铸造件缺陷与对策分析

2022-09-10

在JB/JQ8201—90中, 将铸件分为“合格品”、“一等品”、“优等品”三个等级。对合格品要求“质量达到标准规定, 铸件生产过程质量稳定, 用户评价铸件能满足使用性能”, 有一项不达标则为不合格。广义的铸件缺陷是指铸件质量特性没有达到分等标准, 产品质量得不到有效保证。狭义的铸件缺陷铸件上可检测出的, 铸件的缺陷种类很多, 下面主要介绍常见铸造缺陷的产生原因及防止措施。

1 气孔与针孔

气孔可根据形成的机理分为侵入气孔、析出气孔及反应气孔三种。

1.1 产生原因

在金属液中溶解的气体来不及逸出;炉料潮湿、锈蚀、油污和带有容易产生气体的夹杂物;型砂中的水分超过了所要求的范围、透气性差;型芯未烘干或未固化, 存放时间过长吸湿返潮, 通气不良;涂料中含有过多的发气材料;浇冒口设计不合理, 位置不合适, 压头小, 排气不良;浇注时有断流和气体卷入现象。

1.2 防止措施

炉料要烘干、除锈、去油污;提高金属液的出炉温度;孕育剂、球化剂和所用工具要烘干;防止液体金属在熔炼过程中的过度氧化, 在混制型砂过程中要混制均匀, 严格控制型砂中的含水量;在烘干型芯的过程中, 要控制其烘干程度;尽量减少型砂中发气物质的含量;浇注系统设计要合理, 增加直浇道高度, 以提高液态金属的静压力;出气冒口要放在型腔的最高处和型腔中气体不易排出的部位。

2 夹渣

铸件内部或表面有外来的非金属夹杂物称为夹渣。

2.1 产生原因

浇注前金属液上面有浮渣, 浇注时挡渣不好, 浮渣随着金属液进入铸型, 浇注系统设计不合理, 挡渣效果差, 进入浇注系统的杂质直接进入型腔而没有被排出。

2.2 防止措施

浇注系统要是金属液流动平稳, 设置集渣包和挡渣装置;尽量提高金属液的出炉温度;尽量降低金属液中硫的含量;浇包要保持清洁;浇注前可加入除渣剂。

3 冷隔

铸件上有未完全融合的缝隙, 其交接边缘是圆滑的这种缝隙成为冷隔。

3.1 产生原因

金属液浇注温度低, 流动性差;浇注系统设计不合理, 内浇道数量少, 断面面积小, 金属液在型腔中的流动收到阻碍, 浇注速度过慢, 浇注时间过长;型腔内的气体未完全排出。

3.2 防止措施

提高金属液的出炉温度, 增加金属液的流动能力;提高金属型的预热温度;合理布置浇注系统, 增大内浇道截面积, 增多内浇道数量或改变其位置, 使金属液充型速度达到规定的要求值;改变铸件浇注位置薄壁大平面尽量放在下面或采用倾斜浇注;铸件壁厚不能太小;提高型砂透气性适当设置出气冒口。

4 缩孔与缩松

4.1 产生原因

合金的液态和凝固收缩大于固态收缩且在液态和凝固收缩时得不到足够的金属液补充。浇注温度过高时易于产生集中缩孔, 浇注温度过低时易产生分散缩松;浇注系统和冒口与铸件连接不合理, 产生较大的接触热节;铸型的刚度低, 在液态金属压力和析出石墨时膨胀力的作用下, 型壁易扩张变形。

4.2 防止措施

改进铸件的结构, 使铸件有利于补缩;合理设计浇注系统的位置;保证铸件在凝固收缩过程中不断有液态金属补充;确保铸型有足够的钢度, 对较大的铸件采用干型, 防止型壁向外扩张。

5 裂纹

5.1 产生原因

铸件壁厚相差悬殊, 薄、厚壁之间没有过度, 变化突然, 在合金凝固时产生热应力和收缩应力, 金属液中含硫、磷量高, 增加了脆性;浇注温度阻碍了铸件的收缩;铸件内部的残留应力大, 铸件结构不合理, 受到机械作用力时开裂。

5.2 防止措施

铸件设计应尽量避免壁厚的突然变化, 铸件转角处做成适当的圆角, 使铸件各部分冷却速度尽量趋于一致, 尽量不使铸件收缩受阻提高合金的熔炼质量, 减少有害元素和非金属夹杂物;提高砂型和砂芯的质量, 改善两者的退让性;延长开箱时间, 使铸件在型内缓慢冷却;对铸件进行时效处理, 减少残余应力。

6 粘砂

根据形成机理可分为机械粘砂和化学粘砂。

6.1 产生原因

铸件表面金属氧化, 氧化物与造型材料作用生成低熔点化合物, 浇注时金属液压力过大渗入砂粒间隙;当金属液温度过高并在砂型中保持业态时间较长时, 金属液渗入砂型的能力强, 并容易与造型材料发生化学反应, 造成粘砂;造型材料的耐火度低。

6.2 防止措施

湿型在保证有足够透气性的前提下尽可能选用粒度细的原砂, 提高砂型的紧实度, 尤其是高大砂型下部的紧实度;铸铁件湿型砂中可加入煤粉、重油和沥青等;适当降低浇注温度, 减少吃砂量以提高粘砂层的冷却速度, 避免型芯局部温度过高, 选用耐火度高或冷却能力强的造型材料。

7 冲砂、掉砂和砂眼

7.1 产生原因

砂型、砂芯的强度低, 液态金属充型过程中的流速过快, 对型、芯的局部表面冲刷时间长;分型面不平整;合芯操作时型、芯局部被压破, 在紧固铸型过程中受冲击碰撞, 型、芯局部掉砂;型砂的水份过高且通气性较差, 浇注时有气体产生;砂型内散落的砂子没有清理干净, 造成由散砂形成的砂眼。

7.2 防治措施

提高型、芯的强度, 防止内浇道正对型壁或转角处, 受金属液剧烈冲刷的部位, 使用专门配制的耐冲刷及耐火材料制品;大的干型要预留合适的分型负数;砂型在合型、紧固铸型、放压铁和运输过程中, 操作要小心, 防止冲击碰撞;型、芯修补处和薄弱部位要采取加固措施;合箱前要仔细检查, 清理掉多余的砂子。

8 夹砂结疤

8.1 产生原因

造型时紧实不均匀;型砂的抗夹砂能力弱;浇注位置不合适。

8.2 防止措施

在型砂中加入煤粉、沥青、重油、木屑等, 对砂型膨胀时有缓冲作用, 提高砂型的强度;型砂的粒度适当粗一些, 以提高型砂的透气性, 多开设气孔;造型时紧实度均匀, 避免砂型局部紧实度过大;严格控制型砂水分, 在易产生缺陷的型砂处可插钉加固, 避免表层剥落;浇注温度不宜过高, 浇注时间尽量缩短, 使金属液能快速而均匀地充满型腔。

摘要：研究铸件缺陷对提高铸件的质量和使用寿命有重要意义。通过总结常见铸造缺陷的产生原因及对策, 对实际生产起到指导作用。

关键词：铸件,缺陷,防止措施