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)(zhu)要采用(yong)傳統濕型砂(sha)(sha)鑄(zhu)造(zao)工藝生產(chan)鑄(zhu)鐵平(ping)板鑄(zhu)件，在長期的(de)生產(chan)中，發現(xian)鑄(zhu)鋼件主(zhu)(zhu)要出現(xian)以下(xia)鑄(zhu)造(zao)缺(que)陷，砂(sha)(sha)眼，粘(zhan)砂(sha)(sha)，氣孔，孔，夾砂(sha)(sha)結ba，脹(zhang)砂(sha)(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)(huo)表(biao)面(mian)有充塞(sai)著型（芯(xin)）砂(sha)(sha)(sha)的小孔(kong)，砂(sha)(sha)(sha)眼(yan)是一種常見的鑄(zhu)造缺陷(xian)，往往導致(zhi)鑄(zhu)鐵(tie)平板鑄(zhu)件報廢。砂(sha)(sha)(sha)眼(yan)是由于金(jin)屬液(ye)從砂(sha)(sha)(sha)型型腔(qiang)表(biao)面(mian)沖下(xia)來的砂(sha)(sha)(sha)粒（塊），或(huo)(huo)者在(zai)造型，合箱操作中落人(ren)型腔(qiang)中的砂(sha)(sha)(sha)粒（塊）來不(bu)及浮入(ru)澆(jiao)冒系(xi)統(tong)，留在(zai)鑄(zhu)件內部(bu)或(huo)(huo)表(biao)面(mian)而(er)造成的。
砂眼的預(yu)防(fang)措施(shi)：
（1）嚴格控制型砂(sha)性能，提高砂(sha)型芯的表面強度和緊實度，減(jian)少毛(mao)刺(ci)和銳(rui)角(jiao)，減(jian)少沖(chong)砂(sha)。
（2）合箱前把型(xing)腔(qiang)和(he)砂芯表面的浮砂處理干凈，平穩合箱，如果是(shi)明冒口或(huo)貫通出(chu)氣眼，應避免散砂從中掉人型(xing)腔(qiang)，合箱后(hou)要盡快(kuai)澆(jiao)注。
（3）設置正確(que)合(he)理的(de)澆(jiao)冒(mao)系統(tong)，避免金屬液(ye)對(dui)型壁和砂芯的(de)沖(chong)刷力過(guo)大。
（4）澆口(kou)杯表面(mian)要光滑(hua)，不(bu)能有浮砂。
2.粘砂(sha)：在(zai)鑄鐵平(ping)板(ban)鑄件(jian)表面上，全部或(huo)部分覆蓋著一層金屬(shu)(或(huo)金屬(shu)氧化物)與砂(sha)（或(huo)涂(tu)料(liao)）的(de)混(hun)（化）合(he)物或(huo)一層燒結構的(de)型砂(sha)，致使鑄件(jian)表面粗(cu)糙，難于清理。
粘(zhan)砂(sha)(sha)多(duo)發生在型(xing)、芯表面(mian)(mian)受熱作用強(qiang)烈的(de)(de)部位(wei)，分機(ji)械(xie)粘(zhan)砂(sha)(sha)和(he)化(hua)學(xue)粘(zhan)砂(sha)(sha)兩種(zhong)。機(ji)械(xie)粘(zhan)砂(sha)(sha)是(shi)由金屬液滲入鑄型(xing)表面(mian)(mian)的(de)(de)微(wei)孔(kong)中(zhong)形成(cheng)的(de)(de)，當滲入shendu小于(yu)砂(sha)(sha)粒半徑時，鑄鐵平板(ban)鑄件不形成(cheng)粘(zhan)砂(sha)(sha)，只是(shi)表面(mian)(mian)粗糙，當滲入shendu大(da)于(yu)砂(sha)(sha)粒半徑時， 形成(cheng)機(ji)械(xie)粘(zhan)砂(sha)(sha)，化(hua)學(xue)粘(zhan)砂(sha)(sha)是(shi)金屬氧(yang)化(hua)物(wu)和(he)造(zao)型(xing)材(cai)料相(xiang)互(hu)進行化(hua)學(xue)作用的(de)(de)產物(wu)，與鑄件牢固地結(jie)合在一起而(er)形成(cheng)的(de)(de)。
粘砂(sha)的(de)預(yu)防措施：
（1）選用耐火(huo)度(du)(du)高(gao)的砂(sha)(sha)，以提高(gao)型(xing)砂(sha)(sha)，芯砂(sha)(sha)的耐火(huo)度(du)(du)，原砂(sha)(sha)的SiO2含量(liang)在96（質量(liang)分數(shu)）以上，而且砂(sha)(sha)粒(li)應(ying)對(dui)粗些。鑄鐵平板鑄件的澆注溫度(du)(du)越高(gao)，壁厚(hou)越厚(hou)，對(dui)原砂(sha)(sha)中SiO2含量(liang)的要求越高(gao)。
