(fen)鑄鐵平板(ban)鑄件采用水(shui)爆清砂工藝，亦(yi)可導(dao)致裂(lie)紋。
裂紋的預防措施：
（1）提高砂(sha)型和砂(sha)芯的(de)(de)退讓(rang)性(xing)。（2）嚴格控制爐料及(ji)鐵(tie)(tie)水中的(de)(de)S、P含量。（3）鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平板鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)壁厚(hou)盡量均勻,避免(mian)壁厚(hou)的(de)(de)突(tu)然改變,條件(jian)(jian)(jian)允(yun)許(xu)時,可(ke)適當(dang)設置加(jia)強筋,兩截面交(jiao)接(jie)部(bu)(bu)(bu)位采(cai)用圓角(jiao)連接(jie),以減少應力(li)集中。（4）調節(jie)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平板鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)各(ge)部(bu)(bu)(bu)位冷卻速度,避免(mian)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)局部(bu)(bu)(bu)過熱,在(zai)厚(hou)大斷面或熱節(jie)處放(fang)置冷鐵(tie)(tie),內澆道適當(dang)分散,使鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)各(ge)部(bu)(bu)(bu)位溫度趨(qu)向均勻,澆冒口(kou)當(dang)應阻礙鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)收縮(suo)。（5）鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平板鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)澆注后,開型不能(neng)過早,采(cai)用水爆(bao)清砂(sha)工藝的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)應掌握好(hao)溫度和時間。
6.其他鑄(zhu)造缺陷
（1）鑄件比較容易變形.某些鑄件加工后,放(fang)置(zhi)一(yi)段時間(jian)后會出現(xian)變形。
預防措(cuo)施：適當添(tian)加(jia)加(jia)強筋;適當增加(jia)加(jia)工(gong)余(yu)量;采用反變形工(gong)藝；將(jiang)鑄(zhu)件進(jin)行去應(ying)力退火,xiaochu鑄(zhu)件的內應(ying)力；采用時效處理(li)。
（2）冷隔 在鑄(zhu)件上有(you)未完全ronghe的縫(feng)隙或凹坑,其(qi)交界邊緣是圓滑的。
預防措施：提高澆注(zhu)溫度(du)和澆注(zhu)速度(du);gaishan澆注(zhu)系(xi)統;澆注(zhu)時(shi)不斷流。
（3）澆不足 由于金屬(shu)液(ye)未完(wan)全充滿(man)型腔(qiang)而產生的鑄(zhu)件缺肉。預防(fang)措施(shi);提高澆注溫度(du)和(he)澆注速度(du);不要斷流和(he)防(fang)止跑火(huo);澆注后期的點澆補縮到位。
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。
