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(yao)采用(yong)傳統濕(shi)型砂(sha)(sha)鑄(zhu)造工藝生產鑄(zhu)鐵(tie)平板鑄(zhu)件，在長期的生產中(zhong)，發現(xian)鑄(zhu)鋼件主要(yao)出現(xian)以(yi)下(xia)鑄(zhu)造缺陷(xian)，砂(sha)(sha)眼，粘砂(sha)(sha)，氣(qi)孔，孔，夾砂(sha)(sha)結ba，脹砂(sha)(sha)等等。
1.砂(sha)(sha)眼：砂(sha)(sha)眼缺(que)(que)陷處內部(bu)或(huo)表(biao)面(mian)有充塞著型(xing)（芯）砂(sha)(sha)的小孔，砂(sha)(sha)眼是(shi)一(yi)種常見的鑄(zhu)造(zao)缺(que)(que)陷，往往導致鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件報廢。砂(sha)(sha)眼是(shi)由于(yu)金屬液(ye)從砂(sha)(sha)型(xing)型(xing)腔表(biao)面(mian)沖下來的砂(sha)(sha)粒(li)（塊(kuai)），或(huo)者在造(zao)型(xing)，合箱操作中(zhong)落人(ren)型(xing)腔中(zhong)的砂(sha)(sha)粒(li)（塊(kuai)）來不(bu)及浮(fu)入(ru)澆冒系(xi)統(tong)，留在鑄(zhu)件內部(bu)或(huo)表(biao)面(mian)而造(zao)成的。
砂眼的預防措施：
（1）嚴格控(kong)制(zhi)型砂(sha)性能，提高砂(sha)型芯的表面強度(du)和緊實度(du)，減少毛刺和銳(rui)角，減少沖(chong)砂(sha)。
（2）合箱前把型(xing)腔和砂(sha)(sha)芯(xin)表面(mian)的浮砂(sha)(sha)處理干凈(jing)，平穩(wen)合箱，如果是明冒口或貫通出氣眼，應(ying)避(bi)免散砂(sha)(sha)從中掉人(ren)型(xing)腔，合箱后要盡快澆注。
（3）設置正(zheng)確合理(li)的(de)澆冒(mao)系(xi)統，避免金屬(shu)液(ye)對型壁和砂芯的(de)沖刷力過(guo)大(da)。
（4）澆口杯表面(mian)要(yao)光滑(hua)，不能(neng)有浮砂。
2.粘砂：在鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件表面(mian)上，全部或(huo)部分覆蓋著一層(ceng)(ceng)金(jin)屬(或(huo)金(jin)屬氧化(hua)(hua)物(wu))與砂（或(huo)涂料）的(de)混（化(hua)(hua)）合物(wu)或(huo)一層(ceng)(ceng)燒結(jie)構的(de)型砂，致使(shi)鑄(zhu)件表面(mian)粗糙，難于(yu)清理。
粘砂(sha)(sha)(sha)多發(fa)生(sheng)在型、芯表面(mian)受熱(re)作用強烈的(de)部位，分機(ji)械粘砂(sha)(sha)(sha)和化(hua)學(xue)粘砂(sha)(sha)(sha)兩種。機(ji)械粘砂(sha)(sha)(sha)是由金屬液滲(shen)入(ru)鑄(zhu)型表面(mian)的(de)微(wei)孔中形成的(de)，當滲(shen)入(ru)shendu小于砂(sha)(sha)(sha)粒半徑(jing)時(shi)，鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件不形成粘砂(sha)(sha)(sha)，只是表面(mian)粗糙(cao)，當滲(shen)入(ru)shendu大于砂(sha)(sha)(sha)粒半徑(jing)時(shi)， 形成機(ji)械粘砂(sha)(sha)(sha)，化(hua)學(xue)粘砂(sha)(sha)(sha)是金屬氧化(hua)物和造型材料相互進行化(hua)學(xue)作用的(de)產物，與鑄(zhu)件牢固地(di)結合在一起而(er)形成的(de)。
粘砂的預(yu)防措施(shi)：
（1）選(xuan)用(yong)耐(nai)火度高的(de)(de)砂，以(yi)(yi)提高型砂，芯砂的(de)(de)耐(nai)火度，原砂的(de)(de)SiO2含量在96（質量分數）以(yi)(yi)上，而且砂粒(li)應對粗些。鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件的(de)(de)澆注溫度越(yue)高，壁厚(hou)越(yue)厚(hou)，對原砂中SiO2含量的(de)(de)要求(qiu)越(yue)高。
（2）適(shi)當降低澆注溫度(du)和提高澆注速度(du)，減輕(qing)金屬液(ye)對(dui)砂型的熱力學(xue)和物理化學(xue)作用(yong)。
（3）砂型緊實度要高（通(tong)常大于85）且均勻(yun)，減少砂粒間隙；型、芯修補到(dao)位(wei)，不能有局部疏(shu)松。
（4）采用在高(gao)溫下(xia)不(bu)開裂(lie)、不(bu)燒結(jie)成熔(rong)洞的涂料(liao)。