（2）適當降(jiang)低澆注溫度和提高澆注速度，減(jian)輕金屬液對砂型(xing)的(de)熱力(li)學和物(wu)理化學作用(yong)。
（3）砂型(xing)緊實度要高（通常(chang)大(da)于85）且均(jun)勻，減少砂粒間(jian)隙；型(xing)、芯(xin)修(xiu)補到位，不能有局(ju)部(bu)疏松。
（4）采用在高(gao)溫下不開裂(lie)、不燒結成熔(rong)洞的涂料。
3.氣(qi)(qi)孔(kong)：在鑄(zhu)件內部，表(biao)面(mian)或(huo)近于表(biao)面(mian)處，有(you)(you)大小不等的光滑孔(kong)眼，形狀(zhuang)有(you)(you)圓的，長的及不規則(ze)的，有(you)(you)單(dan)個的，也有(you)(you)聚集成片的。顏(yan)色有(you)(you)白色的或(huo)帶一層(ceng)暗色，有(you)(you)時覆有(you)(you)一層(ceng)氧化皮。由于氣(qi)(qi)體的來源(yuan)和形成原因不同(tong)，氣(qi)(qi)孔(kong)的表(biao)現形式也各不相同(tong)，有(you)(you)侵入性氣(qi)(qi)孔(kong)、析(xi)出性氣(qi)(qi)孔(kong)和反應性氣(qi)(qi)孔(kong)。
侵入性(xing)氣孔(kong)體(ti)積較大，形(xing)狀近似梨(li)(li)形(xing)，常出現(xian)在鑄鐵平(ping)板鑄件上部靠近型芯壁或澆注位置處(chu)，主要是由于砂(sha)型芯中產(chan)生的氣體(ti)侵入金屬中未能(neng)逸出造成的，梨(li)(li)形(xing)氣孔(kong)小端位置表明氣體(ti)由該(gai)處(chu)進(jin)入鑄人件。
析出(chu)性氣(qi)孔多(duo)而分(fen)(fen)散，一般(ban)位于(yu)鑄(zhu)件(jian)表面(mian)，往往同一爐鑄(zhu)件(jian)幾乎(hu)都會出(chu)現(xian)，主要是由(you)于(yu)金屬(shu)在(zai)熔煉過(guo)程中(zhong)吸收的氣(qi)體在(zai)凝(ning)固(gu)前未能(neng)全部析出(chu)， 在(zai)鑄(zhu)件(jian)中(zhong)形成許多(duo)分(fen)(fen)散的小氣(qi)孔。
反應性氣(qi)孔(kong)是由于金(jin)屬一鑄型(xing)界面發生(sheng)化學反應而產生(sheng)的氣(qi)孔(kong)，因其(qi)分(fen)布均勻(yun)且(qie)往往在鑄件表(biao)皮以下(xia)1-3mm處（有時在一層氧化皮下(xia)面）出現，所以又稱為皮下(xia)氣(qi)孔(kong)。又由于這種(zhong)氣(qi)孔(kong)多呈細長形針孔(kong)狀，其(qi)長軸與(yu)鑄件表(biao)面垂直(zhi)，又可將其(qi)稱為針孔(kong)。
氣孔的預防措施：
（1）采(cai)用潔(jie)凈干燥的(de)爐(lu)(lu)料(liao)，限(xian)制含(han)氣量較多(duo)的(de)爐(lu)(lu)料(liao)的(de)使用，降低熔煉時金屬的(de)吸氣量；澆(jiao)包要烘(hong)干燙包；可以(yi)適當提(ti)高澆(jiao)注溫(wen)度以(yi)利于(yu)氣體擴散。
（2）澆注鑄鐵平(ping)板時控制好壓頭和速度，保證鋼水平(ping)穩(wen)充(chong)填砂型型腔，避(bi)免產生紊(wen)流，防止卷入氣體。
（3）減少發(fa)氣量(liang)(liang)，控制(zhi)型（芯）砂水分及發(fa)氣原料的(de)含量(liang)(liang)，減少砂型在澆注過程中的(de)發(fa)氣量(liang)(liang)，不使用受潮，生銹或有(you)油污(wu)的(de)冷鐵和芯撐等。
（4）gaishan砂(sha)型的(de)(de)透氣(qi)性，選擇合適(shi)的(de)(de)砂(sha)型緊實度，提高(gao)砂(sha)型和(he)型芯(xin)的(de)(de)透氣(qi)性；合理安排(pai)出(chu)氣(qi)眼，使型（芯(xin)）內氣(qi)體能順利排(pai)出(chu)。
（5）提(ti)高氣體進入金屬液的阻力.合理(li)設計(ji)澆(jiao)注(zhu)系統,避免澆(jiao)注(zhu)時卷入氣體,在型（芯）表面(mian)涂(tu)刷(shua)涂(tu)料以減少少金屬一鑄型的界面(mian)作用。
4.縮(suo)孔、縮(suo)松(song)
縮(suo)孔、縮(suo)松的(de)預防(fang)措施：
