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(gong)藝、冶金因素(su)：主(zhu)要有(you)冷卻速度，鐵液的(de)過熱處(chu)理(li)、孕育處(chu)理(li)、爐料(liao) 性等
（1）關于冷卻速度的(de)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(guan)于(yu)鐵(tie)液孕育處理的影響(xiang)
孕育處(chu)理 是在鐵(tie)(tie)液進入鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平臺鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)型(xing)腔前(qian)，把孕育劑附加到鐵(tie)(tie)液中(zhong)以改變鐵(tie)(tie)液的(de)(de)(de)冶(ye)金(jin)狀態，從(cong)而可gaishan鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)顯微組織(zhi)和性(xing)能。對(dui)灰鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)而言，進行孕育處(chu)理是為了(le)獲(huo)得(de)A型(xing)石墨(mo)、珠光體(ti)基體(ti)、細小共晶團的(de)(de)(de)組織(zhi)，以及減少(shao)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)薄壁或邊角處(chu)的(de)(de)(de)白口傾向和對(dui)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)壁厚(hou)的(de)(de)(de)mingan性(xing)；對(dui)可鍛鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)而言，是為了(le)縮短退火(huo)周期(qi)，zengda鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)允(yun)許壁厚(hou)和gaishan組織(zhi)的(de)(de)(de)結構；對(dui)球墨(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)而言，是為了(le)減少(shao)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平臺鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)白口傾向，提高(gao)球化率和gaishan石墨(mo)的(de)(de)(de)圓整(zheng)性(xing)。
（3）關于鐵液過熱處理的影(ying)響。
提高(gao)鐵液過熱溫度(du)可以：
①增加化合碳含量(liang)和相應減少石墨碳含量(liang)
②細(xi)化石墨(mo)，并使枝晶(jing)石墨(mo)的形成
③xiaochu鑄鐵的“遺傳性”
④提高(gao)鑄鐵平臺鑄件斷面上組織的均勻性
⑤有利于鑄件的補縮。同樣，鐵(tie)液保(bao)溫(wen)也(ye)有鐵(tie)液過熱的類似作用。
二、灰鑄(zhu)鐵不可用熱處理的方法來達到牌號要求
一般說來，熱(re)處(chu)(chu)理能(neng)(neng)(neng)在(zai)很大程度上gaishan鑄(zhu)造合金的(de)組織和性能(neng)(neng)(neng)，但在(zai)灰鑄(zhu)鐵條件下，熱(re)處(chu)(chu)理所能(neng)(neng)(neng)發揮(hui)的(de)作(zuo)用相對較小。在(zai)灰鑄(zhu)鐵中，石墨對鑄(zhu)鐵性能(neng)(neng)(neng)的(de)影響很大，而任何的(de)熱(re)處(chu)(chu)理方法都不(bu)能(neng)(neng)(neng)改(gai)變石墨的(de)形態和分布，故不(bu)可通(tong)過熱(re)處(chu)(chu)理來youxiao地(di)提(ti)高灰鑄(zhu)鐵的(de)性能(neng)(neng)(neng)使之達(da)到(dao)牌號要求。
但是，提高(gao)灰鑄鐵力學性能的(de)方(fang)法很多，如合理(li)選配化學成(cheng)分(fen)、改變爐料組成(cheng)、過(guo)熱處理(li)鐵液、孕育處理(li)、微量或低合金化等，都可取(qu)得很好效果。