3.氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)(kong)：在鑄件內(nei)部，表面或(huo)近于表面處，有(you)(you)大小不(bu)等的(de)(de)光滑孔(kong)(kong)眼，形(xing)狀有(you)(you)圓的(de)(de)，長的(de)(de)及不(bu)規則的(de)(de)，有(you)(you)單(dan)個的(de)(de)，也有(you)(you)聚集成片的(de)(de)。顏色(se)(se)有(you)(you)白色(se)(se)的(de)(de)或(huo)帶一層暗色(se)(se)，有(you)(you)時覆(fu)有(you)(you)一層氧化皮。由于氣(qi)(qi)(qi)體的(de)(de)來源和(he)形(xing)成原因不(bu)同，氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)(kong)的(de)(de)表現形(xing)式也各不(bu)相同，有(you)(you)侵入(ru)性(xing)氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)(kong)、析(xi)出(chu)性(xing)氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)(kong)和(he)反應性(xing)氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)(kong)。
侵入性氣(qi)孔體(ti)積較大，形狀(zhuang)近(jin)似梨形，常出(chu)現在鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件上部(bu)靠近(jin)型(xing)芯壁(bi)或澆注位置(zhi)(zhi)處(chu)(chu)，主要是由(you)于砂型(xing)芯中(zhong)(zhong)產生的氣(qi)體(ti)侵入金(jin)屬中(zhong)(zhong)未能逸(yi)出(chu)造成的，梨形氣(qi)孔小端位置(zhi)(zhi)表明氣(qi)體(ti)由(you)該(gai)處(chu)(chu)進入鑄(zhu)人(ren)件。
析出性氣(qi)孔(kong)多而分(fen)散，一般(ban)位(wei)于鑄(zhu)件(jian)表(biao)面，往(wang)往(wang)同一爐鑄(zhu)件(jian)幾乎都會(hui)出現(xian)，主要是由于金屬在(zai)熔煉過(guo)程中吸收的氣(qi)體(ti)在(zai)凝固前(qian)未能(neng)全部(bu)析出， 在(zai)鑄(zhu)件(jian)中形成(cheng)許多分(fen)散的小氣(qi)孔(kong)。
反應性氣孔(kong)(kong)是由于(yu)金屬一(yi)鑄型界面(mian)(mian)發生化學(xue)反應而產生的氣孔(kong)(kong)，因其分(fen)布均勻且往(wang)往(wang)在鑄件表皮(pi)(pi)以(yi)下1-3mm處（有時(shi)在一(yi)層(ceng)氧化皮(pi)(pi)下面(mian)(mian)）出(chu)現，所以(yi)又(you)稱為(wei)皮(pi)(pi)下氣孔(kong)(kong)。又(you)由于(yu)這種(zhong)氣孔(kong)(kong)多呈細長形針孔(kong)(kong)狀，其長軸與(yu)鑄件表面(mian)(mian)垂直(zhi)，又(you)可將(jiang)其稱為(wei)針孔(kong)(kong)。
氣孔(kong)的預(yu)防措(cuo)施(shi)：
（1）采用潔凈干燥的(de)爐料，限(xian)制含氣量(liang)較多的(de)爐料的(de)使用，降低熔煉時金屬的(de)吸氣量(liang)；澆(jiao)包要烘干燙(tang)包；可以(yi)適當提高澆(jiao)注溫度以(yi)利于氣體擴散。
（2）澆注(zhu)鑄鐵平板時控制(zhi)好壓頭和速(su)度，保證鋼水平穩充填砂型型腔，避(bi)免產(chan)生(sheng)紊流，防止卷入氣(qi)體(ti)。
（3）減少(shao)發氣量，控制型(xing)(xing)（芯(xin)）砂(sha)水分及發氣原料的含量，減少(shao)砂(sha)型(xing)(xing)在澆(jiao)注過程(cheng)中的發氣量，不使用受潮，生(sheng)銹(xiu)或(huo)有油污的冷鐵和芯(xin)撐等。
（4）gaishan砂(sha)型(xing)的(de)透氣性，選擇合適的(de)砂(sha)型(xing)緊實度，提高砂(sha)型(xing)和型(xing)芯的(de)透氣性；合理安排出(chu)(chu)氣眼，使型(xing)（芯）內(nei)氣體(ti)能(neng)順利排出(chu)(chu)。
（5）提高(gao)氣體進入金屬液的(de)阻力.合(he)理設(she)計澆(jiao)注系統,避(bi)免澆(jiao)注時卷入氣體,在型（芯）表面涂刷涂料以減少少金屬一鑄型的(de)界面作用。
4.縮(suo)孔、縮(suo)松
縮孔、縮松的預防(fang)措(cuo)施：
（1）盡(jin)量降低注溫度和澆(jiao)注速度,澆(jiao)注后期的補澆(jiao)要(yao)充分到(dao)位。（2）合(he)理設計澆(jiao)冒系(xi)統,壁(bi)厚小且(qie)均勻的鑄(zhu)件要(yao)采用同時(shi)凝(ning)固,壁(bi)厚大且(qie)不均勻的鑄(zhu)件采用由(you)薄(bo)向厚的順(shun)序凝(ning)固,使鑄(zhu)鐵平(ping)板(ban)鑄(zhu)件得到(dao)充分補縮(suo)。（3）在鑄(zhu)件厚斷(duan)面部(bu)位,合(he)理放置內,外冷鐵。（4）盡(jin)量減少鑄(zhu)件的熱節部(bu)位。
