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：主要有冷卻速(su)度，鐵液的(de)過熱處理(li)、孕育處理(li)、爐料 性等
（1）關于冷卻速度的影響
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）關于鐵液孕育處理的(de)影(ying)響
孕育處理(li) 是(shi)在(zai)鐵(tie)(tie)液(ye)進入鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平(ping)臺鑄(zhu)(zhu)件(jian)型腔前(qian)，把孕育劑附(fu)加(jia)到(dao)鐵(tie)(tie)液(ye)中以(yi)改變鐵(tie)(tie)液(ye)的冶(ye)金(jin)狀態(tai)，從而(er)可(ke)(ke)gaishan鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)的顯微組織(zhi)和(he)性能。對(dui)(dui)灰鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)而(er)言，進行孕育處理(li)是(shi)為(wei)了(le)(le)獲(huo)得A型石(shi)墨、珠光體(ti)基體(ti)、細(xi)小共晶團的組織(zhi)，以(yi)及減少鑄(zhu)(zhu)件(jian)薄壁或邊(bian)角處的白口傾(qing)向和(he)對(dui)(dui)鑄(zhu)(zhu)件(jian)壁厚的mingan性；對(dui)(dui)可(ke)(ke)鍛鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)而(er)言，是(shi)為(wei)了(le)(le)縮短(duan)退火周期，zengda鑄(zhu)(zhu)件(jian)的允(yun)許壁厚和(he)gaishan組織(zhi)的結(jie)構；對(dui)(dui)球(qiu)墨鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)而(er)言，是(shi)為(wei)了(le)(le)減少鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平(ping)臺鑄(zhu)(zhu)件(jian)白口傾(qing)向，提(ti)高(gao)球(qiu)化率和(he)gaishan石(shi)墨的圓整(zheng)性。
（3）關于鐵(tie)液(ye)過熱處理(li)的(de)影(ying)響。
提高鐵液過熱溫(wen)度可以：
①增加化合碳含(han)(han)量和相應減少石(shi)墨碳含(han)(han)量
②細化石墨(mo)，并使枝晶(jing)石墨(mo)的形成(cheng)
③xiaochu鑄鐵的“遺(yi)傳(chuan)性”
④提高鑄鐵平臺(tai)鑄件斷面(mian)上組織的均(jun)勻性
⑤有利于鑄件的補縮。同樣，鐵液保溫也(ye)有鐵液過熱的類似作用(yong)。
二、灰鑄鐵不可(ke)用(yong)熱處(chu)理(li)的方法來(lai)達到牌(pai)號要求
一般說來，熱(re)處理能(neng)(neng)(neng)在很大程度上gaishan鑄(zhu)(zhu)造合金的(de)(de)組織和(he)性能(neng)(neng)(neng)，但在灰(hui)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)條(tiao)件下(xia)，熱(re)處理所能(neng)(neng)(neng)發(fa)揮的(de)(de)作用相對較小。在灰(hui)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)中，石(shi)墨(mo)對鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)性能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)影響(xiang)很大，而任何的(de)(de)熱(re)處理方(fang)法都(dou)不能(neng)(neng)(neng)改變(bian)石(shi)墨(mo)的(de)(de)形態和(he)分布，故不可通過熱(re)處理來youxiao地提高灰(hui)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)性能(neng)(neng)(neng)使之(zhi)達到牌號要求。
