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。
車間主要采用傳統濕型砂(sha)鑄造工藝生(sheng)產鑄鐵平板鑄件(jian)，在長期的(de)生(sheng)產中(zhong)，發現(xian)鑄鋼(gang)件(jian)主要出現(xian)以(yi)下(xia)鑄造缺陷(xian)，砂(sha)眼(yan)，粘砂(sha)，氣孔，孔，夾砂(sha)結(jie)ba，脹砂(sha)等(deng)等(deng)。
1.砂(sha)眼：砂(sha)眼缺陷處內(nei)部(bu)或(huo)表面有(you)充塞著型(xing)(xing)（芯）砂(sha)的(de)(de)小孔，砂(sha)眼是一種常(chang)見(jian)的(de)(de)鑄(zhu)造(zao)(zao)缺陷，往往導(dao)致鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件(jian)報(bao)廢(fei)。砂(sha)眼是由于金屬液從砂(sha)型(xing)(xing)型(xing)(xing)腔表面沖下(xia)來(lai)的(de)(de)砂(sha)粒(li)（塊(kuai)），或(huo)者在(zai)造(zao)(zao)型(xing)(xing)，合箱操作中落人型(xing)(xing)腔中的(de)(de)砂(sha)粒(li)（塊(kuai)）來(lai)不及浮(fu)入(ru)澆(jiao)冒系(xi)統(tong)，留(liu)在(zai)鑄(zhu)件(jian)內(nei)部(bu)或(huo)表面而造(zao)(zao)成的(de)(de)。
砂(sha)眼(yan)的預防措施(shi)：
（1）嚴格(ge)控制(zhi)型砂性能，提高(gao)砂型芯的表面(mian)強度和(he)緊實度，減少毛刺和(he)銳(rui)角，減少沖(chong)砂。
（2）合(he)(he)箱前(qian)把型(xing)腔和砂芯(xin)表面(mian)的浮砂處理干(gan)凈(jing)，平穩合(he)(he)箱，如果是明冒口或貫通(tong)出氣眼，應避免散砂從中掉人型(xing)腔，合(he)(he)箱后(hou)要盡快澆注。
（3）設置正確合理(li)的澆(jiao)冒系(xi)統，避免金(jin)屬(shu)液對型壁和砂芯的沖刷(shua)力過(guo)大(da)。
（4）澆(jiao)口杯表面要(yao)光滑，不(bu)能有浮(fu)砂(sha)。
2.粘砂(sha)：在鑄鐵(tie)平板鑄件(jian)表(biao)面上，全部或部分覆蓋著(zhu)一(yi)層金屬(或金屬氧化物(wu))與砂(sha)（或涂料）的混(hun)（化）合(he)物(wu)或一(yi)層燒(shao)結構(gou)的型砂(sha)，致使鑄件(jian)表(biao)面粗糙，難于清理。
粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)(sha)多(duo)發生在(zai)型、芯表(biao)面受熱(re)作用(yong)強烈的部位，分機械粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)(sha)和化學粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)(sha)兩(liang)種。機械粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)(sha)是由金屬(shu)液(ye)滲入(ru)鑄型表(biao)面的微孔中形(xing)(xing)成(cheng)的，當(dang)滲入(ru)shendu小于砂(sha)(sha)(sha)粒半徑時(shi)，鑄鐵平板鑄件(jian)不形(xing)(xing)成(cheng)粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)(sha)，只是表(biao)面粗糙(cao)，當(dang)滲入(ru)shendu大于砂(sha)(sha)(sha)粒半徑時(shi)， 形(xing)(xing)成(cheng)機械粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)(sha)，化學粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)(sha)是金屬(shu)氧化物(wu)(wu)和造型材料相(xiang)互(hu)進行化學作用(yong)的產物(wu)(wu)，與鑄件(jian)牢固地(di)結合在(zai)一起而形(xing)(xing)成(cheng)的。
粘砂的(de)預防措(cuo)施：
（1）選(xuan)用耐火度(du)高的(de)砂(sha)，以(yi)提高型砂(sha)，芯砂(sha)的(de)耐火度(du)，原(yuan)砂(sha)的(de)SiO2含量(liang)(liang)在96（質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數）以(yi)上，而且(qie)砂(sha)粒(li)應對(dui)粗些(xie)。鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件的(de)澆注(zhu)溫度(du)越高，壁厚(hou)越厚(hou)，對(dui)原(yuan)砂(sha)中SiO2含量(liang)(liang)的(de)要求越高。