三、生(sheng)產高牌號鑄(zhu)鐵平臺（孕育鑄(zhu)鐵）的注意事項
生產(chan)高(gao)牌號鑄鐵平臺(一(yi)般指HT200以(yi)上)時(shi)，為了獲得(de)高(gao)的(de)力學性能(neng)，盡(jin)可(ke)能(neng)地減少石(shi)墨的(de)數量、減小石(shi)墨的(de)長度。傳統的(de)方法 是降(jiang)低鐵液的(de)碳、硅(gui)含量、提高(gao)鐵液的(de)冷凝速度，但幅(fu)度稍大(da)時(shi) 會出現D型過(guo)冷石(shi)墨及白(bai)口，反而降(jiang)低灰鑄鐵的(de)力學性能(neng)。
在(zai)爐前或在(zai)澆注前往鐵液(ye)(ye)中添加適量(liang)的(de)、以硅(gui)鐵為(wei)主的(de)鐵合金碎(sui)粒被稱作(zuo)孕(yun)育(yu)(yu)處理。孕(yun)育(yu)(yu)處理在(zai)鐵液(ye)(ye)中提(ti)供大(da)量(liang)的(de)、石(shi)墨借以生核的(de)生核質(zhi)點。youxiao的(de)孕(yun)育(yu)(yu)將(jiang)cujin石(shi)墨的(de)析出，從而(er)(er)xiaochu白口、細化片狀(zhuang)石(shi)墨并使過冷(leng)石(shi)墨轉變為(wei)無方(fang)向性均(jun)布石(shi)墨(A型石(shi)墨)，不(bu)(bu)但可(ke)大(da)幅度地提(ti)高綜合力學(xue)性能，同(tong)時還提(ti)高鑄態組織的(de)均(jun)一性，減小鑄件由(you)于(yu)壁厚不(bu)(bu)均(jun)、邊角(jiao)與心(xin)部的(de)冷(leng)速不(bu)(bu)同(tong)而(er)(er)造成的(de)力學(xue)性能差別，因此(ci)對鐵液(ye)(ye)進(jin)行孕(yun)育(yu)(yu)處理是一項生產(chan)高牌號(hao)灰(hui)鑄鐵(孕(yun)育(yu)(yu)鑄鐵)不(bu)(bu)可(ke)少的(de)技術。
錳在高(gao)牌號灰鑄(zhu)鐵(孕育鑄(zhu)鐵)中(zhong)的作(zuo)(zuo)用，除中(zhong)和硫(liu)(liu)(liu)的影響外，尚有(you)一(yi)個 殊的要求，即(ji)借助于(yu)它(ta)使灰鑄(zhu)鐵能(neng)得(de)到珠光體組織，故高(gao)牌號灰鑄(zhu)鐵(孕育鑄(zhu)鐵)的錳含(han)(han)量(liang)(liang)一(yi)般(ban)較高(gao)。硫(liu)(liu)(liu)能(neng)削弱孕育劑的石墨化(hua)作(zuo)(zuo)用，因此(ci)常將硫(liu)(liu)(liu)限(xian)制在0.12以下(xia)。近幾年(nian)來，也(ye)有(you)人認為(wei)為(wei)了(le)得(de)到好的孕育效果(guo)，原(yuan)鐵液(ye)的硫(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)不(bu)能(neng)太低(di)。因此(ci)，在以后鐵液(ye)中(zhong)的硫(liu)(liu)(liu)含(han)(han)量(liang)(liang)逐漸降低(di)的情況(kuang)下(xia)，對于(yu)孕育鑄(zhu)鐵中(zhong)的硫(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)究(jiu)竟應如何確定，看來是一(yi)個值得(de)注意的問(wen)題(ti)。
磷含(han)(han)量一般從力學性能的要(yao)求(qiu)出發，常限制在0.15以下，但有些機床灰鑄(zhu)鐵件(常由(you)孕育鑄(zhu)鐵制造)需(xu)要(yao)耐磨，磷含(han)(han)量則可(ke)提高(gao)至0.3~0.5左右或 高(gao)。
四、用孕(yun)育劑進行鑄鐵平臺孕(yun)育處理時禁止的四則
灰(hui)(hui)鑄鐵用的孕(yun)育劑可以按功能(neng)、主要元素(su)、形狀(zhuang)等進行分類，在使用孕(yun)育劑進行灰(hui)(hui)鑄鐵孕(yun)育處(chu)理時應禁忌四則(ze)：
一則，孕(yun)育劑在使用前烘(hong)干。
二則，禁(jin)止使用(yong)純(chun)硅(gui)或純(chun)硅(gui)鐵(tie)作(zuo)孕育劑(ji)