但是，提高灰(hui)鑄鐵力學性能的方(fang)法很(hen)多，如合理(li)選配化(hua)學成分、改變(bian)爐料組成、過熱處(chu)理(li)鐵液、孕育處(chu)理(li)、微量(liang)或(huo)低合金(jin)化(hua)等，都可(ke)取得很(hen)好效果(guo)。
三、生(sheng)產高牌(pai)號鑄(zhu)鐵平(ping)臺（孕育鑄(zhu)鐵）的注意事項
生產高(gao)牌號鑄鐵(tie)平臺(一般指HT200以上)時，為了獲得高(gao)的(de)力(li)學性(xing)能，盡可能地減(jian)少石墨的(de)數量、減(jian)小石墨的(de)長度(du)。傳統的(de)方法 是(shi)降低鐵(tie)液的(de)碳、硅含(han)量、提高(gao)鐵(tie)液的(de)冷凝速(su)度(du)，但幅度(du)稍(shao)大時 會出現(xian)D型(xing)過冷石墨及(ji)白口，反而降低灰鑄鐵(tie)的(de)力(li)學性(xing)能。
在爐前(qian)或在澆注前(qian)往鐵(tie)液中(zhong)添加適量的(de)(de)(de)、以硅(gui)鐵(tie)為(wei)主的(de)(de)(de)鐵(tie)合金碎粒(li)被稱作孕(yun)育處(chu)(chu)理。孕(yun)育處(chu)(chu)理在鐵(tie)液中(zhong)提(ti)(ti)供大量的(de)(de)(de)、石(shi)(shi)墨(mo)借以生(sheng)核(he)的(de)(de)(de)生(sheng)核(he)質點。youxiao的(de)(de)(de)孕(yun)育將cujin石(shi)(shi)墨(mo)的(de)(de)(de)析出，從而(er)(er)xiaochu白(bai)口、細化片狀石(shi)(shi)墨(mo)并(bing)使過冷(leng)石(shi)(shi)墨(mo)轉變為(wei)無(wu)方向性均布(bu)石(shi)(shi)墨(mo)(A型石(shi)(shi)墨(mo))，不但可大幅度地提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)綜合力學(xue)性能(neng)(neng)，同時還提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)鑄態組(zu)織的(de)(de)(de)均一性，減小鑄件由于壁厚不均、邊角與心部的(de)(de)(de)冷(leng)速不同而(er)(er)造成的(de)(de)(de)力學(xue)性能(neng)(neng)差(cha)別，因此對鐵(tie)液進(jin)行孕(yun)育處(chu)(chu)理是(shi)一項(xiang)生(sheng)產高(gao)(gao)(gao)牌(pai)號(hao)灰鑄鐵(tie)(孕(yun)育鑄鐵(tie))不可少的(de)(de)(de)技(ji)術。
錳在高(gao)牌號灰鑄(zhu)鐵(tie)(孕(yun)育(yu)(yu)(yu)鑄(zhu)鐵(tie))中的(de)作用，除(chu)中和硫(liu)的(de)影響外(wai)，尚有(you)一(yi)個(ge) 殊的(de)要(yao)求，即(ji)借助于它使灰鑄(zhu)鐵(tie)能得到珠光體(ti)組織，故高(gao)牌號灰鑄(zhu)鐵(tie)(孕(yun)育(yu)(yu)(yu)鑄(zhu)鐵(tie))的(de)錳含量一(yi)般較(jiao)高(gao)。硫(liu)能削弱孕(yun)育(yu)(yu)(yu)劑(ji)的(de)石墨化作用，因此常(chang)將硫(liu)限(xian)制在0.12以下。近幾(ji)年來，也有(you)人認為(wei)為(wei)了得到好的(de)孕(yun)育(yu)(yu)(yu)效果，原鐵(tie)液(ye)的(de)硫(liu)量不能太(tai)低。因此，在以后鐵(tie)液(ye)中的(de)硫(liu)含量逐漸降低的(de)情況(kuang)下，對于孕(yun)育(yu)(yu)(yu)鑄(zhu)鐵(tie)中的(de)硫(liu)量究竟應(ying)如(ru)何確定(ding)，看來是一(yi)個(ge)值得注意的(de)問題。
磷含(han)量(liang)一般從力學性能的(de)要求出(chu)發，常限制在0.15以(yi)下，但有些(xie)機(ji)床灰鑄(zhu)鐵件(jian)(常由孕育鑄(zhu)鐵制造(zao))需要耐磨，磷含(han)量(liang)則可(ke)提高(gao)至0.3~0.5左右或 高(gao)。
四(si)、用孕育(yu)劑進行鑄鐵平臺孕育(yu)處(chu)理時禁止的四(si)則
灰鑄鐵(tie)(tie)用的孕育(yu)劑可以按(an)功能(neng)、主要元素、形狀等進(jin)(jin)行分類，在(zai)使用孕育(yu)劑進(jin)(jin)行灰鑄鐵(tie)(tie)孕育(yu)處理(li)時(shi)應(ying)禁忌四則：