（2）適(shi)當降低澆注溫度和(he)提高(gao)澆注速度，減輕金屬(shu)液對砂型(xing)的熱力(li)學和(he)物理化學作用。
（3）砂型緊實度要(yao)高（通(tong)常大于85）且均勻(yun)，減少(shao)砂粒間隙；型、芯修補到位，不(bu)能有局部疏松。
（4）采用(yong)在高溫(wen)下(xia)不(bu)開裂、不(bu)燒結成熔洞的涂料。
3.氣(qi)(qi)孔：在鑄件(jian)內(nei)部，表(biao)面或近(jin)于表(biao)面處，有(you)大(da)小(xiao)不(bu)等(deng)的(de)(de)(de)光滑孔眼，形狀有(you)圓(yuan)的(de)(de)(de)，長的(de)(de)(de)及不(bu)規則的(de)(de)(de)，有(you)單個的(de)(de)(de)，也有(you)聚(ju)集成片的(de)(de)(de)。顏色有(you)白色的(de)(de)(de)或帶一(yi)(yi)層(ceng)暗色，有(you)時覆有(you)一(yi)(yi)層(ceng)氧化皮。由于氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)(de)來源和(he)形成原因不(bu)同(tong)，氣(qi)(qi)孔的(de)(de)(de)表(biao)現形式也各不(bu)相(xiang)同(tong)，有(you)侵(qin)入性(xing)氣(qi)(qi)孔、析出性(xing)氣(qi)(qi)孔和(he)反應性(xing)氣(qi)(qi)孔。
侵(qin)入性氣孔體(ti)(ti)積較大，形(xing)狀近似梨(li)形(xing)，常(chang)出現在鑄鐵平板鑄件上部靠近型芯(xin)壁或澆注位(wei)置(zhi)處(chu)，主要是由于(yu)砂型芯(xin)中(zhong)產生的氣體(ti)(ti)侵(qin)入金屬(shu)中(zhong)未能(neng)逸出造成的，梨(li)形(xing)氣孔小(xiao)端位(wei)置(zhi)表明氣體(ti)(ti)由該處(chu)進入鑄人件。
析出性氣(qi)孔(kong)多(duo)而(er)分散，一(yi)般位于(yu)鑄(zhu)件(jian)表面(mian)，往往同一(yi)爐鑄(zhu)件(jian)幾(ji)乎(hu)都會出現，主(zhu)要是(shi)由于(yu)金(jin)屬(shu)在(zai)(zai)熔(rong)煉過程(cheng)中(zhong)吸收的氣(qi)體在(zai)(zai)凝(ning)固前未能(neng)全部(bu)析出， 在(zai)(zai)鑄(zhu)件(jian)中(zhong)形成(cheng)許多(duo)分散的小氣(qi)孔(kong)。
反應(ying)性氣孔(kong)(kong)是由于金屬一鑄(zhu)型界面發(fa)生化學反應(ying)而(er)產生的氣孔(kong)(kong)，因其(qi)分布均勻(yun)且往往在鑄(zhu)件表皮(pi)以(yi)下1-3mm處（有時在一層氧化皮(pi)下面）出現，所(suo)以(yi)又(you)稱(cheng)為皮(pi)下氣孔(kong)(kong)。又(you)由于這種氣孔(kong)(kong)多(duo)呈細(xi)長形針孔(kong)(kong)狀，其(qi)長軸與鑄(zhu)件表面垂直，又(you)可將其(qi)稱(cheng)為針孔(kong)(kong)。
氣(qi)孔(kong)的預防措施：
（1）采用潔凈干燥的(de)(de)爐料，限(xian)制含氣(qi)(qi)量(liang)(liang)較多的(de)(de)爐料的(de)(de)使用，降低熔煉時金屬的(de)(de)吸(xi)氣(qi)(qi)量(liang)(liang)；澆包要烘干燙包；可以適當提高澆注(zhu)溫度以利于(yu)氣(qi)(qi)體擴散(san)。
（2）澆注鑄鐵平(ping)板(ban)時控(kong)制好壓頭(tou)和速度，保(bao)證鋼水平(ping)穩充填砂(sha)型(xing)型(xing)腔，避免產生紊流(liu)，防止卷(juan)入(ru)氣體。
（3）減少發(fa)氣(qi)量(liang)，控(kong)制型（芯(xin)）砂(sha)水分(fen)及發(fa)氣(qi)原料的含量(liang)，減少砂(sha)型在澆注過程中的發(fa)氣(qi)量(liang)，不使用(yong)受潮，生(sheng)銹或(huo)有油(you)污(wu)的冷鐵(tie)和芯(xin)撐(cheng)等。
（4）gaishan砂型(xing)的透氣性(xing)，選擇合(he)適的砂型(xing)緊實度，提高砂型(xing)和型(xing)芯(xin)的透氣性(xing)；合(he)理安排出(chu)氣眼(yan)，使型(xing)（芯(xin)）內氣體能順利排出(chu)。
（5）提(ti)高氣體進(jin)入金(jin)屬液的阻力(li).合理設計澆(jiao)注系統,避免澆(jiao)注時卷入氣體,在型(xing)（芯）表(biao)面(mian)涂刷涂料以減少少金(jin)屬一鑄型(xing)的界面(mian)作(zuo)用。