三則，孕育劑不可草率加入，要講究方法。
四則，孕育劑的(de)粒度
五(wu)、灰(hui)鑄鐵件可能(neng)出(chu)現的缺陷(xian)
在鑄鐵平臺生(sheng)(sheng)產(chan)中(zhong)，常見的(de)鑄件缺陷有：氣孔(kong)、成分與(yu)(yu)性(xing)能不合格、熱裂(lie)與(yu)(yu)冷裂(lie)、縮孔(kong)與(yu)(yu)縮松、渣眼(yan)(yan)與(yu)(yu)鐵豆、冷隔(ge)與(yu)(yu)澆不足、砂眼(yan)(yan)與(yu)(yu)夾砂、多肉(rou)與(yu)(yu)錯輻、變形等。通常，產(chan)生(sheng)(sheng)這些缺陷的(de)原(yuan)因不單是造型制(zhi)芯問題，有時還有熔煉澆注(zhu)、配砂質量、落砂清理等許多生(sheng)(sheng)產(chan)工序的(de)問題，因此具體分析，以(yi)便采取(qu)相應(ying)的(de)合理措施(shi)加以(yi)解(jie)決。
鑄(zhu)鐵平(ping)臺(tai)鑄(zhu)造(zao)生產中(zhong)，怎樣辨別(bie)氣孔(kong)和縮孔(kong)的區別(bie)
鑄鐵平(ping)臺在鑄造(zao)生產中(zhong)，鑄件氣孔(kong)(kong)(kong)和鑄件縮(suo)孔(kong)(kong)(kong)有(you)時(shi)(shi)是(shi)伴生的，有(you)時(shi)(shi)是(shi) 立群在。當出現氣孔(kong)(kong)(kong)和縮(suo)孔(kong)(kong)(kong)時(shi)(shi)，我們快(kuai)速(su)的判斷(duan)出缺陷是(shi)氣孔(kong)(kong)(kong)，還是(shi)縮(suo)孔(kong)(kong)(kong)對于解決問(wen)題 要。要想快(kuai)速(su)判斷(duan)這兩(liang)種缺陷， 首先入時(shi)(shi)對它們的 征(zheng) 了解。今天，我們 從(cong)認識(shi)它們的 征(zheng)來教大家快(kuai)速(su)判斷(duan)鑄鐵平(ping)臺氣孔(kong)(kong)(kong)和縮(suo)孔(kong)(kong)(kong)缺陷。
氣孔類(lei)缺陷牲與fangzhi方法
在鑄(zhu)鐵平(ping)臺鑄(zhu)造(zao)生產中(zhong)，孔洞(dong)類(lei)缺陷(xian)是常見缺陷(xian)，也是給(gei)鑄(zhu)造(zao)廠(chang)造(zao)成損失比較大的缺陷(xian)之一。孔洞(dong)類(lei)缺陷(xian)分為氣孔和縮(suo)孔。氣孔多為由于金(jin)屬(shu)液(ye)中(zhong)侵入、裹入、卷入氣體所(suo)至。
鑄鐵平臺鑄件氣孔(kong)(kong)出現在鑄件上的(de)位置不(bu)同(tong)，其產生的(de)原(yuan)因(yin)也不(bu)同(tong)。這 要求(qiu)我(wo)們的(de)鑄造(zao)技術員在判斷氣孔(kong)(kong)缺陷(xian)病因(yin)時，要掌(zhang)握各類氣孔(kong)(kong)發(fa)生的(de)原(yuan)理，具有什么樣的(de) 生。只(zhi)有如(ru)此才(cai)能對癥下(xia)藥，將出現的(de)氣孔(kong)(kong)缺陷(xian)解決掉。
下面(mian)，我們再看看不同原(yuan)因(yin)生成的(de)氣孔 征：
（1）卷入氣孔(kong)：金屬液在(zai)充(chong)型過(guo)程(cheng)中(zhong)因卷入氣體而在(zai)鑄件(jian)內形成氣孔(kong)，多呈孤立存在(zai)的圓形或橢圓形大氣孔(kong)，位置不固定，一般偏鑄件(jian)中(zhong)上(shang)部。
（2）侵入(ru)氣孔(kong)：由型(xing)、芯(xin)、涂料、芯(xin)撐、冷鐵(tie)產生的氣孔(kong)侵入(ru)鑄件表層而形成(cheng)氣孔(kong)，多呈(cheng)梨(li)形或橢圓形，尺(chi)寸較大，孔(kong)壁(bi)光滑(hua)，表面多呈(cheng)氧化(hua)色。