一則，孕育劑在使(shi)用前(qian)烘干(gan)。
二則，禁止使用純硅或(huo)純硅鐵作孕育劑
三則，孕(yun)育劑不可草率加入，要(yao)講究(jiu)方法。
四則(ze)，孕育劑的粒度
五、灰鑄(zhu)鐵件可(ke)能出現的缺陷
在鑄(zhu)鐵平臺(tai)生產中(zhong)，常(chang)(chang)見的(de)鑄(zhu)件缺陷(xian)有：氣孔、成分(fen)(fen)與(yu)性能不(bu)合格、熱裂與(yu)冷(leng)裂、縮(suo)孔與(yu)縮(suo)松、渣眼(yan)(yan)與(yu)鐵豆、冷(leng)隔(ge)與(yu)澆不(bu)足、砂眼(yan)(yan)與(yu)夾砂、多肉與(yu)錯輻、變形等。通常(chang)(chang)，產生這些缺陷(xian)的(de)原因不(bu)單是造型制芯問題，有時還有熔(rong)煉澆注、配砂質量、落砂清理等許多生產工序的(de)問題，因此具體(ti)分(fen)(fen)析，以(yi)(yi)便采(cai)取相應的(de)合理措施(shi)加以(yi)(yi)解決。
鑄鐵平臺(tai)鑄造生產中，怎樣辨別(bie)氣(qi)孔(kong)和縮孔(kong)的區(qu)別(bie)
鑄鐵平臺在鑄造生(sheng)產中，鑄件氣孔(kong)(kong)(kong)(kong)和(he)鑄件縮(suo)孔(kong)(kong)(kong)(kong)有時(shi)是伴生(sheng)的(de)，有時(shi)是 立群在。當出現氣孔(kong)(kong)(kong)(kong)和(he)縮(suo)孔(kong)(kong)(kong)(kong)時(shi)，我們快(kuai)速(su)的(de)判斷(duan)出缺(que)陷(xian)是氣孔(kong)(kong)(kong)(kong)，還是縮(suo)孔(kong)(kong)(kong)(kong)對于解決問(wen)題 要。要想快(kuai)速(su)判斷(duan)這(zhe)兩種缺(que)陷(xian)， 首先(xian)入時(shi)對它(ta)們的(de) 征 了解。今天，我們 從認識它(ta)們的(de) 征來教(jiao)大(da)家(jia)快(kuai)速(su)判斷(duan)鑄鐵平臺氣孔(kong)(kong)(kong)(kong)和(he)縮(suo)孔(kong)(kong)(kong)(kong)缺(que)陷(xian)。
氣孔(kong)類缺陷牲與fangzhi方法
在鑄鐵平臺鑄造生產中(zhong)，孔(kong)(kong)洞(dong)類缺陷是常見缺陷，也是給鑄造廠造成損(sun)失比較大(da)的(de)缺陷之(zhi)一。孔(kong)(kong)洞(dong)類缺陷分為(wei)氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)和縮孔(kong)(kong)。氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)多為(wei)由于金屬液中(zhong)侵入、裹(guo)入、卷入氣(qi)(qi)體(ti)所至(zhi)。
鑄(zhu)鐵(tie)平臺鑄(zhu)件(jian)氣(qi)孔(kong)(kong)出現在(zai)鑄(zhu)件(jian)上的(de)(de)位置不(bu)同，其產生(sheng)的(de)(de)原(yuan)因也不(bu)同。這 要求我(wo)們的(de)(de)鑄(zhu)造(zao)技(ji)術員在(zai)判斷(duan)氣(qi)孔(kong)(kong)缺陷病因時(shi)，要掌握各類氣(qi)孔(kong)(kong)發生(sheng)的(de)(de)原(yuan)理，具有什么樣(yang)的(de)(de) 生(sheng)。只有如此才能對癥下(xia)藥，將(jiang)出現的(de)(de)氣(qi)孔(kong)(kong)缺陷解決掉。
下面，我(wo)們再看(kan)看(kan)不同原因生成(cheng)的氣孔 征：
（1）卷入氣孔：金屬(shu)液在充(chong)型過程中因卷入氣體(ti)而在鑄件(jian)內形(xing)成氣孔，多呈孤立存在的圓形(xing)或(huo)橢(tuo)圓形(xing)大氣孔，位置不固(gu)定(ding)，一(yi)般偏鑄件(jian)中上(shang)部。
（2）侵(qin)入氣孔：由型、芯(xin)、涂料、芯(xin)撐、冷(leng)鐵產生的氣孔侵(qin)入鑄件(jian)表層而形成(cheng)氣孔，多呈(cheng)梨形或橢圓(yuan)形，尺寸較大，孔壁光滑(hua)，表面多呈(cheng)氧(yang)化(hua)色。