（1）盡量降低注溫(wen)度和澆注速(su)度,澆注后(hou)期(qi)的(de)補澆要充分(fen)(fen)到位(wei)(wei)。（2）合理設計澆冒系統,壁(bi)厚(hou)小且均勻的(de)鑄件(jian)要采用同(tong)時凝固(gu),壁(bi)厚(hou)大(da)且不均勻的(de)鑄件(jian)采用由薄(bo)向厚(hou)的(de)順序凝固(gu),使鑄鐵平板鑄件(jian)得到充分(fen)(fen)補縮。（3）在鑄件(jian)厚(hou)斷面部(bu)位(wei)(wei),合理放置內(nei),外冷鐵。（4）盡量減(jian)少(shao)鑄件(jian)的(de)熱節部(bu)位(wei)(wei)。
5.裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)：裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)分為熱裂(lie)(lie)(lie)(lie)和冷裂(lie)(lie)(lie)(lie)。熱裂(lie)(lie)(lie)(lie)主要由(you)S引起，多為不(bu)規(gui)則形狀(zhuang),裂(lie)(lie)(lie)(lie)口處金(jin)屬(shu)表皮氧化;冷裂(lie)(lie)(lie)(lie)主要由(you)P引起,裂(lie)(lie)(lie)(lie)口較直,開裂(lie)(lie)(lie)(lie)處有金(jin)屬(shu)光(guang)澤,有時出現輕微氧化色。部分鑄鐵平板(ban)鑄件采用水爆(bao)清砂工藝，亦可導致裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)。
裂紋的預防措施：
（1）提(ti)高砂(sha)型(xing)和(he)砂(sha)芯的(de)退讓性(xing)。（2）嚴格(ge)控制爐料及(ji)鐵(tie)水中的(de)S、P含量。（3）鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)平板鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)壁厚盡量均勻,避免(mian)壁厚的(de)突然改變,條件(jian)(jian)允(yun)許時(shi),可適(shi)(shi)當(dang)設置加(jia)強筋(jin),兩(liang)截(jie)面交接部(bu)位(wei)采用圓角連接,以減少應(ying)力集中。（4）調(diao)節鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)平板鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)各部(bu)位(wei)冷(leng)卻(que)速度(du),避免(mian)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)局部(bu)過(guo)熱,在(zai)厚大斷面或熱節處(chu)放置冷(leng)鐵(tie),內澆(jiao)道適(shi)(shi)當(dang)分散,使鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)各部(bu)位(wei)溫度(du)趨向均勻,澆(jiao)冒口當(dang)應(ying)阻礙(ai)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)的(de)收縮。（5）鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)平板鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)澆(jiao)注后,開型(xing)不能過(guo)早(zao),采用水爆清砂(sha)工藝的(de)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)應(ying)掌握好溫度(du)和(he)時(shi)間(jian)。
6.其他鑄造缺陷
（1）鑄件比較容易變形.某些鑄件加工后,放(fang)置一(yi)段時間后會出(chu)現變形。
預防措施(shi)：適當添加加強筋;適當增加加工余量(liang);采用反變形工藝；將鑄件進(jin)行去應力退(tui)火(huo),xiaochu鑄件的內(nei)應力；采用時效(xiao)處理。
（2）冷隔 在鑄(zhu)件(jian)上有未完全ronghe的縫隙或凹坑,其交界邊緣是圓(yuan)滑(hua)的。
預(yu)防(fang)措施：提高澆注溫度和(he)澆注速(su)度;gaishan澆注系統(tong);澆注時不斷流。
（3）澆(jiao)不足 由于金屬液未完(wan)全充滿型腔而產生(sheng)的鑄件(jian)缺肉。預防(fang)措(cuo)施;提高(gao)澆(jiao)注溫度和(he)澆(jiao)注速度;不要(yao)斷流和(he)防(fang)止跑火(huo);澆(jiao)注后(hou)期的點澆(jiao)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。