（3）反(fan)應氣(qi)(qi)(qi)孔：由金(jin)屬液(ye)(ye)(ye)內部某些成(cheng)(cheng)分(fen)之間或(huo)金(jin)屬液(ye)(ye)(ye)與(yu)(yu)型、芯在界(jie)(jie)面上發生化學反(fan)應而形(xing)成(cheng)(cheng)群分(fen)布的(de)氣(qi)(qi)(qi)孔。位于鑄(zhu)件表(biao)層(ceng)的(de)針頭形(xing)或(huo)腰圓形(xing)反(fan)應氣(qi)(qi)(qi)孔稱為表(biao)面針空(kong)與(yu)(yu)皮下氣(qi)(qi)(qi)孔，由金(jin)屬液(ye)(ye)(ye)與(yu)(yu)型、芯涂料發生界(jie)(jie)面反(fan)應所至；分(fen)散或(huo)成(cheng)(cheng)群分(fen)布在鑄(zhu)鐵平(ping)臺鑄(zhu)件整個(ge)斷面上或(huo)某個(ge)局部區域的(de)針頭反(fan)應氣(qi)(qi)(qi)孔。
形成(cheng)原因
（1）由于(yu)爐料潮濕、銹蝕、油污、氣(qi)候的(de)潮濕，熔練(lian)工具和澆包未烘干，金屬(shu)液(ye)成分不(bu)當，合金液(ye)為煉與煉不(bu)足，使(shi)金屬(shu)液(ye)中含有(you)大量氣(qi)體(ti)或(huo)氣(qi)體(ti)物質，導致在鑄件(jian)中析出氣(qi)孔或(huo)反應(ying)氣(qi)孔。
（2）型、芯(xin)未充分(fen)(fen)烘干，透氣性差，通氣不良，含水分(fen)(fen)和發(fa)(fa)氣物質過多(duo)，涂料未烘干或含發(fa)(fa)氣成分(fen)(fen)過多(duo)，冷鐵(tie)、芯(xin)撐有銹(xiu)斑、油污或未烘干，金屬型排氣不良，在鑄件中形成侵入氣孔。
（3）澆(jiao)注(zhu)系(xi)統不(bu)合理(li)，澆(jiao)注(zhu)和充(chong)型(xing)速度(du)過(guo)(guo)快，金屬(shu)型(xing)排氣(qi)不(bu)良(liang)，使金屬(shu)液(ye)在(zai)(zai)澆(jiao)注(zhu)和充(chong)型(xing)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)產生紊(wen)流、渦流或斷(duan)流而卷入(ru)氣(qi)體，在(zai)(zai)鑄件(jian)中(zhong)形成(cheng)卷入(ru)性氣(qi)孔。
（4）合金液易可(ke)吸氣，鑄鐵平臺在熔(rong)煉和(he)澆注(zhu)過程(cheng)中(zhong)未(wei)采取youxiao的煉、保護和(he)凈化措施，使金屬液中(zhong)含有大量(liang)氣體、夾(jia)(jia)渣和(he)夾(jia)(jia)氣成分，在充型和(he)凝固過程(cheng)中(zhong)形成析出(chu)氣孔和(he)反應氣孔。
（5）型砂、型芯(xin)和(he)涂料配制不(bu)當，與金屬液(ye)發生界面反應，形成表面針(zhen)孔和(he)皮下氣孔。
（6）澆注溫(wen)度(du)(du)過(guo)(guo)低(di)，金屬(shu)型溫(wen)度(du)(du)過(guo)(guo)低(di)，金屬(shu)液除渣不良(liang)，粘度(du)(du)過(guo)(guo)高，使在澆注和充型過(guo)(guo)程中卷入的氣(qi)(qi)體及(ji)由金屬(shu)液中析出(chu)(chu)的氣(qi)(qi)體來不及(ji)排出(chu)(chu)鑄型或上浮到冒口或出(chu)(chu)氣(qi)(qi)口中去(qu)。
（7）在氣候潮濕(shi)季節(jie)熔(rong)煉易(yi)吸(xi)氣的合金時，合金液大量吸(xi)氣，造成鑄件成批報廢(fei)。
（8）樹脂(zhi)砂的樹脂(zhi)和(he)固化劑(ji)加入量過多(duo)，樹脂(zhi)含(han)氟量過高(gao)，原砂和(he)zaisheng砂的角(jiao)形系數過高(gao)、粒度過細，灼減量和(he)微粉含(han)量過高(gao)，使(shi)型砂的發氣(qi)量過高(gao)，透(tou)氣(qi)性過低
防止方法
（1）非鐵合金熔煉(lian)時，爐料(liao)、溶劑、工具和(he)澆(jiao)包要充分預熱和(he)烘(hong)干，去銹去油污，多次重熔爐料(liao)的加(jia)入(ru)量(liang)要適當(dang)限制。