（3）反應(ying)(ying)(ying)氣孔(kong)：由金屬(shu)液內部某些(xie)成分之間或(huo)金屬(shu)液與型、芯(xin)在界面上(shang)發生(sheng)化(hua)學反應(ying)(ying)(ying)而形(xing)成群分布的氣孔(kong)。位(wei)于鑄件表(biao)層的針頭形(xing)或(huo)腰圓形(xing)反應(ying)(ying)(ying)氣孔(kong)稱(cheng)為(wei)表(biao)面針空與皮下(xia)氣孔(kong)，由金屬(shu)液與型、芯(xin)涂(tu)料發生(sheng)界面反應(ying)(ying)(ying)所至(zhi)；分散或(huo)成群分布在鑄鐵平臺鑄件整個斷面上(shang)或(huo)某個局部區域的針頭反應(ying)(ying)(ying)氣孔(kong)。
形(xing)成原因
（1）由于爐料潮濕(shi)、銹蝕、油污、氣(qi)候的潮濕(shi)，熔(rong)練工具和澆包未(wei)烘干，金(jin)(jin)屬(shu)液(ye)成分(fen)不(bu)當，合金(jin)(jin)液(ye)為煉與煉不(bu)足(zu)，使金(jin)(jin)屬(shu)液(ye)中含有大量氣(qi)體或(huo)氣(qi)體物質，導(dao)致在鑄件(jian)中析出氣(qi)孔或(huo)反應氣(qi)孔。
（2）型、芯(xin)(xin)未(wei)充分(fen)烘干(gan)，透氣性差，通氣不(bu)良，含(han)水分(fen)和發氣物質過多(duo)，涂(tu)料未(wei)烘干(gan)或(huo)含(han)發氣成(cheng)分(fen)過多(duo)，冷(leng)鐵、芯(xin)(xin)撐有(you)銹斑、油污或(huo)未(wei)烘干(gan)，金屬型排氣不(bu)良，在鑄件(jian)中形成(cheng)侵入氣孔。
（3）澆(jiao)注(zhu)(zhu)系統不(bu)合理(li)，澆(jiao)注(zhu)(zhu)和充型(xing)速度過(guo)快，金屬型(xing)排(pai)氣(qi)不(bu)良，使金屬液在澆(jiao)注(zhu)(zhu)和充型(xing)過(guo)程中(zhong)產生紊流、渦流或斷流而卷(juan)入(ru)氣(qi)體，在鑄件中(zhong)形成卷(juan)入(ru)性氣(qi)孔。
（4）合金液(ye)易可(ke)吸氣(qi)，鑄鐵(tie)平臺(tai)在(zai)熔(rong)煉(lian)和(he)(he)(he)澆注(zhu)過程中未采取(qu)youxiao的煉(lian)、保護和(he)(he)(he)凈化措施，使金屬液(ye)中含有大量氣(qi)體、夾渣(zha)和(he)(he)(he)夾氣(qi)成分，在(zai)充(chong)型和(he)(he)(he)凝(ning)固(gu)過程中形成析出氣(qi)孔(kong)和(he)(he)(he)反應(ying)氣(qi)孔(kong)。
（5）型砂、型芯和涂料配制不當，與(yu)金屬液發(fa)生界面反應，形(xing)成表面針孔和皮下氣孔。
（6）澆注溫度(du)過(guo)低，金屬(shu)型溫度(du)過(guo)低，金屬(shu)液(ye)除渣不良，粘度(du)過(guo)高，使(shi)在澆注和充型過(guo)程中(zhong)卷入(ru)的氣(qi)體及由金屬(shu)液(ye)中(zhong)析出的氣(qi)體來不及排出鑄型或(huo)上浮(fu)到冒口或(huo)出氣(qi)口中(zhong)去(qu)。
（7）在(zai)氣候潮濕季節(jie)熔煉(lian)易吸氣的合(he)金時，合(he)金液大(da)量吸氣，造成鑄件成批報(bao)廢。
（8）樹(shu)脂砂的(de)樹(shu)脂和固化(hua)劑加入量(liang)過(guo)(guo)多，樹(shu)脂含氟量(liang)過(guo)(guo)高(gao)，原砂和zaisheng砂的(de)角形系數(shu)過(guo)(guo)高(gao)、粒度過(guo)(guo)細，灼減量(liang)和微粉含量(liang)過(guo)(guo)高(gao)，使型砂的(de)發氣量(liang)過(guo)(guo)高(gao)，透氣性過(guo)(guo)低
防止方(fang)法
（1）非鐵合金熔(rong)煉時(shi)，爐料、溶劑、工具和澆包(bao)要充(chong)分預熱和烘干，去銹去油污(wu)，多次重(zhong)熔(rong)爐料的加入量(liang)要適(shi)當(dang)限制。