5.裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)：裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)分為(wei)熱裂(lie)(lie)(lie)和冷裂(lie)(lie)(lie)。熱裂(lie)(lie)(lie)主(zhu)要(yao)(yao)由(you)S引(yin)起(qi)(qi)，多為(wei)不(bu)規則(ze)形(xing)狀(zhuang),裂(lie)(lie)(lie)口處金屬表皮氧化(hua);冷裂(lie)(lie)(lie)主(zhu)要(yao)(yao)由(you)P引(yin)起(qi)(qi),裂(lie)(lie)(lie)口較直,開裂(lie)(lie)(lie)處有金屬光澤,有時出(chu)現輕微氧化(hua)色。部分鑄鐵平板鑄件采用水爆清砂(sha)工藝，亦(yi)可導致裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)。
裂紋的預(yu)防(fang)措(cuo)施(shi)：
（1）提(ti)高砂型(xing)(xing)和(he)砂芯的退讓性。（2）嚴格控制爐料及鐵(tie)水(shui)中(zhong)的S、P含(han)量。（3）鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)平(ping)板(ban)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)壁(bi)厚(hou)(hou)盡(jin)量均(jun)勻,避免壁(bi)厚(hou)(hou)的突然改變,條件(jian)允許時,可適(shi)當(dang)設(she)置加強筋,兩截面交接(jie)部(bu)位(wei)采用圓(yuan)角連接(jie),以減少(shao)應(ying)力(li)集(ji)中(zhong)。（4）調節鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)平(ping)板(ban)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)各部(bu)位(wei)冷卻速度(du),避免鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)局(ju)部(bu)過熱,在厚(hou)(hou)大斷面或熱節處放置冷鐵(tie),內澆道(dao)適(shi)當(dang)分(fen)散,使鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)各部(bu)位(wei)溫(wen)(wen)度(du)趨向均(jun)勻,澆冒口當(dang)應(ying)阻礙鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)的收縮。（5）鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)平(ping)板(ban)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)澆注后,開型(xing)(xing)不能過早,采用水(shui)爆清(qing)砂工藝(yi)的鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)應(ying)掌握好溫(wen)(wen)度(du)和(he)時間。
6.其他鑄(zhu)造缺(que)陷
（1）鑄(zhu)件比較(jiao)容易變形(xing).某些鑄(zhu)件加工后,放置一(yi)段時間(jian)后會出現變形(xing)。
預防措施：適當添加(jia)(jia)加(jia)(jia)強筋;適當增加(jia)(jia)加(jia)(jia)工余量;采用(yong)反變形(xing)工藝(yi)；將鑄件(jian)進行去應(ying)(ying)力退(tui)火,xiaochu鑄件(jian)的內應(ying)(ying)力；采用(yong)時效處理。
（2）冷隔 在鑄件上有未完全ronghe的縫隙(xi)或凹坑,其交界邊(bian)緣是圓滑的。
預防措施(shi)：提高澆(jiao)注溫度(du)(du)和澆(jiao)注速度(du)(du);gaishan澆(jiao)注系(xi)統;澆(jiao)注時不斷流。
（3）澆(jiao)(jiao)(jiao)不(bu)足 由于金屬液未完(wan)全充(chong)滿(man)型腔而產(chan)生的(de)鑄件缺肉。預(yu)防措施;提高澆(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)溫度和澆(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)速度;不(bu)要斷流和防止跑火;澆(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)后期的(de)點澆(jiao)(jiao)(jiao)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。