（2）防止(zhi)金屬(shu)液(ye)在熔煉(lian)過程中過度氧(yang)(yang)化和(he)吸(xi)氣，加(jia)以(yi)脫(tuo)氧(yang)(yang)、除(chu)氣和(he)除(chu)渣，在澆(jiao)包內的(de)(de)金屬(shu)熔池(chi)表(biao)面(mian)加(jia)覆蓋溶劑，防止(zhi)金屬(shu)二次(ci)氧(yang)(yang)化、吸(xi)氣和(he)有(you)害(hai)雜(za)質(zhi)返回(hui)熔池(chi)。用(yong)鋁對鑄鋼(gang)(gang)、鑄鐵脫(tuo)氧(yang)(yang)時，應(ying)(ying)嚴格控制殘(can)(can)留含鋁量，吸(xi)氣傾向嚴重的(de)(de)鋼(gang)(gang)液(ye)，應(ying)(ying)盡量避免用(yong)鋁脫(tuo)氧(yang)(yang)，可采用(yong)AVD、VOD、多(duo)孔(kong)塞吹惰性氣體、噴粉法等對鋼(gang)(gang)液(ye)進(jin)行(xing)爐外練，脫(tuo)除(chu)鋼(gang)(gang)液(ye)中的(de)(de)氣體與(yu)有(you)害(hai)雜(za)質(zhi)；對球墨鑄鐵，應(ying)(ying)加(jia)強(qiang)脫(tuo)硫(liu)，降(jiang)(jiang)低原湯的(de)(de)含流(liu)量，在保證球化的(de)(de)前提下(xia)，盡量減少球化劑的(de)(de)加(jia)入量，降(jiang)(jiang)低鑄鐵的(de)(de)殘(can)(can)留鎂量，并加(jia)強(qiang)孕育處理。
（3）澆注(zhu)時金屬液不得斷流，充型速度不宜太高，鑄件(jian)澆注(zhu)位置和澆注(zhu)系統的設置應(ying)保(bao)證金屬液平穩地充滿型腔，并利(li)于(yu)開腔內氣體能順利(li)排出。
（4）鑄造時(shi)，應保證鑄型和型芯(xin)排(pai)氣changtong，砂芯(xin)內(nei)要開排(pai)氣通道(dao)，合型時(shi)要填補芯(xin)頭間隙，以免鉆入(ru)金屬液堵(du)塞排(pai)氣通道(dao)。
（5）增加直澆道高度(du)，以(yi)提高充型金屬(shu)液(ye)靜壓力。
（6）降低(di)樹(shu)脂(zhi)(zhi)砂的樹(shu)脂(zhi)(zhi)和固(gu)化劑加入量(liang)，采用低(di)氮或(huo)無氮樹(shu)脂(zhi)(zhi)及形料圓整、粒度(du)適中、灼減量(liang)和微粉含量(liang)低(di)的原(yuan)砂和zaisheng砂，以降低(di)樹(shu)脂(zhi)(zhi)的發(fa)氣量(liang)，提高樹(shu)脂(zhi)(zhi)砂的透氣性
縮孔類缺陷及fangzhi方(fang)法
而鑄件(jian)(jian)產生縮孔、縮松，原(yuan)(yuan)因(yin)很多(duo)，有(you)鑄件(jian)(jian)與模樣(yang)設(she)計(ji)原(yuan)(yuan)因(yin)，有(you)砂箱(xiang)設(she)計(ji)不合適(shi)的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)，有(you)澆冒口(kou)設(she)計(ji)的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)，有(you)型砂型避移位方(fang)面的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)，另外(wai)還有(you)制方(fang)面的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)，有(you)金屬化學(xue)成分調(diao)配不當的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)，有(you)熔(rong)煉(lian)環節操作不當原(yuan)(yuan)因(yin)，也有(you)澆注方(fang)面的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)。
由于造成鑄(zhu)鐵平臺鑄(zhu)件縮(suo)孔的(de)(de)原因(yin)眾多，所以(yi)在(zai)查找根源時(shi)，常常比較費時(shi)間。如何(he)快速判定鑄(zhu)件縮(suo)孔產生的(de)(de)內因(yin)，這 需要(yao)我們多對照(zhao)鑄(zhu)件縮(suo)孔缺陷案(an)例，熟記理論(lun) 征，加強學習，從而提(ti)高對這類(lei)缺陷認(ren)識和解(jie)決(jue)能(neng)力。
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