（2）防(fang)止金屬(shu)液(ye)在熔(rong)煉過程中(zhong)過度氧(yang)(yang)化和吸氣，加以脫氧(yang)(yang)、除(chu)(chu)氣和除(chu)(chu)渣，在澆(jiao)包內的金屬(shu)熔(rong)池(chi)表面加覆蓋溶劑，防(fang)止金屬(shu)二次氧(yang)(yang)化、吸氣和有害雜質(zhi)(zhi)返(fan)回(hui)熔(rong)池(chi)。用鋁對鑄鋼、鑄鐵脫氧(yang)(yang)時，應嚴(yan)格控制殘留(liu)含鋁量(liang)(liang)(liang)，吸氣傾向嚴(yan)重的鋼液(ye)，應盡量(liang)(liang)(liang)避免用鋁脫氧(yang)(yang)，可采用AVD、VOD、多孔(kong)塞吹惰性(xing)氣體、噴粉法等(deng)對鋼液(ye)進行爐外(wai)練，脫除(chu)(chu)鋼液(ye)中(zhong)的氣體與(yu)有害雜質(zhi)(zhi)；對球墨鑄鐵，應加強脫硫，降(jiang)低原(yuan)湯的含流(liu)量(liang)(liang)(liang)，在保證(zheng)球化的前提下，盡量(liang)(liang)(liang)減少(shao)球化劑的加入量(liang)(liang)(liang)，降(jiang)低鑄鐵的殘留(liu)鎂(mei)量(liang)(liang)(liang)，并加強孕(yun)育處理(li)。
（3）澆(jiao)注(zhu)時金屬(shu)液不(bu)(bu)得斷(duan)流，充型速度(du)不(bu)(bu)宜太高，鑄件澆(jiao)注(zhu)位置和澆(jiao)注(zhu)系統的設置應保證金屬(shu)液平穩地充滿型腔，并利于開腔內氣體(ti)能順利排出。
（4）鑄造時，應保(bao)證(zheng)鑄型和型芯(xin)(xin)排(pai)氣changtong，砂(sha)芯(xin)(xin)內要(yao)開排(pai)氣通道(dao)，合型時要(yao)填補芯(xin)(xin)頭間隙(xi)，以免鉆入金屬液堵塞排(pai)氣通道(dao)。
（5）增加直澆道高(gao)度，以提高(gao)充型金(jin)屬液靜壓(ya)力。
（6）降(jiang)低樹(shu)脂砂的(de)樹(shu)脂和固(gu)化劑加入量(liang)，采用(yong)低氮或無(wu)氮樹(shu)脂及形料圓整、粒度適中、灼減量(liang)和微(wei)粉含(han)量(liang)低的(de)原砂和zaisheng砂，以降(jiang)低樹(shu)脂的(de)發氣(qi)量(liang)，提高樹(shu)脂砂的(de)透(tou)氣(qi)性
縮(suo)孔類缺陷及fangzhi方(fang)法
而鑄件產生(sheng)縮孔、縮松，原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)很多，有(you)鑄件與模樣設計原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)，有(you)砂(sha)箱設計不合適的(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)，有(you)澆冒(mao)口設計的(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)，有(you)型(xing)砂(sha)型(xing)避移位(wei)方(fang)面(mian)的(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)，另外還有(you)制方(fang)面(mian)的(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)，有(you)金屬化學成分調(diao)配不當的(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)，有(you)熔煉環節操作不當原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)，也有(you)澆注方(fang)面(mian)的(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)。
由于造(zao)成(cheng)鑄(zhu)鐵平臺鑄(zhu)件縮孔的原因眾多，所以在(zai)查找根源時(shi)，常常比(bi)較費時(shi)間(jian)。如何(he)快速判定鑄(zhu)件縮孔產生的內(nei)因，這(zhe) 需要我們多對照鑄(zhu)件縮孔缺(que)陷案例(li)，熟記理論 征，加(jia)強(qiang)學習，從(cong)而提高對這(zhe)類(lei)缺(que)陷認識和解(jie)決能力。
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