4.縮孔、縮松
縮孔、縮松的預防措施：
（1）盡量降低(di)注(zhu)溫(wen)度(du)和澆(jiao)注(zhu)速(su)度(du),澆(jiao)注(zhu)后期的(de)補(bu)澆(jiao)要(yao)充分(fen)到(dao)位。（2）合理設計澆(jiao)冒系統(tong),壁厚小且(qie)均勻的(de)鑄(zhu)(zhu)件(jian)要(yao)采(cai)用(yong)同時(shi)凝(ning)固(gu),壁厚大且(qie)不均勻的(de)鑄(zhu)(zhu)件(jian)采(cai)用(yong)由薄向厚的(de)順序凝(ning)固(gu),使鑄(zhu)(zhu)鐵平板鑄(zhu)(zhu)件(jian)得到(dao)充分(fen)補(bu)縮。（3）在鑄(zhu)(zhu)件(jian)厚斷面部位,合理放(fang)置內,外冷鐵。（4）盡量減少鑄(zhu)(zhu)件(jian)的(de)熱節部位。
5.裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋：裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋分為熱(re)裂(lie)(lie)(lie)(lie)和冷裂(lie)(lie)(lie)(lie)。熱(re)裂(lie)(lie)(lie)(lie)主(zhu)要由S引(yin)起(qi)，多為不規則形狀,裂(lie)(lie)(lie)(lie)口處(chu)(chu)金屬(shu)表皮氧化(hua);冷裂(lie)(lie)(lie)(lie)主(zhu)要由P引(yin)起(qi),裂(lie)(lie)(lie)(lie)口較(jiao)直,開裂(lie)(lie)(lie)(lie)處(chu)(chu)有金屬(shu)光澤,有時出(chu)現輕微(wei)氧化(hua)色。部分鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件采用水爆清砂(sha)工藝，亦可(ke)導(dao)致裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋。
裂紋的預防措施：
（1）提高砂型和砂芯的(de)退(tui)讓性。（2）嚴格控制爐料及(ji)鐵水(shui)中的(de)S、P含(han)量(liang)。（3）鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件(jian)(jian)壁(bi)厚(hou)盡量(liang)均勻,避免壁(bi)厚(hou)的(de)突(tu)然改(gai)變,條件(jian)(jian)允(yun)許時,可適當(dang)設(she)置(zhi)加強筋,兩(liang)截面交接(jie)(jie)部位(wei)(wei)采用圓角連(lian)接(jie)(jie),以減少應力集中。（4）調節鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件(jian)(jian)各部位(wei)(wei)冷(leng)卻速度,避免鑄(zhu)件(jian)(jian)局部過(guo)(guo)熱,在(zai)厚(hou)大斷(duan)面或(huo)熱節處(chu)放置(zhi)冷(leng)鐵,內澆道(dao)適當(dang)分散,使鑄(zhu)件(jian)(jian)各部位(wei)(wei)溫度趨向均勻,澆冒(mao)口(kou)當(dang)應阻礙鑄(zhu)件(jian)(jian)的(de)收(shou)縮。（5）鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件(jian)(jian)澆注后,開(kai)型不能過(guo)(guo)早,采用水(shui)爆清砂工(gong)藝的(de)鑄(zhu)件(jian)(jian)應掌握好溫度和時間(jian)。
6.其(qi)他鑄造缺陷
（1）鑄件(jian)比(bi)較容易變形(xing).某些(xie)鑄件(jian)加工(gong)后,放置一段時間后會(hui)出現變形(xing)。
預(yu)防(fang)措施：適當添加(jia)加(jia)強筋;適當增(zeng)加(jia)加(jia)工余量;采用反變形(xing)工藝(yi)；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。
（2）冷隔 在鑄件上有未完全(quan)ronghe的縫隙或凹坑,其(qi)交界邊緣是圓滑的。
預(yu)防措施(shi)：提高澆(jiao)(jiao)注(zhu)溫度(du)和澆(jiao)(jiao)注(zhu)速(su)度(du);gaishan澆(jiao)(jiao)注(zhu)系(xi)統;澆(jiao)(jiao)注(zhu)時不(bu)斷流。
（3）澆(jiao)不(bu)足 由于金屬液未完全充滿型腔而產(chan)生(sheng)的鑄件缺肉。預防措施;提高澆(jiao)注溫度和澆(jiao)注速度;不(bu)要斷(duan)流(liu)和防止跑火;澆(jiao)注后期的點澆(jiao)補縮到(dao)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。
